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水轮机型号1. 引言水轮机是一种将水能转换成机械能的设备，广泛应用于水电站发电、灌溉和工业生产中。
不同型号的水轮机适用于不同的水力条件和功率要求。
本文将介绍几种常见的水轮机型号及其特点。
2. 斜流式水轮机斜流式水轮机又称为“Kaplan水轮机”，它是一种能够适应较大水头和较小流量的水轮机。
斜流式水轮机的叶片具有可调节的可变导叶，通过改变导叶的角度，可以控制水流进入叶轮的流速和流向。
斜流式水轮机具有高效率、运行稳定和灵活调节的特点。
特点：•适应大水头和小流量的水力条件•可调节叶片和可变导叶，灵活调节水流流速和流向•高效率和运行稳定3. 轴流式水轮机轴流式水轮机是一种适用于大流量和较小水头的水轮机。
它的叶轮和导叶间距小，使得水流通过叶轮时的速度变化较小，因此轴流式水轮机的出口速度与进口速度相差较小，能够更好地利用水能。
轴流式水轮机适用于涡轮发电机组和排灌用途。
特点：•适应大流量和较小水头的水力条件•出口速度与进口速度相差较小，能够更好地利用水能•适用于涡轮发电机组和排灌用途4. 超高速水轮机超高速水轮机是一种转速高达10000转/分钟以上的水轮机。
由于转速很高，超高速水轮机的叶片设计要考虑到离心力的影响，以防止叶片的损坏。
超高速水轮机适用于高压高速发电机组、氢分子制取设备等领域。
特点：•转速高达10000转/分钟以上•叶片设计要考虑离心力的影响，防止叶片损坏•适用于高压高速发电机组、氢分子制取设备等领域5. 混流式水轮机混流式水轮机是一种介于轴流式水轮机和斜流式水轮机之间的一种设计。
它的叶片既有轴流式水轮机叶片的特点，又有斜流式水轮机叶片的特点。
混流式水轮机适用于中水头和中流量的水力条件。
它具有结构简单、效率较高和运行稳定的特点。
特点：•介于轴流式水轮机和斜流式水轮机之间的设计•适应中水头和中流量的水力条件•结构简单、效率较高和运行稳定6. 级联水轮机级联水轮机是将两台或多台水轮机串联起来使用的一种方式。
第二章水轮机及其选择水力机械❑水轮机+发电机：水轮发电机组❑功能：发电❑水泵+电动机：水泵抽水机组。
❑功能：输水❑水泵+水轮机：抽水蓄能机组。
❑功能：抽水蓄能水轮机水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站动力设备之一。
2.1 水轮机的类型和构造()()()()()()()()()()()()()()⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧ 双击式 斜击式 切击式水斗式冲击式贯流调桨式贯流定桨式贯流转桨式贯流式 斜流式 轴流调桨式 轴流定桨式 轴流转桨式轴流式 混流式反击式水轮机SJ XJ CJ GT GD GZ GL XL ZT ZD ZZ ZL HL一、反击式水轮机❑定义：利用水流的势能和动能做功的水轮机称为反击式水轮机。
❑特征：转轮的叶片为空间扭曲面，流过转轮的水流是连续的，而且在同一时间内，所有转轮叶片之间的流道都有水流通过，即水流充满转轮室。
反击式水轮机类型❑1.混流式：水流径向流入转轮，轴向流出。
适用范围：H=30-700 m , 单机容量：几万kW-几十万kW适用于高水头小流量电站。
三峡水电站水轮机转轮❑2. 轴流式：水流沿转轮轴向流入，轴向流出，水流方向始终平行于主轴。
轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而转动。
轴流转浆式：叶片能随工况的变化而转动，进行双重调节（导叶开度、叶片角度)。
3. 斜流式：水流经过转轮时是斜向的。
转轮叶片随工况变化而转动，高效率区广。
常用于抽水蓄能水电站。
反击式水轮机类型4. 贯流式：水轮机的主轴装置成水平或倾斜。
不设蜗壳，水流直贯转轮。
水流由管道进口到尾水管出口都是轴向的。
适用于低水头、大流量的河床式和潮汐水电站。
二、冲击式水轮机❑定义：利用水流的动能来做功的水轮机为冲击式水轮机。
❑特征：由喷管和转轮组成。
水流以自由水流的形式(P=Pa)冲击转轮，利用水流动能(V方向、大小改变)产生旋转力矩使转轮转动。
水轮机的选型设计水轮机选型是水电站设计中的一项重要任务。
水轮机的型式与参数的选择是否合理，对于水电站的动能经济指标及运行稳定性、可靠性都有重要的影响。
水轮机选型过程中，一般是根据水电站的开发方式、动能参数、水工建筑物的布置等，并考虑国内外已生产的水轮机的参数及制造厂的生产水平，拟选若干个方案进行技术经济的综合比较，最终确定水轮机的最佳型式与参数。
一、水轮机选型的内容、要求和所需资料1．水轮机选择的内容⑴确定单机容量及机组台数。
⑵确定机型和装置形式。
⑶确定水轮机的功率、转轮直径、同步转速、吸出高度及安装高程、轴向水推力、飞逸转速等参数。
对于冲击式水轮机，还包括确定射流直径与喷嘴数等。
⑷绘制水轮机的运转综合特性曲线。
⑸估算水轮机的外形尺寸、重量和价格。
⑹根据选定的水轮机型式与参数、结合水轮机在结构、材质、运行等方面的要求，向制造厂提出制造任务书。
2．水轮机选择的基本要求水轮机选择必须充分考虑水电站的特点，包括水能、水文地质、工程地质以及电力系统构成、枢纽布置等方面对水轮机的要求。
在几个可能的方案中详细地进行以下几方面的比较，从中选择出技术经济综合指标最优的方案。
⑴保证在设计水头下水轮机能发生额定出力，在低于设计水头时机组的受阻容量尽可能小。
⑵根据水电站水头的变化及电站的运行方式，选择合适的水轮机型式及参数，使电站运行中平均效率尽可能高。
⑶水轮机的性能及结构要能够适应电站水质的要求，运行稳定、灵活、可靠，有良好的抗空化性能。
在多泥沙河流上的电站，水轮机的参数及过流部件的材质要保证水轮机具有良好的抗磨损、抗空蚀性能。
⑷机组的结构先进、合理，易损部件应能互换并易于更换，便于操作及安装维护。
⑸机组制造供货应落实，提出的技术要求应符合制造厂的设计、试验与制造水平。
⑹机组的最大部件和最重部件要考虑运输方式与运输的可行性。
3．水轮机选型所需的原始技术资料水轮机的型式及参数的选择是否合理、是否与电站建成后的实际情况相吻合，在很大程度上取决于对原始资料的调查、汇集和校核。
水轮机的标准与选择1. 引言水轮机是一种将水的动能转化为机械能的装置，广泛应用于水力发电、灌溉、水泵等领域。
在选择和设计水轮机时，了解水轮机的标准和选择因素非常重要。
本文将介绍水轮机的标准和选择技巧。
2. 水轮机的标准水轮机的标准是确保其质量和性能的重要依据。
以下是一些常见的水轮机标准：2.1 国际标准国际标准主要由国际电工委员会（IEC）和国际标准化组织（ISO）制定。
这些标准涵盖了水轮机的设计、制造、安装和运行等方面。
2.2 国家标准各个国家都有自己的水轮机标准，根据当地的环境和需求来制定。
例如，中国的国家标准有GB/T标准系列。
2.3 行业标准水轮机行业也有一些行业标准，旨在规范行业内企业的生产和运作。
这些标准通常由行业协会或相关机构制定。
3. 水轮机的选择要素在选择水轮机时，需要考虑以下要素：3.1 水轮机类型水轮机有多种类型，包括水轮式、斜流式、混流式和螺旋式等。
不同类型的水轮机适用于不同的工况和流量要求。
3.2 功率需求根据需要的功率大小选择适当的水轮机。
功率需求与流量、水头等参数有关。
3.3 水头条件水头是指水轮机工作时水位差的高度，直接影响水轮机的效率和性能。
选择水轮机时，需要考虑水头条件和允许的变化范围。
3.4 流量要求流量是指单位时间内通过水轮机的水量。
根据流量要求选择合适的水轮机。
3.5 效率要求效率是指水轮机将水的动能转化为机械能的比例。
根据效率要求选择合适的水轮机。
3.6 经济性考虑除了满足技术要求外，还需要考虑水轮机的经济性。
包括水轮机的价格、维护成本、寿命等因素。
4. 水轮机的选择流程以下是选择水轮机的一般流程：4.1 确定需求根据具体需求确定所需的水轮机参数，包括功率、水头、流量等。
4.2 查找候选水轮机根据需求参数，查找符合要求的水轮机型号和制造商。
4.3 进行技术评估与水轮机制造商进行沟通，了解其技术规格，并进行技术评估，包括效率、可靠性、维护等方面。
4.4 经济评估根据水轮机的价格、维护成本以及预期寿命等因素进行经济评估，确保选择的水轮机经济合理。
第二章水轮机及其选择水力机械❑水轮机+发电机：水轮发电机组❑功能：发电❑水泵+电动机：水泵抽水机组。
❑功能：输水❑水泵+水轮机：抽水蓄能机组。
❑功能：抽水蓄能水轮机水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站动力设备之一。
2.1 水轮机的类型和构造()()()()()()()()()()()()()()⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧ 双击式 斜击式 切击式水斗式冲击式贯流调桨式贯流定桨式贯流转桨式贯流式 斜流式 轴流调桨式 轴流定桨式 轴流转桨式轴流式 混流式反击式水轮机SJ XJ CJ GT GD GZ GL XL ZT ZD ZZ ZL HL一、反击式水轮机❑定义：利用水流的势能和动能做功的水轮机称为反击式水轮机。
❑特征：转轮的叶片为空间扭曲面，流过转轮的水流是连续的，而且在同一时间内，所有转轮叶片之间的流道都有水流通过，即水流充满转轮室。
反击式水轮机类型❑1.混流式：水流径向流入转轮，轴向流出。
适用范围：H=30-700 m , 单机容量：几万kW-几十万kW适用于高水头小流量电站。
三峡水电站水轮机转轮❑2. 轴流式：水流沿转轮轴向流入，轴向流出，水流方向始终平行于主轴。
轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而转动。
轴流转浆式：叶片能随工况的变化而转动，进行双重调节（导叶开度、叶片角度)。
3. 斜流式：水流经过转轮时是斜向的。
转轮叶片随工况变化而转动，高效率区广。
常用于抽水蓄能水电站。
反击式水轮机类型4. 贯流式：水轮机的主轴装置成水平或倾斜。
不设蜗壳，水流直贯转轮。
水流由管道进口到尾水管出口都是轴向的。
适用于低水头、大流量的河床式和潮汐水电站。
二、冲击式水轮机❑定义：利用水流的动能来做功的水轮机为冲击式水轮机。
❑特征：由喷管和转轮组成。
水流以自由水流的形式(P=Pa)冲击转轮，利用水流动能(V方向、大小改变)产生旋转力矩使转轮转动。
第三章水轮机选型水轮机是水电站中最主要动力设备之一，影响电站的投资、制造、运输、安装、安全运行、经济效益。
根据H、N的范围选择水轮机是水电站主要设计任务之一，使水电站充分利用水能，安全可靠运行。
水轮机选型设计是水电站设计中的一项重要工作。
它不仅包括水轮机型号的选择和有关参数的确定，还应认真分析与选型设计有关的各种因素，如水轮发电机的制造、安装、运输、运行维护，电力用户的要求以及水电站枢纽布置、土建施工、工期安排等。
因此，在选型设计过程中应广泛征集水工、机电和施工等多方面的意见，列出可能的待选方案，进行各方案之间的动能经济比较和综合分析，以力求选出技术上先进可靠、经济上合理的水轮机。
第一节水轮机的标准系列一、水轮机的系列型谱我国在1974年编制了反击式水轮机暂行系列型谱，其中所列出的转轮，是经过长期实践验证在某一水头段的性能优异的转轮。
型谱中，水轮机转轮型号规定一律用比转速代号。
轴流式、混流式、ZD760型、水斗式水轮机系列型谱参数见教材。
二、水轮机转轮标称直径系列(cm)三、水轮发电机标准同步转速四、水轮机系列应用范围图第二节水轮机选择一、水轮机选型设计的内容1.确定机组台数及单机容量2.选择水轮机型式（型号）及装置方式3.确定水轮机参数D1、n、H s、Z a；Z0、d04.绘制水轮机运转特性曲线5.确定蜗壳、尾水管的形式及其尺寸，估算水轮机的重量和价格。
6.调速器及油压装置选择7.根据选定的水轮机型式和参数，结合水轮机在结构上、材料、运行等方面的要求，拟定并向厂家提出制造任务书，最终双方共同商定机组的技术条件，作为进一步设计的依据。
二、水轮机选型设计的基本要求1.有较好的能量特性，在额定水头下能保证发出额定出力，额定水头以下的机组受阻容量小，水电站全厂机组平均效率高。
2.性能要与水电站的整体运行方式和谐一致，运行稳定，可靠灵活。
有良好的抗空蚀和抗磨损性能，对多泥沙河流的电站更应如此。
3.结构设计合理，便于安装与操作、检修与维护。
第二章水轮机及其选择水力机械❑水轮机+发电机：水轮发电机组❑功能：发电❑水泵+电动机：水泵抽水机组。
❑功能：输水❑水泵+水轮机：抽水蓄能机组。
❑功能：抽水蓄能水轮机水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站动力设备之一。
2.1 水轮机的类型和构造()()()()()()()()()()()()()()⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧ 双击式 斜击式 切击式水斗式冲击式贯流调桨式贯流定桨式贯流转桨式贯流式 斜流式 轴流调桨式 轴流定桨式 轴流转桨式轴流式 混流式反击式水轮机SJ XJ CJ GT GD GZ GL XL ZT ZD ZZ ZL HL一、反击式水轮机❑定义：利用水流的势能和动能做功的水轮机称为反击式水轮机。
❑特征：转轮的叶片为空间扭曲面，流过转轮的水流是连续的，而且在同一时间内，所有转轮叶片之间的流道都有水流通过，即水流充满转轮室。
反击式水轮机类型❑1.混流式：水流径向流入转轮，轴向流出。
适用范围：H=30-700 m , 单机容量：几万kW-几十万kW适用于高水头小流量电站。
三峡水电站水轮机转轮❑2. 轴流式：水流沿转轮轴向流入，轴向流出，水流方向始终平行于主轴。
轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而转动。
轴流转浆式：叶片能随工况的变化而转动，进行双重调节（导叶开度、叶片角度)。
3. 斜流式：水流经过转轮时是斜向的。
转轮叶片随工况变化而转动，高效率区广。
常用于抽水蓄能水电站。
反击式水轮机类型4. 贯流式：水轮机的主轴装置成水平或倾斜。
不设蜗壳，水流直贯转轮。
水流由管道进口到尾水管出口都是轴向的。
适用于低水头、大流量的河床式和潮汐水电站。
二、冲击式水轮机❑定义：利用水流的动能来做功的水轮机为冲击式水轮机。
❑特征：由喷管和转轮组成。
水流以自由水流的形式(P=Pa)冲击转轮，利用水流动能(V方向、大小改变)产生旋转力矩使转轮转动。
在同一时刻内，水流只冲击着转轮的一部分，而不是全部冲击式水轮机的类型❑水斗式特点是由喷泉嘴出来的射流沿圆周切线方向冲击转轮上的水斗作功。
水斗式水轮机是冲击式水轮机中目前应用最广泛的一种机型。
❑斜击式：射流中心线与转轮转动平面呈斜射角度❑双击式：水流穿过转轮两次作用到转轮叶片上 斜击、双击水轮机构造简单，效率低，用于小型电站水斗式水轮机转轮轮叶轮盘三、水轮机的工作参数❑反映水轮机工作状况特性值的一些参数，称水轮机的基本参数。
❑由水能出力公式: P=9.81ηQH 可知，其基本参数包括工作水头H、流量Q、出力P、效率η，此外还有工作力矩M、机组转速n。
❑（1）毛水头H=E A-E C=Z上-Z下m❑（2）水轮机的工作水头毛水头-水头损失=净水头(即水轮机的工作水头)❑（3）特征水头：表示水轮机的运行范围和运行工况。
最大工作水头H：电站运行范围内水轮机水头的最大值max最小工作水头H：电站运行范围内水轮机水头的最小值min设计水头H：水轮机在最高效率点运行时的净水头r平均水头H：电站运行范围内，考虑负荷喝工作历时的水轮w机水头的加权平均值2.流量(m 3/s)❑单位时间内通过水轮机的水量Q 随H 、P 的变化而变化，H 、P 一定时，Q 也一定，当H=H r 、P=P 额时，Q 为最大在H r 、n r 、N r 运行时——Q r3.转速❑水轮机单位时间内旋转的次数称为水轮机的转数，用n表示，单位为r/min。
❑正常情况下机组的转速保持为固定转速，该转速称为额定转速，并与发电机的同步转速相等。
4.出力与效率❑（1）出力(水轮机的输出功率)P ：指水轮机轴传给发电机组的功率。
水轮机的输入功率(水流传给水轮机的能量)为：水轮机的输出功率：❑（2）效率：η=P out /P in 一般η=80%~95%)(81.9kW QH QH P in ==γ)(81.9kW QH P P in out ηη==❑反击式水轮机的型号水轮机型式+ 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)HL240 ——LJ ——410●混流式水轮机，型号240（比转速)，立轴，金属蜗壳，转轮直径为410cmZZ440 ——LH ——430●轴流转浆式水轮机，型号440，立轴，混凝土蜗壳，转轮直径430cm❑冲击式水轮机的型号同轴安装的转轮数+ 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)2CJ30 ——W——120/2×10●转轮型号为30，水斗式水轮机，卧轴，一根轴上两个转轮，转轮直径为120cm,每个转轮两个喷嘴，设计射流直径为10cm。
水轮机型式的代号水轮机型式代号水轮机型式代号混流式HL贯流调桨式GT斜流式XL贯流定桨式GD 轴流转桨式ZZ水斗（冲击）式CJ轴流调桨式ZT斜击式XJ轴流定桨式ZD双击式SJ贯流转桨式GZ主轴布置形式和结构特征的代号名称代号名称代号立轴L罐式G卧轴W全贯流式Q 金属蜗壳J灯泡式P 混凝土蜗壳H竖井式S 明槽式M虹吸式X 有压明槽式My轴伸式Z❑各种水轮机转轮标称直径D1HL：转轮叶片进口边上最大直径ZL、XL：转轮叶片轴心线相交处的转轮室内径 CJ：转轮与射流中心线相切处节圆直径练习❑（1）HL220-WJ-71❑（2）ZZ560-LH-1130❑（3）GD600-WP-250❑（4）2CJ22-W-120/2×10 ❑（5）SJ40-W-50/40答案❑1.混流式水轮机，转轮型号是220，卧轴，金属蜗壳，转轮直径为71cm❑2.表示轴流转浆式水轮机，转轮型号560，立轴，混凝土蜗壳，转轮标称直径为1130cm❑3.贯流定桨式水轮机，转轮型号为600，卧轴，灯泡式水轮机室，转轮标称直径250cm❑4.表示水斗式(冲击式)水轮机，同一轴上装有2个转轮，卧轴布置，转轮标称直径为120cm，每个转轮有2个喷嘴，喷嘴设计射流直径为10cm❑5.表示双击式水轮机，转轮型号40，卧轴布置，转轮标称直径为50cm，转轮轴向长度为40cm。
五、水轮机的主要过流部件❑反击式水轮机的主要过流部件(1) 进水(引水)部件—蜗壳：将水流均匀、旋转，以最小水头损失送入转轮。
(2) 导水机构（导叶及控制设备)：控制工况(3) 转轮（工作核心)：能量转换，决定水轮机的尺寸、性能、结构。
(4) 泄水部件(尾水管):回收能量、排水至下游。
（一）混流式水轮机基本构造水流—蜗壳—座环—导叶—转轮—尾水管—下游❑水轮机的引水部件又称引水室。
作用：引导水流均匀、平顺、轴对称地进入水轮机的导水机构，并使水流在进入导叶前形成一定的环流，以提高水轮机的效率和运行稳定性。
❑开敞式：槽中水流有自由水面❑封闭式：槽中水流无自由水面开敞式引水室压力槽式罐式蜗壳金属蜗壳(1)蜗壳的功用及型式❑功用：蜗壳是水轮机的进水部件，把水流以较小的水头损失，均匀对称地引向导水机构，进入转轮。
❑型式：金属蜗壳：当H>40m时采用金属蜗壳。
其断面为圆形，适用于中高水头的水轮机混凝土蜗壳：适用于低水头大流量的水轮机。
(2)蜗壳断面尺寸的拟定❑①主要参数包括：A、断面形状：（a）圆形断面；（b）梯形断面❑①主要参数包括：B 、蜗壳的包角φ：蜗壳末端(鼻端)到蜗壳进口断面之间的中心角。
●a、金属蜗壳：φ=340º～350º,常取345º●b、混凝土蜗壳：φ0=180º～270º,一般取180º❑①主要参数包括：C 、蜗壳进口断面的平均流速Vc ●a 、金属蜗壳：K ——流速系数，查图2-28；H ——水轮机水头，一般以额定水头Hr 计算。
●b 、混凝土蜗壳：查图2-29HK V c金属蜗壳进口断面的平均流速流速系数混凝土蜗壳进口断面的平均流速Vc可由下图查取❑水力计算的目的:确定蜗壳各中间断面的尺寸，绘出蜗壳单线图，为厂房设计提供依据。
❑①金属蜗壳的水力计算❑计算假设：等流速：各断面沿圆周放心的切向流速V u不变，且等于蜗壳进口断面的平均流速V c。
即V u＝V c＝常数等流速矩：水流的流速矩不变，即V u R＝常数❑①金属蜗壳的水力计算a ）对于进口断面●断面的面积●断面的半径●从轴中心线到蜗壳边缘的半径 b ）对于中间任一断面c c c c V Q V Q A 3600m ax ϕ==πϕπρc cV Q A 3600max max ==max max 2ρ+=a r R m ax 360Q Q ii ϕ=πϕρc ii V Q 360m ax =ia i r R ρ2+=❑①金属蜗壳的水力计算由此可以绘出蜗壳平面图单线图。
其步骤为：(a) 确定φ0和V c；(b) 求A c、ρmax、R max；(c) 由φi 确定A i、ρi、R i。
❑②混凝土蜗壳的水力计算（自学）(1) 求进口断面积；(2) 根据水电站具体情况选择断面型式，并确定断面尺寸，使其A ＝A c(3) 选择顶角与底角点的变化规律(直线或抛物线)，以虚线表示并画出1、2、3…….等中间断面。
(4) 测算出各断面的面积，绘出：A = f(R)关系曲线。
(5) 按绘出F = f(φ)直线。
(6) 根据φi 确定Fi 、Ri 及断面尺寸，绘出平面单线图。
ci u i i V Q V Q A ︒==360max ϕ②混凝土蜗壳的水力计算（自学）2.导水部件引导水流以一定的方向进入转轮，形成一定的速度矩，并根据机组负荷的变化调节水轮机的流量以达到改变水轮机功率的目的导叶转臂连杆控制环接力器水轮机座环1－上环；2－下环；3－固定导叶。
