水轮机导水机构安装技术示范文本

三峡电站大型水轮机导水机构的底环安装工艺摘要：本文分析三峡电站水轮机导水机构底环安装工程中创新采用的“底环分块垫板现场加工新工艺”，该新工艺用以保证巨型水轮机底环的安装水平，解决了三峡工程的重大技术难题，并使水轮机安装工艺更具备实用性和先进性。

关键词：三峡电站；导水机构；底环水平；新工艺中图分类号：g710 文献标识码：a 文章编号：1003-2851（2012）04-0257-01阿尔斯通（alstom）公司向三峡电站供货的世界最新型700mw水轮机由转轮、水轮机主轴、导轴承及导水机构等组成。

水轮发电机组的各项技术指标都超过伊泰普、大古力投产的巨型水轮发电机组，多项综合指标均为世界之最。

700mw水轮机的现场安装不仅工作量巨大，而且质量要求特别高，被列为三峡工程重大的技术难题之一。

水轮机导水机构底环安装工程创新采用了“底环分块垫板现场加工新工艺”，展示了破解这个重大技术难题的新技术。

一、技术难题的提出700mw的alstom水轮机底环为钢板焊接结构，抗磨环系不锈钢材料。

底环外径为13280mm，高度为695mm，重量为155t，分成4瓣运输到工地，三峡电站现场进行组装，安装间底环分瓣组圆,底环安装间组圆完毕后，在三峡电站现场用螺栓把合成整体。

在三峡电站工地现场需要对水轮机导水机构的底环和顶盖进行下述部件的安装设置。

①为了减小导叶在关闭时导叶与底环、顶盖间的漏水量，在底环和顶盖相应部位设置有导叶端面密封，在底环和顶盖过流面上的导叶活动范围内设置有不锈钢抗磨板。

②固定止漏环在工厂内固定到分瓣的顶盖和底环上，工地拼装后要对止漏环的分缝进行封焊，然后将底环用螺栓把合到基础环的上平面上。

由于底环和顶盖安装在未经机械加工过的座环安装面上，在需要进行上述部件安装设置的前提下，水轮机导水机构的高程和净空高度调整既要保证安装的精确定位，又要避免水轮机整体的水平误差，其底环水平定位的工程技术难度和安装质量要求在世界水电建设史上可称为世界之最。

量为 ４ ． ８ｔ除抗 磨 板 为 不 锈 钢 材 质 ， 余 材 质 都 ５ １ ， 其
为 Ｑ３ ５ 底 环 的两 个 法 兰 面 与座 环 的法 兰 面 连 接 ， ４； 第 一个 法兰 面 只有 一 道 ０１ ２ｍｍ 的 。 型 盘根 ， 第 在
二 个 法 兰 面 还 有 一 道 ０１ ＂ ｍｍ 的 ０ 型 盘 根 且 有 ４ ２
导 叶及其操 作机 构组 成 。导水 机构 在工 厂进 行 预组 装 ， 现场 不再 进行 预 装 ， 动导 叶 和底 环 、 盖 的 在 活 顶 抗 磨板 采用 耐腐蚀 、 磨损 的 不锈 钢材 料制 造 ； 动 抗 活
导 叶 的上 、 、 中 下轴 承 的轴 套轴 衬均 为含 聚 四氟 乙烯
润 滑 的特 性 ， 长期 运行 无需 作特 殊润 滑处 理 。
范 围 内 ， 部 往 上 ２ 底 ０ｍｍ 到 中部 往 下 ２ ０ｍｍ 间都
为 ０ 顶部 往下 ２ ， ０ｍｍ 处最 大 间 隙为 ０ ４ｍｍ， 上 ． 从 到下 逐步 递 减 到 中部 ２ ０ ｍｍ 处 为 ０ 当 导 叶 受 压 ， 后， 除底 部 向上 ２ ０ｍｍ 和 顶 部 向下 ２ ０ ｍｍ 有 一 定
氟 乙烯与 玻璃 纤维 构 成 ， 有 自润 滑 的特性 ， 具 内轴套
被压 进外 轴 套后 ， 复合 轴衬 抱 紧导 叶轴 颈 ， 两 者 间 使
Ｍ３ ０连 接螺 栓 固定 在 底 环 上 ， 固 定止 漏 环 直 径 为 下 ０３ ３ ｍｍ，结 构 型 式 为 台 阶 式 ，材 质 为 ５ ０
活 动导 叶全 长为 ２８ ２ｍｍ， ５ 叶片高 为 ５ ５ｍｍ， ９
导 叶单 重为 １ ４ ， 质为 不锈 钢 ， 面 密封 方式 为 ． ８ｔ材 立 刚 性硬 止水 ， 在无 压 力时 ， 叶立 面间 隙在 叶片 全长 导

装配步骤：
1.安装顶起环； 2.安装V型密封圈； 3.安装垫环； 4.安装λ型密封圈； 5.安装密封压板； 6.安装固定螺钉，将密 封装置固定在轮毂上。
轮叶安装
装配步骤：
首先采用转轮 翻身工具将转轮体 翻身（图中没有表 示）；然后将轮叶 分片装配到相应位 置（图中只显示了 单个轮叶的安装）； 用螺栓将轮叶与枢 轴固定；安装转轮 悬挂装置；再安装 操作架（图中没有 表示出来）。
1. 混流式
低水头混流式水轮机转轮 高水头混流式水轮机转轮
2. 轴流式
低水头轴流式水轮机转轮
高水头轴流式水轮机转轮
受油器
导叶操作机构
水
顶盖
轮
支持盖
发
导叶
电
机
座环
组
蜗壳
总
底环
体
转轮体
结
转轮室
构
轮叶
泄水锥 尾水管 基础
永磁机 上机架 上挡风板 定子 转子
下挡风板 下风罩
推力轴承 推力支 架柱段
控制环
接力器连 接处
注：
• 连接主接力器和导叶转臂； • 传递主接力器的输出力矩，推动导叶转臂转动； • 安装在支持盖的滑道上，与支持盖一起吊入机坑。
导叶连杆
接力器缸体
转轮体外形
轮叶 泄水锥
导轴 护盖 转轮
导轴 活塞环 活塞 轮毂
枢轴
转臂 连杆 连接体 下盖 放油阀 泄水锥
转轮体内部结构
缸体 护盖
外形图
泄水锥结构
剖面图
作用：
• 是水轮机导水机构的重要组成部分，主要是为尾水导流； • 使转轮体内部形成一个封闭油腔，起密封作用。
泄水锥安装
装配步骤：
首先将泄水锥对接； 调整位置使得二者的轴心 在同一条直线上，然后用 固定螺栓将二者把合在一 起；连接体外部安装封围 板（图中没有表示）。

导水机构预装配导水机构预装配的目的：以下部固定止漏环为中心确定底环、顶盖、活动导叶的定位；结合现场的实际检查生产厂家的预装配质量，发现问题并及时纠正。

安装程序：机组中心测定下部固定止漏环定位导水机构预装安装方法：1、机组中心测定机组中心测定程序：复查座环的安装质量测定并表达机组轴线(1)复查座环的安装质量：座环安装的质量指标有三项：中心位置、高程、顶平面的水平度(有设计规定时，按设计规定控制；无设计规定时按以下规定控制：中心及方位偏差小于2mm，高程偏差小于±3mm，水平度小于0.07mm/m。

)复查座环顶平面的水平度时，常在座环上均匀划分8个或16个测点，用平平梁加框形水平仪检查顶平面的水平度情况。

同时用水准仪和钢板尺复查高程，用钢板尺检查座环上下平面以及各道搪口之间的高度。

(2)测定并表达机组轴线：立式混流式水轮机，常以座环的第二道搪口来测定其中心位置，如下图所示。

座环复查及机组中心测定1-工作平台；2-尾水管里衬；3-基础环；4-下部固定止漏环；5-座环；6-钢琴线；7-内径千分尺；8-耳机；9-加长杆；10-平梁；11-框形水平仪；12-球心器；13-电池；14-中心架测定的具体方法是：①设置机组中心架、球心器，用重锤悬挂钢琴线。

②用钢板尺或圈尺测量第二搪口四周的半径，从而初步调整钢琴线的位置。

③用内径千分尺加耳机测量第二搪口四周的半径，从而细调钢琴线的位置，力求四周半径相等。

此时钢琴线即表达了机组轴线。

2、下部固定止漏环定位(1)吊入下部固定止漏环对正螺栓孔位，将下部固定止漏环装在座环下平面上，螺栓可装入但不拧紧。

(2)以轴线为准，用内径千分尺加耳机测量固定止漏环四周的半径，调整其位置，直到四周半径的偏差小于设计间隙±10%为止。

(3)拧紧螺栓，在圆周的对称位置上钻、铰2个或4个定位销孔，打入定位销。

这以后对导水机构预装配预装时，就可以用下部固定止漏环的中心作为工基准了。