水轮机安装调试、运行维护、诊断检修手册

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水轮机安装调试、运行维护、

故障诊断及检修第一篇

第一章概论

第一章概论

第一节水轮机分类和牌号

一、水轮机分类

水轮机是将水能转换成机械能的一种原动机。它驱动发电机，将旋转的机械能转变为电能。水轮机和发电机的联合体又称水轮发电机组（简称机组）。水轮机的工作状况取决于水电厂的工作水头和流量。由于水头和流量的变化范围很大，因而水轮机的类型也很多。

（一）按水流能量转换特征分类

按水流能量转换的特征，水轮机可分为两大类：反击式水轮机和冲击式水轮机。反击式水轮机特点是：转轮位于水流流经的整个通道中，在同一时间内，所有转轮叶片的通道都有水流通过。水流流经叶片通道后，流速大小和方向都发生了变化，这种变化反映了水流的动量的变化。这个动量的变化是转轮作用于水流产生的，因而水流对转轮有个反作用力，这个反作用力推动转轮旋转。这种利用水流的反作用力推动转轮旋转的水轮机，称为反击式水轮机。

冲击式水轮机的特点是：当水流流经转轮时，不像反击式水轮机那样整个转轮位于水流流经的通道中，只有部分转轮叶片充满了水，其余部分则处在大气之中。水流以射流形式冲击转轮。冲击式水轮机实际上是利用水流的动能推动转轮旋转。而且在同一时间内水流只冲击着部分水斗。所以利用水流冲击的动能推动转轮旋转的水轮机，称为

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第一篇水轮机安装调试、运行维护、故障诊断及检修

冲击式水轮机。

反击式水轮机多用于中、低水头水电厂，冲击式水轮机多用于高水头水电厂。

（二）按水轮机结构形式分类

水轮机按结构形式的不同又可分为以下几种类型：

定浆式 轴流式{转桨式反击式 贯流式 斜流式水轮机 水斗式 冲击式斜击式混流式{

双击式

图!"!"!#!"!"$分别为混流式、轴流式、贯流式、斜流式和水斗式水轮机的结

构简图。

图!"!"!混流式水轮机

!—主轴；%—叶片；&

—导叶

图!"!"%轴流式水轮机

!—导叶；%—叶片；&—轮毂

’

第一章概论

图!"!"#贯流式水轮机

!—导叶；$—转轮叶片；#

—尾水管

图!"!"%斜流式水轮机

!—蜗壳；$—导叶；#—转轮叶片；%

—尾水管

图!"!"&水斗式水轮机

!—轮叶；$—喷嘴；#—转轮室；%—机壳；&—针阀

&

第一篇水轮机安装调试、运行维护、故障诊断及检修

（三）按水轮机主轴布置形式分类

水轮机按主轴的布置形式又可分为卧式和立式两种（也称横轴和立轴）。转轮直径小于!"的水轮机多为卧式，直径大于!"的一般为立式。

除此以外，还有可逆式水轮机，它是一种抽水发电两用的水轮机，也称水泵水轮机。这种水轮机，发电时作水轮机使用，抽水时作水泵使用。可逆式水轮机只适用于抽水蓄能电站。

二、水轮机牌号

我国规定水轮机的牌号由三部分组成，每部分之间用“—”号分开。第一部分用两个汉语拼音字母和阿拉伯数字组成，前者表示水轮机形式，后者表示转轮型号（即转轮的比转速）。第二部分由两个汉语拼音字母组成，前者表示水轮机主轴布置形式，后者表示引水室特征。第三部分为转轮的标称直径，单位为#"，见图!$!$%。常用的各种水轮机牌号的代号和意义见表!$!$!

。

图!$!$%转轮标称直径

表!$!$!

第

水

代

&’

))

)+号一轮部机分型意混流符式义式代’*号水轮机牌号表示符号第主轴布置方式号意立卧义轴轴代(&,二部分符号引水号室型意式义金属蜗壳混凝土蜗壳明槽式引水轴流转桨式轴流定桨式

%

第一章

第

!"$%

$&

’(一部分斜符流号式第二部分符号#$%灯罐轴概论泡式式贯流转桨式贯流定桨式冲击（水斗）式伸式

在水轮机型式代号之后加“)”表示可逆式水轮机。

冲击式水轮机牌号的第三部分用下示数据表示：

水轮机转轮标称直径

水轮机牌号示例：

+,-"../0"(011/

称直径为11/23。

.,%%14/0"-05//

6,!"7.//0"(06//

轮标称直径为6//23。

8,$&4//09#0.1/表示转轮型号为4//的贯流定桨式水轮机、卧式、灯泡式引

表示转轮型号为6/的水斗式水轮机，一根轴上有二个表示转轮型号为14/的轴流转桨式水轮机。立轴、混凝土蜗表示转轮型号.//的斜流可逆式水轮机、立轴、金属蜗壳、转表示转轮型号为../的混流式水轮机、立轴、金属蜗壳、转轮标壳、转轮标称直径为5//23。水、转轮标称直径为.1/23。1,.’(6/090+./:.*+/

转轮，卧式、转轮节圆直径为+./23，每个转轮有二个喷嘴，射流直径为+/23。

第二节反击式水轮机的构造

一、混流式水轮机

混流式水轮机又称法兰西斯水轮机，是目前应用最广泛的一种水轮机。其所以称之谓混流式是因为水流在转轮中的流动过程是辐向进轴向出。大中型混流式水轮机一般为立式装置，小型为卧式装置。立式装置有利于尾水管的布置，也便于机组的安装和检修，可减小厂房的平面尺寸。大型混流式水轮机适用于水头1/—;//3，单机容量已由几十千瓦发展到几十万千瓦，白山水电厂采用我国自行设计制造的单机容量为6//<9的混流式水轮发电机。

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第一篇水轮机安装调试、运行维护、故障诊断及检修

混流式水轮机的结构，见图!"!"#，按水流流经的路径，主要行水轮机室，导水机构、转轮、

尾水管等部件组成。

图!"!"#混流式水轮机结构图

!—座环；$—活动导叶；%—转轮；&—顶盖；’—拐臂；(—键；#—连杆；

（调速环）；)—控制环*—密封装置；!+—导轴承；!!—主轴；!$—油冷却器；

!%—顶盖排水管；!&—基础环；!’—底环

（一）水轮机室

压力钢管引进的水流首先进入水轮机室，其主要作用是使引进的水流以尽可能小的水头损失且较均匀地从四周进入水轮机的转轮。

水轮机室有开敞式和封闭式两种。大、中型反击式水轮机一般采用封闭式水轮机室，极个别的小型水电厂才采用开敞式水轮机室。封闭式水轮机室其外形呈现为蜗壳形状，所以也称为蜗壳。蜗壳的断面随着流量的不断减少而减小。蜗壳外形见图!"!")。

为适用不同高低的水头，蜗壳又分为金属蜗壳和混凝土蜗壳二种。金属蜗壳适用于高、中水头，混凝土蜗壳适用于低水头。金属蜗壳将导水机构全部包围，故又称完全蜗壳。而混凝土蜗壳只包围部分导水机构，故又称非完全蜗壳。

蜗壳的断面形状，金属蜗壳一般做成圆形，而且由于结构上的要求，由圆形逐渐过渡 )

第一章概论

到椭圆形，见图!"!"#。混凝土蜗壳断面形状多采用梯形，而且又分为对称、上伸、下伸几种形式，见图!"!"$

。

图!"!"#

金属蜗壳外形图

图!"!"$混凝土蜗壳 …… 此处隐藏：6275字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……