灯泡贯流式机组结构

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转轮主要由转轮体、叶片、枢轴、拐臂、连 杆、主轴密封、活塞缸、活塞杆、活塞、泄水 锥等部件组成。
转轮体采用铸钢材料。 转轮叶片一般采用不锈钢制造,采用的材质 有: ZG0Cr13Ni4M、 ZG0Cr13Ni6M和ZG0Cr16Ni5 等。 转轮叶片的操作油压常用4—6MPa.
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以固定导叶为主要 支撑的布置方式,其 受力方式较复杂,结 构比较笨重,目前灯 泡贯流式水电站大多 采用以管型座为主要 支撑的布置方式。
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2.1.2 轴系支撑方式 轴系支撑方式分为三导支撑方式和两导支撑方式。 三导支撑方式,机组结构复杂,安装检修难度大,由于
泡头尺寸加长,对水力性能不利。一般用于高水头大容量灯 贯机组。
2.1.1 灯泡体支撑方式: 按照灯泡体向基础传递力和力矩作用的不同, 支撑
方式分为主支撑和辅助支撑。通常以管型座为主支撑。辅助 支撑设置在发电机侧的灯泡头处。
作为主支撑的管型座,向基础传递力和力矩的方式有 两种:1.支柱式 2.固定导叶式。支柱式管型座一般由内外 壳和上下立柱四大部件组成。
辅助支撑有多种形式。典型 结构是在灯泡头的下部 设置垂直支撑,在灯泡头两侧的水平方向设置水平防震支撑。
随着国家能源政策的调整,要求同网同价呼声越来 越高,水电上网电价上调,水火电价差的不断缩小, 很多原开发价值低的电源点将重新获得开发。灯泡 贯流式电站由于具备建设周期短、投资小、收效快、 淹没移民少等独特的开发优势,又将掀起新一轮灯 泡贯流式机组建设高潮。
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典型灯泡贯流机组厂房俯视
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灯泡贯流机组厂房俯视
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灯泡贯流式机组是在1919年初,由美国工程师哈尔 扎首先提出其设计理念,经过瑞士爱舍维斯公司近 20年的研究,于1936年研制成功的第一台灯泡贯流 式机组。
随着我国水力资源的开发利用,高水头、大容量水 电站电源点已相继开发。涉及土地淹没、移民等成 本上升,以及高水头、淹没大电站建设对环境的影 响,低水头电站建设自上世纪90年代以来得到空前 发展。灯泡贯流式机组由于效率高、投资省、建设 工期短,特别适宜于低水头电站的开发而得到迅速 发展,成为低水头电站主流机型。据不完全统计, 我国目前已建的灯泡贯流式电站已过百家,且尚有 更多的同类型电站正在规划建设之中,在全国范围 内已经出现灯泡贯流式机组开发应用的高潮。
管 型 壳






井 水












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2.2 埋设部件
2.2.1:尾水管里衬 灯泡贯流式尾水
管是直锥形尾水管, 一般由两部分组成: 前面部分带金属里衬、 后面部分为钢筋混凝 土。
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尾水管里衬
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尾水管混凝土段
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2.2.2:管型壳 管型壳分为外
管型壳和内管型 壳。内管型壳体 由上下两半或多 块组成,外管型 壳由多块瓦形壳 组成。如图示
转轮(拆去卸水锥、缸盖等)示意图
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叶 片 传 动 机 构 示 意 图
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转轮体和桨叶
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转轮与转轮室
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2.3.2:叶片密封
为了防止水进入轮毂腔内,一般设 有高位轮毂油箱依靠高位轮毂油的重力 产生油压,使轮毂腔内的油压略于外部 水压,阻止外界的水进入轮毂腔内。
转动的叶片与转轮体间设有密封, 常用的有X形、V形、V形和VX结合形密 封。
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HL250—LJ—225 表示混流式水轮机,转轮型号为250,立轴, 金属蜗壳,转轮直径为225cm. GZ4B068—WP—780 (峡江天阿水轮机) 表示贯流式水轮机,转轮型号为4B068,卧 轴,灯泡式引水室,转轮直径为780cm
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二、发电机型号的含义 SF W G 额定有功MW -- 磁极数/ 定子铁芯外径(mm) SF—水轮发电机; W--- 卧轴; G — 灯泡贯流式; 比如:峡江机组发电机型号 SFWG40-84/8820
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管型座内壳
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管 型 座
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2.2.3:发电机吊装孔 框架、抗压盖板 发电机吊装孔框架 对发电机吊装孔起到 骨架作用,而且是抗 压盖板固定的基。抗 压盖板是发电机吊装 孔框架的盖板。如图 示
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2.2.4:垂直支撑与水平支 撑 下支撑又称球面支撑,在 流道无水时承受灯泡头、定 子等部件的重力,流道充满 水后承受灯泡头、定子等部 件的重力和其浮力的合力。 如图示
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2.3 转轮与转轮室
2.3.1:转轮 转轮是直接将水流能量转换
为主轴旋转机械能的部件, 是 水轮机的核心部件。按叶片的数 量 可分成:三片、四片、五片 式转轮;
按叶片是否可操作分成:定 桨式和动桨式。
按叶片操作方式,动桨式可 分成活塞套筒式、操作架式和缸 动式结构。
缸动式结构如图。活塞不动, 活塞 缸在操作油压的作用下运 动带动连杆、拐臂运动,操作叶 片旋转。这种形式结构简单,安 装方便。
灯泡贯流式机组 结构
目录
第一章 水力发电机组基本知识 第二章 灯泡贯流式机组结构 第三章 灯泡贯流式机组辅助设备的
结构特点
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第一章 水力发电机组基本知识
1.1.水电站的型式; 1.2.水轮发电机组的基本工作参数; 1.3.水轮发电机组的类型 1.4 水轮发电机组型号表示方法及意义; 1.5 灯泡贯流式机组的特点、现状和发展
贯通不拐弯,流道尺寸大而短,过流通道的水力损 失少,效率高、结构简单,施工方便。
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2、结构紧凑,尺寸小
贯流式水轮机有较大的转速比,所以在水头 和功率相同的条件下,贯流式水轮机的直径 要比转桨式水轮机小10%左右。
3、开挖深度浅,厂房尺寸小,土建投资少
贯流式水电站的机组结构紧凑,与同一容量 的轴流转桨式机组相比,其尺寸较小,可布 置在坝体内,取消了复杂的引水系统,可以 减少厂房的建筑面积,减少电站的开挖量和 混凝土用量。根据有关资料分析,土建费用 可节约20%-30%。
了减轻导叶的重量,叶体制成 中空式。
第二种为铸焊导叶,导叶体 和轴分别铸造后再焊在一起。
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转轮体
桨叶连接螺栓 桨叶
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2.3.3:转轮室 转轮室是水
轮机的工作室, 分上下两瓣或者 四瓣,结构简单。 转轮室上游侧与 导水机构外配相 连,下游侧与伸 缩节相连。
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2.4 导水机构
2.4.1:导水机构的作用和组 成
导水机构的作用是调节 进入水轮机转轮的流量和形 成水流推动转轮旋转的环量, 实现开停机和调节水轮机的 出力。
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1.4水轮发电机组型号表示方法和意义
一:水轮机牌号 水轮机产品型号由三部分组成:
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1 为水轮机型式,由两个汉语拼音字母表示; 2 为转轮型号,用统一的比速代号,未列入型谱的转轮,则
采用单号的序号,如A为哈电、D为东电、T为天发等。 3 为主轴布置型式,用一个汉语拼音字母表示。 4 为引水室特征,用一个汉语拼音字母表示。 5 为转轮标称直径,用阿拉伯数字表示。
两导支撑方式结构简单,可靠,性价比高,是目前国内 外大中型灯贯机组轴系支撑的主导结构。但因两导支撑受到 轴承负荷大小及负荷平衡性的限制,有时被迫采用三导结构。 所以拓宽两导支撑使用的范围是研究的重要课题,比如树脂 瓦的应用等。
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2.1.3 典型布置结构
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灯泡贯流式机组模型
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灯 泡 头
灯泡贯流式水轮机的导水 机构 主要部件有:内配水环、 外配水环、导叶、导叶套筒、 导叶传动机构(导叶臂、连
杆、连扳)、控制环等部件。
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2.4.2:导叶的结构 导叶是导水机构的主要部件,
担负着开停机、调节负荷,并 使导叶后、转轮前的水流形成 环量。导叶体的断面为头部厚、 尾部薄的翼型。
1):导叶的分类 一种是整体铸造的导叶为
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目前,世界上最大容量的灯泡贯流式机组已 达到75MW(巴西杰瑞Байду номын сангаас站),我国已投运 的广西桥巩电站单机容量达57MW,是我国 单机容量最大,制造水平处于国际水平的灯 泡贯流式机组。
灯泡贯流式机组在地域分布上,主要以福建、 湖南、湖北、广东、广西等东南部和中部等 省份最多,在西部和西北部也有少量该类型 机组。
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目前,省内已建成的单机5MW以上的灯泡贯流式电 站有10多座,如:踞龙滩电站2×30MW、抱子石电 站2×20MW、廖坊电站3×16.5MW、桃江电站 2×12.5MW、留金坝电站2×10MW、白鹅电站 3×7.5MW等;石虎潭6×20MW、、跃洲电站 3×11MW、峡山电站3×11MW,在建峡江电站 9×40MW等。
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水轮机型式 混流式 斜流式
轴流转桨式 轴流定桨式 贯流转桨式 贯流定桨式
冲击式 斜击式 双击式
代号
HL XL ZZ ZD GZ GD CJ XJ SJ
主轴布 代号 置型式
立轴 L
卧轴 W
引水室特征 金属蜗壳 混凝土蜗壳 灯泡式 明槽式 罐式 竖井式 虹吸式 轴伸式
代号 J H P M G S X Z
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1:以管型座为主要支 撑的布置方式
机组的大部分受力 主要通过管型壳传到 厂房基础。发电机灯 泡头下部的支撑主要 是平衡灯泡头和定子 部分在水里产生的浮 力和其重力的合力。 灯泡头两侧的侧向支 撑是防止机组在运行 时产生振动而引起的 摆动。
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2:以固定导叶为主要 支撑的布置方式
这种机组主要通过 固定导叶(座环), 将转动部分、定子等 受力传至厂房基础。
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4、运行方式多,汽蚀性能好 贯流式水轮机适合作可逆式水轮机运行。由于
进出水流道没有急转弯,使水轮机发电和抽水均能 获得较好的水力性能。它可应用于潮汐电站,具有 双向发电、双向抽水和双向泄排水等六种功能。因 此,很适合综合开发利用低水头水力资源。 5、建设周期短,见效快
贯流式水电站一般比轴流式水电站建设周期短、 投资小、收效快、淹没移民少;电站靠近城镇,对 城市景观由很大的改良,有利于发挥地方兴建电站 的积极性。
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近10多年来,我国灯泡贯流式机组的科研开 发、生产制造及投产运行都有了长足发展, 特别是近几年,全国出现了灯泡贯流式机组 开发应用的高潮。据统计,截至2008年底全 国已有150多座灯泡贯流式电站投入运行,颇 具规模的有广西长洲电站15×42MW、广东 飞来峡电站4×35MW、湖南凌津滩电站 9×30MW、湖南洪江电站5×45MW、湖南 株航电站5×28MW、湖南大源度电站4×30 MW、湖北王甫洲电站4×27MW、青海尼那 电站4×40MW等。
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灯贯机组立体剖视图
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第二章. 灯泡贯流式机组的结构
2.1、 整体机构 2.2、 埋设部件 2.3、 转轮及转轮室 2.4、 导水机构 2.5、 主轴密封 2.6、 水导轴承 2.7、 组合轴承 2.8、 定子 2.9、 转子 2.10、灯泡头与进人竖井 2.11 受油器
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2.1 整体结构
P+½ ρV²+H=C(常数)
式中v、h、p为同一流线上任意点的流速、相
对高度和压强。该公式称为伯努力方程。
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(二)水电站或机组出力基本公式:
P = 9.81ηQH
P—出力 kw; Q—流量 m3/s; H—水头 m; η —效率 %;
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1.3 水轮发电机组的类型
按照机组轴线布置形式分成: 1.立式机组; 2.卧式机组; 按照能量转换形式分为: 1.反击式 ; 2 冲击式; 按照水轮机形式的不同,反击式机组分为: 1.混流式;2.轴流式;3. 斜流式;4、贯流式; 冲击式机组包括:斜击式和切击式(水斗式)。
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1.5灯泡贯流式机组的特点、现状和发展
一、灯泡贯流式机组的特点 灯泡贯流式水轮发电机组一般在25m以下水头应用,
开始主要应用于潮汐电站,近年来逐渐应用到江河 上的低水头电站。
灯泡贯流式发电机组与中、高水头的立式轴流转浆 机组相比,具有如下显著的优点。
1、水力效率高,施工方便; 贯流式水轮发电机组从进水到出水方向一致,轴向
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1.1、水电站的形式 水电站的型式主要取决于集中水头的方式, 根据集中水头的方式的不同,水电站分为坝 式水电站、引水式水电站和混合式水电站 。
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坝式电站
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p 1 v2 h 恒量 2
1.2 水轮发电机组工作参数
(一)伯努力方程:伯努力方程是流体动力 学中一个重要的基本规律。是动能原理在流 体流动中的具体应用。主要反映流体流速、 流体的高度及流体压强三者之间的关系。对 理想流体在流动时,同一流线上的任意点有:
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