贯流式水轮机

灯泡贯流式水轮机模型测试技术研究张海平 孟晓超 张建光 陈 莹 马兵全(中国水利水电科学研究院，北京 100038)摘 要：本文针对灯泡贯流式水轮机的结构特点，对这种机型性能测试中的一些关键技术难点包括测功系统的结构设计、模型机组变形分析、测量系统配置等问题进行了探讨，并提出了解决措施，成功地对灯泡贯流式水轮机的各项水力性能进行测试。

关键词：灯泡贯流式水轮机、模型、静压轴承、测试技术Measuring Technology Research on Bulb Turbine ModelZHANG Haiping, MENG Xiaochao, ZHANG Jianguang, CHEN Ying, MA Bingquan(China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Beijing 100038) Abstract: This paper discussed the key problems on how to measure the hydraulic performance of bulb turbine, including the structure design of torque measuring system, model distortion analysis, and data acquisition system etc. Put forward the methods how to deal with these problems and measure the hydraulic performance of bulb turbine successfully.Key Words: Bulb Turbine, Model, Hydrostatic Bearing, Measuring Technology1、前言灯泡贯流式水轮机是低水头水力资源最优的开发型式，它具有过流能力大、效率高、土建工程量少、建设周期短、投资少和见效快等诸多优点。

技 术 研 发
日——额定水头 ， 广一 额定效率 。 ． ｍ； 转轮直 径的大小与额定 出力 、 额定工 况单位流量 、 额定水
站 义可以分成轴伸 贯流式Ｚ 竖井 贯流式Ｓ 灯 泡贯流式 Ｄ Ｇ、 Ｇ、 Ｇ
立式轴流式机组 的流道如图２ 所示 ，水流经过导水机构垂 直 于轴向方向 ， 经过转轮流出。在该过程 中水流的方向从进 口
到 出口发生了９度 的变化 ，而灯泡贯流式机组 的流道如 图１ Ｏ 所 示， 整个过程中从进水到 出水 方向基本上是轴 向贯通的 ， 水 进
时 的水轮机转速。可见 越大机组转速越高 ， 则单位ｋ Ｗ的造价 越低 ， 以应尽量设法提高 值 。同时许多先进 国家设计转轮 所 都将ｎ 为评判转轮先进性 的重要指标 ， 值作 同时也反映制造水
平。
位流量大 、 效率高 、 体积小及厂房空间较小的优 点 、 适用于低水
头大 中型潮汐电站机组 。 目 ， 界上运行和在建的潮汐发电 前 世
比转速 的说 明：水轮机 的单位参数 、 ．Ｐ． Ｑ． ｉ 、 只能分别从 不 同的方面反映水轮机 的性能 。 为了可以找 出更能反映水轮机 的性能的单位参数 ， 提出 了比转速 的概念 。
：
出口水流在 同一直线 上 ， 出水流道没有急转弯 ， 以使用在 进 可
可逆式水轮机上 ， 使水泵工况和水 轮机工况均能获得较好的水
葛洲坝汉阳电航枢纽工程位于岷江干流 中游眉山市青神县
境 内， 是岷江 （ 山江 口 ～乐 山岷江三桥段 ） 彭 干流 自上而下开发 的第七个梯级 ， 位于青神县下游约 １ ｍ， 以发 电、 ８ 是 ｋ 航运为主 ， 兼
２２１ 过流通道的水力损失 ．．
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＜｝一
顾其它水资源综合利用效益的工程。 电站正常蓄水位３ ２ 死 ８．ｍ， ５ 水位３２ｍ， ８ 设计洪水位３ ５ ６ｍ， ８． 水库总库容８ ２ 万ｍ， ４ ０ ６ ， 死库容 ３３ ０ ｎ， ０ 万ｉ 总装机容量６ ６ＭＷ， 保证 出力７３ＭＷ， ． 三台机组都

灯泡贯流式水轮发电机组主轴密封漏水的处理措施发布时间：2021-07-12T06:01:25.991Z 来源：《新型城镇化》2021年7期作者：秦冬[导读] 基于此，有必要对灯泡贯流式水轮发电机组主轴密封漏水的处理措施展开分析。

四川嘉陵江苍溪航电开发有限公司四川广元 628400摘要：在灯泡贯流式机组中，由于其工作环境潮热、密封结构型式较复杂以及安装空间狭窄等原因，导致转环、浮动环、密封块、支撑弹簧等部件易受到损坏、卡涩，造成主轴密封性能变差，出现大量漏水的情况出现，影响机舱内设备安全运行。

基于此，有必要对灯泡贯流式水轮发电机组主轴密封漏水的处理措施展开分析。

关键词：灯泡贯流式；水轮发电机组；主轴密封漏水；处理措施主轴密封概况灯泡贯流式水轮发电机主轴密封的主要作用是阻断尾水进入水轮机机舱。

主轴密封性能的好坏会直接影响机组的安全稳定运行。

密封结构大体可分为橡胶陶瓷密封、橡胶平板密封、盘根填料密封、水压端面密封。

本文以某水电站为例，该水电站选用的主轴密封为水压端面密封加盘根填料密封结构，主轴密封装配包括检修密封和工作密封，而工作密封为水压端面密封加径向盘根填料密封组成，工作密封材料为聚胺脂和耐磨耐高温的GFO 纤维编织填料盘根。

工作密封中设有可更换的不锈钢抗磨环；在径向密封后设有集水盒，通过排水管将漏水集中排往集水井，确保水导轴承不进水和灯泡体内的干燥和清洁。

主轴密封存在的问题水轮发电机主轴密封装置出现故障，会导致大量尾水涌入的情况，漏水量超出接水盒容量，漏水则会流入水轮机舱，漏水会随着主轴的转动甩向机舱内电气设备，甚至渗入相邻的水导轴承内，引起轴承烧瓦等机械事故，漏水进入润滑油系统，造成油质污染，用油设备锈蚀，温度升高烧瓦等情况，严重影响到机组导轴承等设备的安全运行。

主轴密封漏水缺陷处理案例机组运行工况由主轴密封工作原理可知，尤其是靠水压的端面密封，主轴密封的工作情况与密封供水压力、浮动环支撑弹簧力、机组出口尾水压力以及机组出力有关，当水头变化、机组出力变化转速改变都会引起出口水压变化，从而会改变密封块与抗磨环的压紧程度，如压紧弹簧力调整不满足设计要求，则可能会造成主轴密封压紧不严而漏水，或过于压紧造成密封块磨损。

斜击式水轮机水流由喷嘴射到转轮一侧的轮叶上由轮叶外缘流向转轮中心而后水流穿过转轮内部空间再一次流到轮叶上沿轮叶流向外缘最后以很小的流速离开转轮水流两次冲击转轮故称双击式
§1.2 水轮机的主要类型及应用
水轮机的基本类型 根据能量转换的特征，可将水轮机分为反击式、 冲击式两大类 。 1、反击式：水流体的动能和势能发生变化: P1＞P2 2、冲击式：仅利用水流的动能发生变化: P1 =P2 =Pa
混流式转轮：图1—4
(2)、轴流式（卡普兰式）：
水流特点：水流沿转轮轴向流入，轴向流出， 水流方向始终平行于主轴。 (a)、轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而 转动。改变叶片转角时需要停机进行。 结构简 单，效率低。适用H、Q变化不大的情况（工况 较稳定）， H：3~50m。 (b)、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）。适 用水头流量的变化，高效率区广，大中型电站多 采用。 H：3~80m。（葛洲坝：17万kW、12.5 万kW，Hr=27m）


斜击式水轮机 图1—9
双击式水轮机（1917年匈牙利人发明， 班克式）
水流由喷嘴射到转轮一侧的轮叶上，由 轮叶外缘流向转轮中心，而后水流穿过转 轮内部空间再一次流到轮叶上，沿轮叶流 向外缘，最后以很小的流速离开转轮，水 流两次冲击转轮，故称双击式。 双击式水轮机适用的水头范围6~150m， 最大的单机容量一般不大于300KW，所以 只适用于小型水电站。

双击式水轮机 图1—10
小结 （表1—1）
射流位于转轮的转动平面内，沿转轮圆 周切线方向冲击斗叶，故又名切击式水轮 机。 水头范围：40~2000m，一般常用水头 范围40~800m。使用最广泛（高水头，小 流量）。中国最高的水斗式水轮机是天湖 水电站，水头高达1022.4m 。