轴流转桨式水轮机 ppt课件
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水轮机类型构造及工作原理培训课件课件(PPT36页)
5、转轮标称直径（cm）
我厂水轮机型号：HLA743-LJ-395
水轮机类型构造及工作原理培训课件( PPT36 页)管理 培训教 材财务 业务培 训绩效 管理PP T课件 人力资 源管理 培训
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水轮机类型构造及工作原理培训课件( PPT36 页)管理 培训教 材财务 业务培 训绩效 管理PP T课件 人力资 源管理 培训
三、水轮机结构简介
由于水轮机类型较多，这次培训主要讲述我厂的水轮机结构，总体来说水
轮机分为埋入部分、导水机构、转动部分、水导轴承、主轴密封、检修密封、
接力器及机组自动化等几个主要部件。
1、埋入部分
埋入部分由肘管、锥管、座环、蜗壳、机坑里衬等组成。
座环
机坑里衬
蜗壳 预留坑
基础环
尾水管里衬
埋设件安装
我厂的水轮机类型为混流式
混流式水轮机：混流式水轮机结构简单，运行可靠，效率高，应用于水 头范围宽阔，水流沿径向进入转轮而轴向流出转轮。与其他型式的水轮机相 比，当运行条件相同时，混流式的能量特性比水斗式好，面抗气蚀性能比轴 流式强，额定负荷时效率高。同时，它的结构简单，制造、安装方便，运转 可靠，因而得到广泛的应用。
水轮机类型、构造及工作原理
二〇一七年八月
目录
一
水轮机概述
二
水轮机分类及型号
三
水轮机结构
四
水轮机常见问题及分析
五
小结
1
一、水轮机概述
1、水力发电基本原理
水轮机获得旋转的机械能后带动发电机旋转，发电机便将旋转的机械能 转换成电能。
2 、水轮机的基本工作参数
当水流通过水轮机时，水流的能量被转换为水轮机转轮的机械能，就 把这一能量转换的过程的参数，来作为水轮机的基本工作参数。
我厂水轮机型号：HLA743-LJ-395
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10
10
水轮机类型构造及工作原理培训课件( PPT36 页)管理 培训教 材财务 业务培 训绩效 管理PP T课件 人力资 源管理 培训
三、水轮机结构简介
由于水轮机类型较多，这次培训主要讲述我厂的水轮机结构，总体来说水
轮机分为埋入部分、导水机构、转动部分、水导轴承、主轴密封、检修密封、
接力器及机组自动化等几个主要部件。
1、埋入部分
埋入部分由肘管、锥管、座环、蜗壳、机坑里衬等组成。
座环
机坑里衬
蜗壳 预留坑
基础环
尾水管里衬
埋设件安装
我厂的水轮机类型为混流式
混流式水轮机：混流式水轮机结构简单，运行可靠，效率高，应用于水 头范围宽阔，水流沿径向进入转轮而轴向流出转轮。与其他型式的水轮机相 比，当运行条件相同时，混流式的能量特性比水斗式好，面抗气蚀性能比轴 流式强，额定负荷时效率高。同时，它的结构简单，制造、安装方便，运转 可靠，因而得到广泛的应用。
水轮机类型、构造及工作原理
二〇一七年八月
目录
一
水轮机概述
二
水轮机分类及型号
三
水轮机结构
四
水轮机常见问题及分析
五
小结
1
一、水轮机概述
1、水力发电基本原理
水轮机获得旋转的机械能后带动发电机旋转，发电机便将旋转的机械能 转换成电能。
2 、水轮机的基本工作参数
当水流通过水轮机时，水流的能量被转换为水轮机转轮的机械能，就 把这一能量转换的过程的参数，来作为水轮机的基本工作参数。
轴轮转浆式水轮机介绍(最详细)
位置
额定容量 (MW)
加拿大 越南 塔吉克斯坦 俄罗斯 苏丹 尼日利亚
3x86.5 2×55.4 2×115 1×52.5 4X80 3x120
转轮 直径 (m)
6.3
6.0 8.5 6.6 5.6 6.8
叶片数 投运 运营情况 时间
5
1984 良好
4
2023 良好
4
2023 良好
6
2023 良好
6
转轮 直径 (m) 10.2
8.0
10.4 6.4 8.0 9.0 10.1
叶片数
5 6 5 5 5 5 4
投运 运营情况 时间
1982 1996 2023 2023 2023 2023 2023
良好 良好
良好 良好 良好 良好 安装中
国际大型轴流水电站
项目
尼伯温 西山 山图迪斯II 切姆良 上阿特巴拉 凯恩吉
水力开发
先进旳设计手段
水力设计
CFD— 水力设计计算
模型试验 — 指导与修正
Ansys
先进旳设计手段
刚强度分析
I-deas
Hale Waihona Puke 轴系动态特征分析 三叶动态涡频分析
先进旳设计手段
推力轴承支架 直缸接力器 混凝土蜗壳 弯肘形尾水管
总体布置
机坑里衬 顶盖 轴承 密封 主轴
推力轴承支架 支持盖 导叶 座环 蜗壳 转轮 转轮室 尾水管
转轮室
分为上、中、下三段 流道表面采用马氏体不锈钢 流道表面全部精加工
里衬
尾水管锥管段
流道里衬范围
蜗壳导流段
尾水管中墩导流段
并能够根据顾客要求增长
感谢！
总体布置
水轮发电机技术讲课课件
水轮发电机组技术讲课课件讲课人：邱灿锋水轮机型号：ZZ560A－LH－450含义：Z--轴流式Z--转桨（D代表定桨）560A--转轮型号L--立轴H—混凝土蜗壳450—转轮直径为450cm发电机型号：SF12——56／7000含义：S—三相F—风冷12—额定容量（MW）56—磁极个数7000—定子铁芯外径（cm）三、轴流转桨式水轮机组的适用范围及其优缺点可用于2—90M水头范围，过水能力大，轮叶可以转动，适用于大流量。
2—18M低水头且负荷变化较大的水电站，其运行稳定性较好，水轮机的高效率区范围较宽。
四、轴流转桨式水轮机组的基本部件对能量转换有直接影响的过流部件叫做水轮机的基本部件。
由引水（蜗壳）、导水（导水机构）、工作（转轮）和泄流（尾水管）四部分组成。
1、蜗壳的作用：（1）、保证水流以最小的水力损失引向导水部件，从而提高水轮机效率；（2）、尽可能保证沿导水部件的周围进水流量均匀，水流对称于轴，以使转轮受力均匀，提高工作的稳定性；（3）、使水流在进入导水部件以前具有一定的环流，然后很顺利地进入工作转轮；（4）、保证转轮在工作时，始终浸没在水中不会有大量空气进入转轮；2、导水机构作用：（1）、当机组的负荷发生变化时，用来调节进入水轮机转轮的流量，改变水轮机出力，使其与水轮发电机的电磁功率相适应；（2）、正常与事故停机时，用来截断水流，使机组停止转动；（3）、水轮机运行时，使水流按有利的方向均匀流入转轮；导水机构由导叶、导叶传动机构（包括转臂、连杆和控制环等）、接力器、顶盖、底环、及轴承组成。
3、尾水管的作用：用来回收转轮出口水流中的剩余能量，常用的有直锥型和弯肘形（范厝厂采用本种）；4、转轮的组成：由转轮体、叶片、泄劲水锥和密封装置组成。
（1）、转轮体的四周安放着悬臂式叶片，当水流流经叶片，将水能转换为机械能；（2）、转轮内有一套操作叶片转动的机构，当导叶改变时，它能使叶片相应地也旋转一个角度，以便与导叶开度相适应，从而保证在变工况下，水轮机有较高的效率；（3）、转轮体下部连接着泄水锥，它的作用是引导经叶片流出来的水，迅速、顺利地流入尾水管，防止水流相互撞击，以减少水力损失，提高水轮机效率；（4）、密封装置安放在叶片的枢轴与转轮体之间，它用来防止转轮体内的压力油向外漏出，同时也防止压力水渗入转轮体内。
水轮机介绍PPT课件
a
3
水 电 站 HYDROPOWER ENGINEERING
水轮机型号
反击式
水轮机型式 + 转轮型号（比转数） +主轴布置型式 + 水轮机室特征 + 转轮标称直径（cm）
冲击式
同轴安装的转轮数 + 水轮机型号 + 转轮型号（比转数）+ 主轴布置型 式 + 转轮标称直径（cm）+ 每个转 轮上喷嘴数 + 设计射流直径（cm）
斜流式水轮机 灯泡式贯流式水轮机
冲击式水轮机
水斗式水轮机 转轮 喷管 折流板（折向器） 机壳
斜击式水轮机 双击式水轮机
a
6
a
7
a
8
a
9
a
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a
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a
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a13a14 Nhomakorabeaa
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返回
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25
4、反击式水轮机引水机构的构造及各部件的作用是什么？
5、反击式水轮机导水机构的构造、作用及其工作原理?
6、试说明混流式水轮机转轮及轴流式水轮机转轮的构造及各组 成部分的作用。
7、试阐述尾水管的作用及其动能回收系数。
8、试说明冲击式水轮机的构造及其各组成部件的作用。
a
33
反击式水轮机
混流式水轮机：幅向流入、轴向流出 轴流式水轮机：轴向流入、轴向流出
定桨 转桨
斜流式水轮机：斜向流入、斜向流出
a
水轮机概论及工作原理ppt课件
9～ 22叶片（固定不动）。 优点：结构紧凑，运行稳定，高效区宽广，适用高水头
小流量电站（如刘家峡）。 适用范围：H=30～ 700m，单机容量：几十kW～几十万
kW
三峡转轮
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
水轮机的牌号及装置形式
一. 型号(由三部分组成)
Ⅰ
Ⅱ
型式 型号
主轴布 引水室 置型式 型式
容积式：依靠运动元件改变 工作容积来实现能量转化 。
（2）按结构分
叶片式 ：依靠高速旋转叶片 与流体之间力的相互作用来 转换能量，又称透平机械 。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
4. 转轮（工作核心）——能量转换。决定水轮机的 尺寸、性能、结构。 5. 泄水部件（尾水管）—— ①回收能量；②排水至 下游。 6. 主轴——将转轮机械能传递给发电机。 7. 轴承——承受水轮机轴上的荷载（径向力和轴向 力），并传递给基础。如水轮机导轴承。
水流流动方向：
水流→蜗壳→座环→导叶→转轮→尾水管→下游
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
小流量电站（如刘家峡）。 适用范围：H=30～ 700m，单机容量：几十kW～几十万
kW
三峡转轮
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
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水轮机的牌号及装置形式
一. 型号(由三部分组成)
Ⅰ
Ⅱ
型式 型号
主轴布 引水室 置型式 型式
容积式：依靠运动元件改变 工作容积来实现能量转化 。
（2）按结构分
叶片式 ：依靠高速旋转叶片 与流体之间力的相互作用来 转换能量，又称透平机械 。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
4. 转轮（工作核心）——能量转换。决定水轮机的 尺寸、性能、结构。 5. 泄水部件（尾水管）—— ①回收能量；②排水至 下游。 6. 主轴——将转轮机械能传递给发电机。 7. 轴承——承受水轮机轴上的荷载（径向力和轴向 力），并传递给基础。如水轮机导轴承。
水流流动方向：
水流→蜗壳→座环→导叶→转轮→尾水管→下游
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
水轮机教学课件PPT
• 若H=Hr, 则能保证水轮机在水头等于和大于Hr时，均能发
出所需要的出力，故设计水头就是保证水轮机发出额定出 力的最小水头。
• Hr与平均水头Hav的关系
0.9Hav
河床式水电站
Hr
0.95Hav
Hav
坝后式水电站
引水式水电站
• 水轮机单位流量Q’1
• 混流式：从HL机组工作的稳定性和经济性出发
河流开发方案 水库调节性能 枢纽布置情况 各种水头、流量 总装机容量 电站下游~水位流量关系曲线 电力系统中日负荷图和电站在电力系统中的任务等
•
• • • • • • • • •
水电站设备生产情况和产品技术资料 电站运输和安装技术条件等
台数及单机容量 机型及装置方式 D1、n Hs、H’s 绘制运转特性曲线 确定蜗壳及尾水管的型式及尺寸 选择调速器及油压设备 估算发电机的有关参数
H 150m, H 150m,
pmax 1 (1 m max )5 pmax 1 (1 m max )5
D1,m D1, p D1,m D1, p
10
20
Hm Hp
• •
轴流式 说明
p max 1 0.3(1 m max ) 0.7(1 m max )5
D1,m D1, p
Hm Hp
1. 已知ηmmax→ηpmax 2. 公式中ηm 应取最大值 3. 对于混流式水轮机， 最优效率点是唯一的
轴流转桨式， ηmmax= ηm（φ），每一个φ→ ηmmax 效率修正时应分别对待
4. 在计算效率修正时，还应考虑模型、原形水轮机制造
工艺上的影响，还需对计算值再扣除一个△值，故 效率修正值为
出所需要的出力，故设计水头就是保证水轮机发出额定出 力的最小水头。
• Hr与平均水头Hav的关系
0.9Hav
河床式水电站
Hr
0.95Hav
Hav
坝后式水电站
引水式水电站
• 水轮机单位流量Q’1
• 混流式：从HL机组工作的稳定性和经济性出发
河流开发方案 水库调节性能 枢纽布置情况 各种水头、流量 总装机容量 电站下游~水位流量关系曲线 电力系统中日负荷图和电站在电力系统中的任务等
•
• • • • • • • • •
水电站设备生产情况和产品技术资料 电站运输和安装技术条件等
台数及单机容量 机型及装置方式 D1、n Hs、H’s 绘制运转特性曲线 确定蜗壳及尾水管的型式及尺寸 选择调速器及油压设备 估算发电机的有关参数
H 150m, H 150m,
pmax 1 (1 m max )5 pmax 1 (1 m max )5
D1,m D1, p D1,m D1, p
10
20
Hm Hp
• •
轴流式 说明
p max 1 0.3(1 m max ) 0.7(1 m max )5
D1,m D1, p
Hm Hp
1. 已知ηmmax→ηpmax 2. 公式中ηm 应取最大值 3. 对于混流式水轮机， 最优效率点是唯一的
轴流转桨式， ηmmax= ηm（φ），每一个φ→ ηmmax 效率修正时应分别对待
4. 在计算效率修正时，还应考虑模型、原形水轮机制造
工艺上的影响，还需对计算值再扣除一个△值，故 效率修正值为
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轴流转桨式
水轮机
第一节 概述
• 轴流式轮机的特点：水轮 机的水流在进入转轮之前， 流向已经变得与水轮机主 轴中心经平行，因此水流 在经过转轮时沿轴向进入 而又依轴向流出。
概述
• 轴流转桨式水轮机在运行时转轮的叶片是 可以转动的，并和导叶的转动保持一定的 协联关系，以适应水头和流量的变化，使 水轮机在不同的工况下都能保持有较高的 效率。
原型机工作特性曲线：
工作特性曲线
η(%)
90.0 86.0
32 28.5
24.72
35.87
35.87 32 28.5 24.72
82.0 4.00
8.00
12.00 16.00 20.00 24.00 28.00 32.00 N(MW)
第三节 特性曲线
原型机运转特性曲线：
Hs(m)
2.00
Hmin
出水设备
直锥形尾水管：
• 特点：直锥形尾水管 一般用钢板制成，其 结构简单性能良好， 在各部尺寸选得合宜 时，其动能恢复系数 可达0.8～0.85.它仅 适用于小型水轮机。
出水设备
弯锥形尾水管：
• 特点：它是由一个等 直径的90°弯管和一 直锥管组成。水力损 失较大，尾水管的动 能恢复系数一般为 0.4～0.6。适用于小 型卧轴混流式水轮机。
进水设备
混凝土蜗壳：
• 考虑到蜗壳顶部布置接力器的方便多采 用m=n和m>n的（a)、(b)两种形式。
• 当水电站的死水位较高，地基为岩基时， 为了减少进口段的开挖，多采用m<n (c) 的形式。
• n=0的平顶蜗壳可以减小厂房下部混凝土 量，但须注意由于断面的过分下伸会形 成水流的死角的情况。
进水设备
• 上部与主轴的 下法兰以螺栓 联接
• 下部与泄水锥 相联接
叶片 泄水锥
轮毂
叶片：
转轮
• 叶片的表面为曲面，圆 柱断面为翼形，根部较 厚边缘较薄
• 叶片的数目主要依水头 大小来确定，一般为 4～8片。
• 叶片的转角一般在15°～+20°之间。
叶片
转轮
转动机构：
• 叶片的转动机构装在轮毂 内，其动作是同调速器自 动控制的。
• 组成：通常导水机构是由 导叶及其转动机构（包括 转臂、连杆和控制环等） 所组成。
接力器
导水机构
接力器的工作原理：
• 导叶的转动是通过其转动机构来实现的，每个 导叶轴的上端穿过水轮机的顶盖并用分半键与 转臂连成整体，转臂通过连接板，剪断销钉和 连杆与控制环相铰接。当接力器的油压活塞移 动时，推拉杆带动控制环转动，使导叶的开度 发生变化。
金属蜗壳：
• 当水轮机的最大工作水头在40以上时， 蜗壳通常是由钢板焊接或由钢铸造而成 （如下图），统称为金属蜗壳。
• 为了改善蜗壳的受力状态，金属蜗壳的 断面形状均采用圆形断面。
• 适用于高水头的混流式水轮机
进水设备
金属蜗壳形式：
导水机构
• 作用：导水机构的主要作 用是根据机组负荷变化来 调节水轮机的流量，以达 到改变水轮机输出功率的 目的，并引导水流按必须 的方向进入转轮，形成一 定的速度矩。
进水设备
混凝土蜗壳：
• 它的断面形状多采用梯形断面。 • 由于断面可以沿轴向上或向下延伸，在断面
积相等的情况下它比起圆形断面则有较小的 径向尺寸，这对减小厂房尺寸和基建投资较 为有利。 • 特别适用于低水头大流量的轴流式水轮机。
进水设备
混凝土蜗壳：
• 混凝土蜗壳梯形断面的形式可能有四种（如下图）。
• 应用：轴流转桨式水轮机多应用在大中型 水电站上，其应用水头范围为3～80m。
• 实例：我国长江葛洲坝水电站上17万KW和 12.5万KW的水轮发电机组应用的就是轴流 转桨式水轮机。
第二节 主要构造
进水设备 导水机构 转轮
出水设备
进水设备
混凝土蜗壳：
• 一般当水轮机的最大工 作水头在40以下时， 为了节约钢材，多采用 钢筋混凝土浇制的蜗壳， 简称为混凝土蜗壳。
• 机理：当压力油进入活塞7 的上方，就推动活塞上移， 活塞杆6随之上移，同时带 动操作架5上移，与操作架 相连的连杆4上移，这样就 拉着转臂3的右端围绕枢轴 2转动。
转动机构.swf
出水设备
尾水管：
• 尾水管是反击式水轮机过流通道的最后部 分，其型式和尺寸对转轮出口动能的恢复 有很大的影响，而且在很大程度上还影响 着厂房基础开挖和下部块体混凝土的尺寸。 增大尾水管的尺寸可以提高水轮机的效率， 但却使水电站的工程量和投资增大，因此 合理的选择尾水管的型式和尺寸在电站设 计中是有很大意义的。
• 接力器工作原理.swf
座环：
导水机构
• 座环位于导叶的外围，它是 由上、下碟形环和中间若干
立柱组成的整体铸钢件。
• 座环顶部承受着发电机混凝 土机墩及其传来的荷载，外
缘与蜗壳焊接，内缘与顶盖 和底环相固定。
• 座环有整个水轮机中起着骨
架作用，并把所承受的荷载
传递到下部基础上去。
座环Biblioteka 转轮• 转轮主要是由 叶片和轮毂组 成
出水设备
弯肘形尾水管：
• 特点：它是由进 口直锥段、肘管 和出口扩散段三 部分组成，可以 减少厂房基础开 挖深度，适用于 大中型水轮机。
第三节 特性曲线
模型综合特性曲线：
• 从图可以看出， 转桨式水轮机 有比较宽广的 的高效率区， 因此它适宜于 在水头和流量 变化范围较大 的情况下工作
第三节 特性曲线
(2.00) 4
Hr 8 H
12
16
20
24
28
32
Hmax
(6.00)
(10.00) N(MW)
水轮机
第一节 概述
• 轴流式轮机的特点：水轮 机的水流在进入转轮之前， 流向已经变得与水轮机主 轴中心经平行，因此水流 在经过转轮时沿轴向进入 而又依轴向流出。
概述
• 轴流转桨式水轮机在运行时转轮的叶片是 可以转动的，并和导叶的转动保持一定的 协联关系，以适应水头和流量的变化，使 水轮机在不同的工况下都能保持有较高的 效率。
原型机工作特性曲线：
工作特性曲线
η(%)
90.0 86.0
32 28.5
24.72
35.87
35.87 32 28.5 24.72
82.0 4.00
8.00
12.00 16.00 20.00 24.00 28.00 32.00 N(MW)
第三节 特性曲线
原型机运转特性曲线：
Hs(m)
2.00
Hmin
出水设备
直锥形尾水管：
• 特点：直锥形尾水管 一般用钢板制成，其 结构简单性能良好， 在各部尺寸选得合宜 时，其动能恢复系数 可达0.8～0.85.它仅 适用于小型水轮机。
出水设备
弯锥形尾水管：
• 特点：它是由一个等 直径的90°弯管和一 直锥管组成。水力损 失较大，尾水管的动 能恢复系数一般为 0.4～0.6。适用于小 型卧轴混流式水轮机。
进水设备
混凝土蜗壳：
• 考虑到蜗壳顶部布置接力器的方便多采 用m=n和m>n的（a)、(b)两种形式。
• 当水电站的死水位较高，地基为岩基时， 为了减少进口段的开挖，多采用m<n (c) 的形式。
• n=0的平顶蜗壳可以减小厂房下部混凝土 量，但须注意由于断面的过分下伸会形 成水流的死角的情况。
进水设备
• 上部与主轴的 下法兰以螺栓 联接
• 下部与泄水锥 相联接
叶片 泄水锥
轮毂
叶片：
转轮
• 叶片的表面为曲面，圆 柱断面为翼形，根部较 厚边缘较薄
• 叶片的数目主要依水头 大小来确定，一般为 4～8片。
• 叶片的转角一般在15°～+20°之间。
叶片
转轮
转动机构：
• 叶片的转动机构装在轮毂 内，其动作是同调速器自 动控制的。
• 组成：通常导水机构是由 导叶及其转动机构（包括 转臂、连杆和控制环等） 所组成。
接力器
导水机构
接力器的工作原理：
• 导叶的转动是通过其转动机构来实现的，每个 导叶轴的上端穿过水轮机的顶盖并用分半键与 转臂连成整体，转臂通过连接板，剪断销钉和 连杆与控制环相铰接。当接力器的油压活塞移 动时，推拉杆带动控制环转动，使导叶的开度 发生变化。
金属蜗壳：
• 当水轮机的最大工作水头在40以上时， 蜗壳通常是由钢板焊接或由钢铸造而成 （如下图），统称为金属蜗壳。
• 为了改善蜗壳的受力状态，金属蜗壳的 断面形状均采用圆形断面。
• 适用于高水头的混流式水轮机
进水设备
金属蜗壳形式：
导水机构
• 作用：导水机构的主要作 用是根据机组负荷变化来 调节水轮机的流量，以达 到改变水轮机输出功率的 目的，并引导水流按必须 的方向进入转轮，形成一 定的速度矩。
进水设备
混凝土蜗壳：
• 它的断面形状多采用梯形断面。 • 由于断面可以沿轴向上或向下延伸，在断面
积相等的情况下它比起圆形断面则有较小的 径向尺寸，这对减小厂房尺寸和基建投资较 为有利。 • 特别适用于低水头大流量的轴流式水轮机。
进水设备
混凝土蜗壳：
• 混凝土蜗壳梯形断面的形式可能有四种（如下图）。
• 应用：轴流转桨式水轮机多应用在大中型 水电站上，其应用水头范围为3～80m。
• 实例：我国长江葛洲坝水电站上17万KW和 12.5万KW的水轮发电机组应用的就是轴流 转桨式水轮机。
第二节 主要构造
进水设备 导水机构 转轮
出水设备
进水设备
混凝土蜗壳：
• 一般当水轮机的最大工 作水头在40以下时， 为了节约钢材，多采用 钢筋混凝土浇制的蜗壳， 简称为混凝土蜗壳。
• 机理：当压力油进入活塞7 的上方，就推动活塞上移， 活塞杆6随之上移，同时带 动操作架5上移，与操作架 相连的连杆4上移，这样就 拉着转臂3的右端围绕枢轴 2转动。
转动机构.swf
出水设备
尾水管：
• 尾水管是反击式水轮机过流通道的最后部 分，其型式和尺寸对转轮出口动能的恢复 有很大的影响，而且在很大程度上还影响 着厂房基础开挖和下部块体混凝土的尺寸。 增大尾水管的尺寸可以提高水轮机的效率， 但却使水电站的工程量和投资增大，因此 合理的选择尾水管的型式和尺寸在电站设 计中是有很大意义的。
• 接力器工作原理.swf
座环：
导水机构
• 座环位于导叶的外围，它是 由上、下碟形环和中间若干
立柱组成的整体铸钢件。
• 座环顶部承受着发电机混凝 土机墩及其传来的荷载，外
缘与蜗壳焊接，内缘与顶盖 和底环相固定。
• 座环有整个水轮机中起着骨
架作用，并把所承受的荷载
传递到下部基础上去。
座环Biblioteka 转轮• 转轮主要是由 叶片和轮毂组 成
出水设备
弯肘形尾水管：
• 特点：它是由进 口直锥段、肘管 和出口扩散段三 部分组成，可以 减少厂房基础开 挖深度，适用于 大中型水轮机。
第三节 特性曲线
模型综合特性曲线：
• 从图可以看出， 转桨式水轮机 有比较宽广的 的高效率区， 因此它适宜于 在水头和流量 变化范围较大 的情况下工作
第三节 特性曲线
(2.00) 4
Hr 8 H
12
16
20
24
28
32
Hmax
(6.00)
(10.00) N(MW)