第二章 水轮机结构

水轮机结构介绍水轮机是利用水能转换为机械能的一种装置，是发电厂中常用的主要发电设备之一、下面将对水轮机的结构进行详细介绍。

水轮机主要由机壳、转轮、导向装置、涡排装置、轴承和透水管道等组成。

1.机壳：水轮机的机壳是一个装置的外部保护壳，一般由钢板或钢铸件焊接而成。

机壳内有良好的润滑和密封装置，以保证机器的正常运转，并能减少机械损耗，并防止泄漏。

2.转轮：转轮是水轮机的核心部分，是水能转换为机械能的重要部分。

转轮的形状和组织结构根据不同的水轮机类型而有所不同，常见的有斜流式、混流式和轴流式等类型。

3.导向装置：导向装置起到引导水流进入转轮并调节进水流量的作用。

导向装置一般由多个可调节的导叶组成，导叶的位置和角度可以通过液压机构或机械装置进行调节，以实现对水流的控制。

4.涡排装置：涡排装置将已经转过水轮机的水流排出，将水流的动能转化为排出水流的动能。

一般情况下，涡排装置由锥壳、导管和涡轴组成，通过设计合理的导管形状和尺寸，使水流尽可能地获得动能转换。

5.轴承：轴承用于支撑和固定转轮和轴的位置，以减少旋转过程中的运动摩擦和机械损耗。

轴承在水轮机中至关重要，要求具有较高的承载能力和良好的摩擦性能。

6.透水管道：透水管道用于将调节好流量的水流引入水轮机的导叶中，以驱动转轮旋转。

透水管道的设计应保证水流顺利地进入和离开水轮机，并尽量减少水流中的压力损失和涡旋现象。

水轮机通过上述各部分的相互配合和工作，将水能转化为机械能，实现发电厂的发电功能。

在实际应用中，水轮机的转速和功率可根据工作需求进行调节和匹配，并通过自动控制系统来控制和监测水轮机的运行状态。

总之，水轮机是一种利用水能发电的设备，它通过机壳、转轮、导向装置、涡排装置、轴承和透水管道等部分的协同工作，将水能转化为有用的机械能。

水轮机的设计和运行状态对于发电厂的稳定运行至关重要，因此，在水轮机设计和制造过程中需要严格遵循相关的技术规范和要求，确保水轮机的性能和安全性。

水轮机结构及工作原理
水轮机是一种利用水流转动轮盘产生动力的机械装置，它可以将流体动能转化为机械能。

水轮机结构简单，主要由导流装置、转轮、出水装置和传动装置组成。

导流装置通常由水导管、导叶或导流管等构成，主要作用是引导水流进入转轮；转轮是水轮机的核心部件，通常由叶片和轮辐组成，它负责将水流的动能转化为机械能；出水装置用于将转轮后的水流排出；传动装置则将转轮的机械能传递给其他设备，如发电机或机械磨粉机等。

水轮机的工作原理基于液体在流动过程中所具有的动能和压力能。

当水流进入转轮时，叶片将水流的动能转化为转轮的旋转动能，然后通过传动装置将旋转动能传递出去。

在转轮内部，水流的压力能也会对转轮产生作用，进一步增加了转轮的驱动力。

水轮机的工作过程可以分为导流、冲击和排泄三个阶段。

在导流阶段，导流装置将水流引导进入转轮，并使其流向叶片；在冲击阶段，水流与叶片相互作用，使叶片受到冲击力，从而转动转轮；在排泄阶段，转轮后的水流通过出水装置被排出。

总之，水轮机通过利用水流动能和压力能的转化，将水流的动能转化为机械能，实现了能源的转换和利用。

水轮机具有结构简单、效率高等优点，在水力发电、水泵和机械加工等领域得到了广泛应用。

水轮机的基本结构及其主要部件的作用水轮机总体由引水、导水、工作和排水四大部分组成。

1、水轮机的引水部件：主要指蜗壳及座环等，水流由蜗壳引进，经过座环后才进入导水机构。

蜗壳的作用是使进入导叶以前的水流形成一定的旋转，并轴对称地、均匀地将水流引入导水机构；座环的作用是：承受整个机组及其上部混凝土的重量以及水轮机的轴向水推力；以最小的水力损失将水流引入导水机构；机组安装时以它为基准。

所以，座环既是承重件，又是过流件，也是基准件。

因此，要求座环必须有足够的强度、刚度和良好的水力性能。

2、水轮机的导水机构：导水机构主要由操纵机构（推拉杆、接力器及其锁锭装置）、导叶传动机构（包括控制环、拐臂、连杆和连接板等）、执行机构（导叶及其轴套等）和支撑机构（顶盖、底环等）四大部分组成。

其作用使进入转轮前的水流形成旋转，并可改变水流的入射角度，当发电机负荷发生变化时，用它来调节流量，正常与事故停机时，用它来截断水流。

导水机构的操纵机构导水机构的操纵机构的作用是：在压力油的作用下，克服导叶的水力矩及传动机构的摩擦力矩，形成对导叶在各种开度下的操作力矩。

导水机构的操纵机构分为直缸式和环形接力器两大类。

调速环或接力器锁锭装置锁锭装置的作用是：当导叶全关闭后，锁锭投入，可阻止接力器活塞向开侧移动；一旦关侧油压消失，又可防止导叶被水冲开。

导水机构的传动机构导水机构的传动机构的作用：是将操纵机构的操作力矩传递给导叶轴并使之发生转动。

其型式主要有叉头式和耳柄式两种。

太站为耳柄式，长站为叉头式。

正常运行时应着重检查控制环、拐臂、连杆和连接板之间的连接销有无串出或脱落。

剪断销及引线是否完好。

导水机构的执行机构导水机构的执行机构包括导叶和轴套，为了操作导叶使其转动，既减少摩擦阻力又不摆动，在水轮机导叶上均装有三个滑动轴承。

下轴套装在底环上，上、中轴套装在导叶套筒内，套筒固定在顶盖上。

为了减少沿轴颈的漏水量和减轻泥沙对轴颈的磨损，导叶轴颈均装有密封，当密封损坏时可能造成顶盖水位升高。

水轮机原理及构造水轮机是一种将水流动能转化为机械能的能量转换装置。

它的工作原理基于动能守恒定律和能量守恒定律。

水轮机的构造主要包括水轮机轮盘、水轮机叶片、水轮机导叶和水轮机主轴等。

水轮机的工作原理：水轮机的工作原理是利用水流的冲击力和动能来推动轮盘旋转，从而进行能量转换。

具体来说，水轮机是利用流体在受力后产生的动量变化来实现动能转化的。

当水流经过水轮机叶片时，由于叶片形状和速度的变化，水流的动量发生了变化。

这个过程中，水流的动能减小，而叶片所受到的水流冲击力增加，从而推动轮盘旋转。

水流的动力作用可分为冲击力和剪力两部分，它们共同作用在叶片上，产生一个向环形斜盘中心方向的作用力，使其在金属皮带或摩擦轮的拉力下转动。

水轮机的构造：1.水轮机轮盘：水轮机轮盘是水轮机的主要部件，它可以分为定子轮盘和转子轮盘两部分。

定子轮盘通常是固定的，而转子轮盘则与主轴连接，并能转动。

轮盘的外形和材料选择需根据具体的工作条件和需求来确定。

2.水轮机叶片：水轮机叶片是位于轮盘上的一系列叶片，其形状和角度的设计对水轮机的性能具有很大的影响。

一般来说，叶片可以分为定叶和移动叶两种类型。

定叶是固定在轮盘上的，主要用于导向水流；移动叶则可以调整角度，用于控制水流的进入和出口。

叶片通常由耐磨和高强度的材料制成，如钢铁或铝合金。

3.水轮机导叶：水轮机导叶位于叶片和进水管道之间，用于引导水流进入叶片。

导叶的设计可根据水流的速度和压力来决定。

通常，导叶是可调角度的，通过调整导叶的角度，可以控制水流的流向和流速，从而实现对水轮机的调节。

4.水轮机主轴：水轮机主轴是连接轮盘和发电机或其他设备的中心轴。

它负责传输轮盘旋转产生的机械能，使之转化成用于发电或其他工作的机械能。

主轴的设计需考虑到承载能力、刚度和传动效率等要素。

除了以上主要构造部件外，水轮机还包括导叶机构、轴承、机壳和冷却系统等辅助部件。

导叶机构通常是由液压或电动设备控制，用于调节导叶的角度。

水轮机结构一、简介（一）、简介水轮机是水电厂将水轮转换为机械能的重要设备。

1、按能量方式转换的不同，它可分为反击式和冲击式两类。

反击型利用水流的压能和动能，冲击型利用水流动能。

2、反击式中又分为混流、轴流、斜流和贯流四种；3、冲击式中又分为水斗、斜击和双击式三种。

1）、混流式：水流从四周沿径向进入转轮，近似轴向流出应用水头范围：30m~700m特点：结构简单、运行稳定且效率高2）、轴流式水流在导叶与转轮之间由径向运动转变为轴向流动应用水头：3~80m特点：适用于中低水头，大流量水电站分类：轴流定桨、轴流转桨3）、冲击式转轮始终处于大气中，来自压力钢管的高压水流在进入水轮机之前已经转变为高速射流，冲击转轮叶片作功。

水头范围：300~1700m适用于高水头，小流量机组。

（二）、水轮机主要类型归类二、水轮机主要基本参数1、水轮机主要基本参数水头：Hg、H、Hmax、Hmin、Hr（设计水头）流量：Q转速:f=np/60出力：N=9.81QHη（Kw）效率：η2、水轮机型式代号混流式：HL斜流式：XL轴流转桨式：ZZ轴流定桨式：ZD冲击（水斗式）：CJ双击式：SJ斜击式：XJ贯流转桨式：GZ贯流定桨式：GD对于可逆式，在其代号后增加N3、混流式水轮机型号：HL100—LJ—210HL：代表混流式水轮机100：转轮型号（也称比转速）LJ：立式金属蜗壳210：转轮直径（210厘米）4、轴流式水轮机ZZ560—LH—1130ZZ：轴流转桨式水轮机560：转轮型号LH：立式混凝土蜗壳1130：表示转轮直径为1130厘米5、冲击式水轮机CJ47—W—170/2X15.0CJ：冲击式W：卧轴170：转轮直径170cm2：2个喷嘴15.0：射流直径三、水轮机主要部件（一）、组成引水部件、导水部件、工作部件、泄水部件1、引水部件组成：引水室（蜗壳）、座环作用：以较小的水力损失把水流均匀地、对称地引入导水部件，并在进入导叶前形成一定的环量。

水轮机结构图1. 引言水轮机是一种将水流动的动能转化为机械能的装置。

为了更好地理解水轮机的结构和工作原理，本文将提供一份水轮机的结构图，并对结构图中的各个部分进行介绍和解释。

2. 水轮机结构图以下是一幅水轮机的结构图：┌─┐ ┌─┐│ │\\ /│ ││ ││ │ ││ ││ │ ││ ││ │ ││ ││ │ ││ ││ │ ││ ││ │ ││ ││ │ ││ ││ │ │└─┘└────┘└─┘上视图3. 结构图解释3.1 动叶片动叶片是水轮机的核心组成部分之一。

它们固定在水轮机转子上，当水流冲击到动叶片上时，动能被转化为机械能，驱动水轮机转动。

在结构图中，动叶片由多个平行的杆状部分组成。

3.2 转子转子是水轮机中承载动叶片的部分。

它由一个直径较大的圆盘构成，动叶片固定在圆盘上。

转子的主要功能是将水流的动能转化为旋转的机械能。

3.3 支架支架是水轮机的主要支撑部分。

它承载着转子并与轴连接，确保水轮机整体结构的稳定性。

在结构图中，支架由两个弯曲的线条表示。

3.4 输水管道输水管道是水轮机的一个重要组成部分。

它将来自水源的水引入水轮机中，提供动力源。

在结构图中，输水管道由一个竖直的线条表示。

3.5 出水管道出水管道是水轮机中将已经转过动能的水排出的部分。

在结构图中，出水管道由一个斜向上的线条表示。

3.6 轴轴是水轮机中负责传递旋转动力的部分。

它连接支架和转子，使转子能够在水流动力的作用下旋转。

在结构图中，轴由一个竖直的线条表示。

4. 结论通过以上结构图及其解释，我们可以清楚地了解水轮机的组成部分和各个部分之间的关系。

水轮机的转子、动叶片、支架、输水管道、出水管道和轴合作，使得水轮机能够将水流的动能转化为机械能，实现功率输出。

这幅结构图提供了一个直观的水轮机结构的视觉表示，使我们更好地理解和学习水轮机的工作原理。

希望本文对读者对水轮机结构有所启发和帮助。

第二章 水轮机结构本章教学要求：1．掌握混流式和轴流式水轮机的基本结构；2．掌握反击式水轮机引水室的作用、类型及其适用范围；3．了解座环的结构与作用；4．了解径向式导水机构的基本结构和作用；5．掌握尾水管的作用、类型、基本设计原则及尾水管的减振措施。

第一节 混流式水轮机结构一、概述混流式水轮机是反击式水轮机的一种，其应用水头范围很广，从20~700m 水头均可使用。

它结构简单，制造安装方便，运行可靠，且有较高的效率和较低的空蚀系数。

现以图2-1所示的混流式水轮机为例来介绍这种水轮机结构。

水轮机的进水部件是具有钢板里衬的蜗壳，座环支柱也称固定导叶1，在转轮四周布置着导水机构导叶2。

座环支柱具有坚固的上环a 和下环b ，蜗壳和上下环焊接在一起。

导叶轴颈用衬套（钢或尼龙材料）支承在底环3和固定于顶盖4的套筒5上。

底环固定于座环的下环上面。

顶盖用螺钉6与座环的上环连接。

导水的传动机构是由安置在导水叶上轴颈的转臂12，连杆13和控制环14组成。

导叶的开度0a （从导叶出口边端到相邻导叶背部的最短距离）的改变是通过导水机构的两个接力器16和控制环连接的推拉杆15传动控制环来实现的。

图2-1 HL200-LJ-550水轮机剖面图（高度单位：m ，尺寸单位：mm ）1—固定导叶；2—导叶；3—底环；4—顶盖；5—套筒；6—螺钉；7—主轴法兰；8—主轴；9—上冠；10—下环；11—叶片；12—转臂；13—连杆；14—控制环；15—推拉杆；16—接力器；17—导轴承；18—泄水锥；a 19,b 19—上，下迷宫环；a —坐环上环；b —坐环下环；20—连接螺栓由于混流式水轮机应用水头较高，导叶承受的弯曲载荷大，因此导叶的相对高度0b 与轴流式水轮机比较起来做得短一些，以减小跨度。

此外，随着水头增高，相同功率下水轮机的过流量减小，这样有可能减小流道的过流载面。

0b 一般随水头增加而减小。

导叶和水轮机顶盖4及底环3之间的间隙及相邻导叶在关机时的接合面都会有漏水现象。

水轮发电机组的型式为立式发电机，一般低、中速的大、中型机组多采用立式发电机。

立式发电机按推力轴承位置又分为悬式和伞式两种。

推力轴承位于转子上方的发电机称为悬式发电机，适用于转速在200r/min以上。

新丰江水轮发电机都采用定子线圈水冷却，发电机转子为空气通风冷却，故称之为半水冷水轮发电机。

水轮发电机定子主要由机座、铁芯和三相绕组线圈等组成，铁芯固定在机座上，三相绕组线圈嵌装在铁芯的齿槽内。

发电机定子机座、铁芯和三相绕组统一体统称为发电机的定子，也称为电枢。

立轴水轮发电机定子结构
定子铁芯是定子的一个重要部件，由扇形冲片、通风槽片、定位筋、齿压板，拉紧螺杆及固定片等零部件装压而成。

定子铁芯的作用是：作为磁路的主要组成部分，为发电机提供磁阻很小的磁路，以通过发电机所需要的磁通，并用以固定绕组。

三相绕组由绝缘导线绕制而成，均匀地分布于铁芯内圆齿槽中。

水轮发电机的转子是转换能量和传递转矩的主要部件，一般由主轴、转子支架、磁轭、磁极等部件组成。

接下来，我将介绍我入职以来学习到的电气试验方面的相关知识。

水轮机结构1. 引言水轮机是一种将水能转化为机械能的装置，广泛应用于发电、农业灌溉、工业生产等领域。

水轮机由水轮机转子和定子组成，本文将详细介绍水轮机的结构及其各个组成部分。

2. 水轮机结构概述水轮机主要由转子、定子、导叶、水桨和轴系等组成。

其结构紧凑，高效能，易于维修和保养。

下面将对各个组成部分进行详细介绍。

3. 转子转子是水轮机的动力部分，直接与水流接触，将水的动能转化为机械能。

转子通常由由多个桨叶连接而成，通过承受水流的冲击力来驱动转动。

转子材质一般选用耐磨、耐腐蚀的合金钢，以确保转子的长期运转稳定。

4. 定子定子是水轮机的静力部分，位于转子的上游或下游。

定子通过导流来控制水流的流向和速度，使水流对转子叶片施加最大的冲击力。

定子通常由定子壳体、导叶和驱动装置等组成。

4.1 定子壳体定子壳体是定子的外包装，由耐腐蚀、强度高的材料制成，通常是钢板焊接而成。

定子壳体具有良好的密封性能，可以有效防止水流泄漏。

4.2 导叶导叶是定子壳体的一部分，位于壳体内部。

导叶的主要作用是引导水流的流向和速度，使其能够对转子叶片产生最大的冲击力。

导叶通常采用定子壳体和导叶片组成，导叶片可根据需要进行调整和更换。

4.3 驱动装置水轮机的驱动装置位于定子壳体的下部分，通过驱动装置可以控制导叶的张开和关闭，从而调整水流对转子的冲击力大小。

驱动装置通常由油压或电动机组成。

5. 水桨水桨是转子的关键部分，直接承受水流的冲击力。

水桨的形状和角度可以根据水轮机的设计要求进行调整，以确保转子获得最大的动力输出。

水桨通常由坚固耐用且具有良好耐磨性的材料制成，如合金钢或聚合物复合材料。

6. 轴系轴系是水轮机的传动装置，将转子的旋转动力传递到发电机或其他设备上。

轴系通常由轴轴承、轴套、联轴器等组成，可根据需要进行调整和维护。

7. 结论水轮机是一种重要的水能利用装置，其结构包括转子、定子、导叶、水桨和轴系等组成部分。

转子将水的动能转化为机械能，定子通过导流和驱动装置控制水流对转子的冲击力，水桨直接承受水流冲击力，轴系将转子的动力传递到发电机或其他设备上。

水轮机结构介绍水轮机是一种以水为工作介质的动力机械，利用水的动能进行能量转换。

它广泛应用于水力发电、水厂供水、排水处理等领域。

水轮机的结构通常包括水轮机机壳、转子和水轮机控制系统等部分。

水轮机机壳是水轮机的外壳，起到支撑和保护转子的作用。

机壳通常由上、下盖板和环形筒体组成。

上、下盖板与筒体之间通过螺栓连接，提供了易于拆卸和维护的条件。

机壳内部还设有导水管道和调节装置。

导水管道是将水引导到转子上的重要通道，调节装置则用于调整水流量和水位，以确保水轮机的正常工作。

转子是水轮机的核心部件，也是水轮机转化水能为机械能的关键部分。

转子由轮盘、叶片和轴等组成。

轮盘是转子的主体，通常由钢板焊接而成。

叶片则固定在轮盘上，负责将水流的动能转化为转子的动能。

根据叶片的布置方式，可以将水轮机分为不同类型，如斜流式、径流式和混流式水轮机等。

轴是将机械能从转子传递到其他设备的关键部分，通常由高强度材料制成，以确保转子的正常运转。

水轮机还需要配备控制系统，以实现对水流量、水位和转速的控制。

控制系统通常包括调速器、启动圈和调节装置等。

调速器通过调整水流量和水位，可以控制转子的转速。

启动圈则用于控制水轮机的启停过程。

调节装置则负责根据水轮机的实际运行情况，自动调整水流量和水位，以保持水轮机的良好工作状态。

除了上述主要部件，水轮机还需要配备一些辅助设备，如水泵、冷却系统和润滑系统等。

水泵用于将水引入到水轮机中，冷却系统则用于降低水轮机的温度，以保证其正常运转。

润滑系统则负责给水轮机轴承供给润滑油，减少摩擦和磨损，延长设备的使用寿命。

总之，水轮机的结构由机壳、转子和控制系统等组成。

机壳起到支撑和保护转子的作用，转子是水轮机的核心部件，负责将水能转化为机械能，控制系统实现对水轮机的控制和调节。

水轮机的结构设计和配备的辅助设备都是为了提高水轮机的效率和可靠性，以实现对水能的充分利用。