冲击式水轮机
说
明
书
一、概述
1、冲击型水轮机适合于高水头电站，它的喷咀与转轮分水刃在同一平面上，射流方向为转轮园周的切线方向，来自压力管的水经喷咀转换为高速射流，切向冲击转轮的水斗，推动转轮旋转作功。再通过发电机转化为电能。
该型水轮机的转轮高出尾水面，不存在因汽蚀要求开挖的问题，不用尾水管、蜗壳和复杂的导水机构。因此，具有结构简单、维护管理方便、运行可靠等优点。
2、本机采用弹性联轴器和发电机直联或与发电机同轴，旋转方向从发电机向水轮机看为顺时针方向。
3、本机采用水力性能较好的62°/45°长喷咀和90°喷水弯管及引水弯管。
二、水轮机主要零部件结构和作用
该型水轮机由主机、喷咀机构、引水部分、折向机构等主要部分组成。
1、主机部分包括有：转动部件，轴承部件和机壳部件。
转动部件有转轮、主轴、飞轮、弹性联轴器、甩水环等主要另件。
转轮是水轮机的心脏，转轮的特性对水轮机的性能起着决定性的作用。转轮采用整铸结构。水斗中间有一道分水刃，它使射向水斗的水流均匀地向两边分开，以减少水流碰撞损失，在水斗顶端有一个缺口，以免上一个水斗的射流冲击下一个水斗。
飞轮和弹性联轴器连成一体。装设飞轮的目的在于增加机组的转动惯量和稳定性。甩水环可以止住水流沿着轴向溢出。
轴承采用滑动轴承。在两轴承中间支承着转轮，轴承主要用来承受机组转动部分的重量和径向力。滑动轴承的轴瓦是上下两瓦，装在轴承座里，用46#透平油以主轴旋转带动油环旋转带油润滑。轴承底座的油池内必须随时保持一定的润滑油。必要时，立即补充或更换。
机壳部件有机座与机盖。机座通过轴承来支承机组转动部分的重量。机座前面装有咀嘴机构，在靠近折向器的地方，机座上开有圆孔，供观察水流和折向器工作情况。
2、喷咀机构装在机座前面，包括有喷咀部件和手、电动调器执行部分。
喷咀部件有喷咀、喷针、喷水弯管、导流支架、平衡活塞、封水压环、喷针杆等
主要另件。喷咀由喷咀体与喷咀口组成。喷针是喷咀体内的针阀，其间流道成渐缩流线形，以减少水流运动的阻力。压力水进入喷咀体后，流速急剧上升，至喷咀口以高速的、密实的射流冲击转轮，使水流由压力能转换为速度能对水斗做功，喷咀开度的调整是靠操纵针杆的调速传动机构来改变喷咀出口断面达到调节射流量，以适应外界负荷的变化，平衡活塞用来平衡喷针头所受的轴向水推力使针杆工作时方便灵活，喷水弯管上后衬套是支承针杆的另一支点，喷水弯管后轴座上的“O”型密封圈和封水压环，前者封水，后者压紧和刮去附在喷针杆上的杂物，对密封圈起保护作用，喷水弯管靠近导流支架附近侧面开有掏渣孔，用来清理管内附在导流支架上的杂草与树枝。
3、引水部分包括有：引水弯管、伸缩节、闸阀等，伸缩节供闸阀安装和维修时拆装调整之用，伸缩管壁上开有螺纹孔，供机组停机检修放水管路之用，在打开闸阀之前先打开闸阀上的旁通阀，将闸阀后面的管道内注满水，以减小开启闸阀的压力。
4、折向机构包括有：折向器、折向器轴、摇臂、折向器调速机构等零部件组成。
折向机构主要用于紧急停机时，将射流折向下方，偏离转轮，既防止飞车，又避免水锤现象发生。
三、自动调速系统
本机组既可采用手电调速也可采用自动调速。
四、水轮机的安装
1、安装前的准备工作
（1）按出厂的装箱清单，清点该机组的零部件、随机附件、备件等是否齐全。
（2）按安装布置图检查予留孔位置大小是否正确。
（3）备好框式水平仪、百分表、塞尺和钳工工具等。
（4）按予留孔，选择正确的起吊方法。
2、安装的技术要求
（1）主轴水平度≤0.05mm/m；
（2）机座水平度允差≤0.05mm/m；
（3）水轮机主轴与发电机主轴的不同轴度≤0.05mm；
（4）水轮机飞轮联轴器与发电机联轴器的端面间隙允差≤0.05mm；
（5）喷咀与喷针关闭最大间隙；≤0.05mm；
（6）轴瓦与轴颈接触点； 2～3点/㎝ 2
3、安装
用户应根据供方提供的技术资料，进行水工，厂房设计工作，浇灌混凝土基础，安装前检查混凝土基础、安装高程、各予留孔是否与安装布置图相符，如无问题，待混凝土基础干固后，就可安装。
（1）吊装机座
将机座吊装于基础上，并对好基础上予拉好的中心线，此时应将机座组合面刷抹
干净，涂上黄油，内表面涂红丹漆二次，其底面安放斜楔，初调水平，锁上地脚螺母（涂上黄油保护），进行基础的第二次浇灌，待混凝土干固后，即可安装轴承。
（2）安装轴承与转动部件
安装好机座后，即可安装轴承和转动部件。轴瓦电站应精刮，轴颈与轴瓦的接触点应符合技术要求（6）。检查下部轴瓦在不小于60°的弧度内应与轴颈全长接触，其面积不得小于75%，油环表面应光滑平整、无毛刺，且能在轴上自动转动。运转时温度不得高于70℃，若温升增高，可以修刮轴瓦、减少接触角。
轴承与转动部件安装后，精调机座水平，并保证机座和主轴水平度符合技术要求，再拧紧地脚螺母和装上机盖。
（3）安装喷咀机构
主机安装好后，再装上喷咀机构，手、电调速器和在水泥坑内装上进水弯管、伸缩节、闸阀等。然后拧紧全部螺母。
在安装喷咀机构之前，注意检查喷针杆应平直，装配后无卡死现象，把喷针顶紧喷咀口，其间隙应符合技术要求。
（4）安装发电机
安装发电机，先用百分表检查水轮机飞轮联轴器端面及电机联轴器端面跳动应小于0.05mm,不同轴度允差应符合技术要求,再用塞尺检查端面间隙，其允差应符合技术要求，联轴器与飞轮的端面间隙允差3～5mm。
（5）折向器的调整
折向器在全开位置时，折向器迎水端面与喷咀外端面之间距离为5-10mm。折向器在全关时，折向器下弦和喷针中心线相切。调整折向器关闭时间小于2.5秒。
全部安装完毕后，用手转动飞轮，主轴必须转动灵活，如遇卡死，必须重新调整，至达到要求为止。
五、水轮机运行和维护
1、试运转前的准备：
（1）检查主机、闸阀、管道、仪表等是否安装完毕与紧固。
（2）检查轴承及润滑部位，是否上好油。
（3）检查各转动部位、手轮等是否轻便灵活，检查喷针及折向器操作机构是否灵活，并将调速器喷针和闸阀处于关闭位置。
（4）检查管路是否畅通，密封是否完好。
（5）一切检查完好后进行充水试验，检查有无漏水现象，如有漏水则应立即停止充水，进行检修排除，并检查静水头是否降低，应注意清理检污栅。
2、试运转
（1）开启闸阀的旁通阀，使弯管内充水，观察压力表。
（2）开启闸阀。
