第一章 绪论.ppt

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1、水轮机能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海第一章第一章 绪绪 论论v第一节第一节 水电站与水轮机水电站与水轮机v第二节第二节 水轮机的工作参数水轮机的工作参数v第三节第三节 水轮机的类型及使用范围水轮机的类型及使用范围v第四节第四节 水轮机结构概述水轮机结构概述v第五节第五节 水轮机的牌号及装置方式水轮机的牌号及装置方式v第六节第六节 现代水轮机的发展现代水轮机的发展能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海第一节第一节 水电站与水轮机水电站与水轮机v自然界有多种能源，目前已被开发利用的能源中主自然界有多种能源，目前已被开发利用的能源中主要有要有热能热能、水能水能、风能风能、核能

2、核能和和太阳能太阳能。其中水能。其中水能是一种最经济的能源，也是一种永远消耗不尽的能是一种最经济的能源，也是一种永远消耗不尽的能源。利用水能发电是最经济的电能转换方式。源。利用水能发电是最经济的电能转换方式。1.1.设备简单。设备简单。2.2.发电成本低，运行、维护、管理等简单。发电成本低，运行、维护、管理等简单。3.3.启动快。启动快。4.4.污染少。污染少。适于调峰、调频、事故备用等。适于调峰、调频、事故备用等。优点：优点：能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海水电站水电站：借助水工建筑物和机电设备将水能转借助水工建筑物和机电设备将水能转换为电能的生产部门。换为电能的生产部门。坝后

3、式水电站枢纽断面图坝后式水电站枢纽断面图能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海水电站的型式水电站的型式根据集中水头的方式分为：根据集中水头的方式分为：1 1.坝式水电站坝式水电站由坝抬高上游水位形成水头。如丰满、葛洲坝、由坝抬高上游水位形成水头。如丰满、葛洲坝、三峡等。三峡等。2.2.引水式水电站引水式水电站由引水管（渠）道形成水头。如隔河岩等。由引水管（渠）道形成水头。如隔河岩等。3.3.混合式水电站混合式水电站 电站的水头一部分由坝集中，另一部分由引水电站的水头一部分由坝集中，另一部分由引水道形成。如白山、龙羊峡等。道形成。如白山、龙羊峡等。能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海

4、何宝海坝后式水电站枢纽横剖面示意图坝后式水电站枢纽横剖面示意图能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海水库；水库；2闸门室；闸门室；3进水口；进水口；4坝；坝；5泄水道；泄水道；6调压室调压室7有压隧道；有压隧道；8压力管道；压力管道；9厂房；厂房；10尾水渠尾水渠有压引水式水电站示意图有压引水式水电站示意图能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海水轮机：水轮机：能将河流能将河流水中蕴藏的水能转换水中蕴藏的水能转换成旋转机械能的机械。成旋转机械能的机械。水轮机通过主轴带动水轮机通过主轴带动发电机将旋转机械能发电机将旋转机械能转换成电能。转换成电能。水轮发电机组：水轮水轮发电机组：水

5、轮机与发电机联接成的机与发电机联接成的整体称为水轮发电机整体称为水轮发电机组，它是水电厂的最组，它是水电厂的最主要的动力设备。主要的动力设备。能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海第二节第二节 水轮机的工作参数水轮机的工作参数v工作水头（工作水头（H H）v流量（流量（QQ）v转速（转速（n n）v功率（功率（NN）和效率（）和效率（）v例题例题 水轮机作为水力原动机将水能转换成机械能的水轮机作为水力原动机将水能转换成机械能的过程称为水轮机的工作过程。反映工作过程特性过程称为水轮机的工作过程。反映工作过程特性的参数称为水轮机工作参数的参数称为水轮机工作参数。能源动力工程学院能源动力工程

6、学院 何宝海何宝海一、水轮机工作水头一、水轮机工作水头水电站和水轮机的水头示意图水电站和水轮机的水头示意图水轮机工作水头水轮机工作水头是指水轮机进、出口断面处单位重量的水流能是指水轮机进、出口断面处单位重量的水流能量之差，用量之差，用H H表示，单位为表示，单位为m m。水电站水头水电站水头是指电站水库上、下游水位之差，也称电站静水是指电站水库上、下游水位之差，也称电站静水头，用头，用HgHg表示，单位为表示，单位为m m。能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海上式中上式中H H是水轮机做功是水轮机做功的有效水头，也称为的有效水头，也称为水水轮机的净水头。轮机的净水头。电站水头和水轮机

7、水头的电站水头和水轮机水头的关系关系列出水轮机进、出口断面的能量方程，根据水轮机工作水头的列出水轮机进、出口断面的能量方程，根据水轮机工作水头的定义可写出其基本表达式：定义可写出其基本表达式：能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海同样列水轮机出口同样列水轮机出口-断面和下游断面和下游T-TT-T的能量方程的能量方程列上游列上游A-AA-A断面和断面和-断面的能量方程断面的能量方程由上式得到由上式得到将上式代入进口能量表达式，得到将上式代入进口能量表达式，得到代入水轮机出口能量表达式，得到代入水轮机出口能量表达式，得到电站水头和水轮机水头的关系电站水头和水轮机水头的关系能源动力工程学院能

8、源动力工程学院 何宝海何宝海由于由于则则由此可见，水轮机工作水头是由此可见，水轮机工作水头是电站毛水头和引水建筑物电站毛水头和引水建筑物中水头损失之差。中水头损失之差。水轮机工作水头随电站上下游水位变化而改变，工程实际水轮机工作水头随电站上下游水位变化而改变，工程实际中一般用如下几个中一般用如下几个特征水头特征水头表示水轮机工作水头的范围：表示水轮机工作水头的范围：H Hmaxmax、H Hminmin、H Ha a和和H Hr r。所以所以能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海特征水头特征水头v1.1.最大水头（最大水头（H Hmaxmax ），是允许水轮机运行的最大净水头。），是允

9、许水轮机运行的最大净水头。它对水轮机结构的强度设计有决定性的影响。它对水轮机结构的强度设计有决定性的影响。v2.2.最小水头（最小水头（H Hminmin），是保证水轮机安全、稳定运行的最小），是保证水轮机安全、稳定运行的最小净水头。净水头。v3.3.加权平均水头（加权平均水头（H Ha a），是在一定期间内（视水库调节性），是在一定期间内（视水库调节性能而定），所有可能出现的水轮机水头的加权平均值，是能而定），所有可能出现的水轮机水头的加权平均值，是水轮机在其附近运行时间最长的净水头。水轮机在其附近运行时间最长的净水头。v4.4.设计水头（设计水头（H Hr r），是水轮机发出额定出力时所需

10、要的最小），是水轮机发出额定出力时所需要的最小净水头。净水头。v水轮机的工作水头，表明水轮机利用水流单位机械能的多水轮机的工作水头，表明水轮机利用水流单位机械能的多少，是水轮机最重要的工作参数，其大小直接影响着水电少，是水轮机最重要的工作参数，其大小直接影响着水电站的开发方式、机组类型以及电站的经济效益等技术经济站的开发方式、机组类型以及电站的经济效益等技术经济指标指标。能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海二、流量二、流量流量：单位时间内通过水轮机某一既定过流断面的水流体积，流量：单位时间内通过水轮机某一既定过流断面的水流体积，常用符号常用符号QQ表示，常用的单位为表示，常用的单位为

11、mm3 3/s/s。设计流量设计流量：在设计水头下，水轮机以额定转速、额定出力：在设计水头下，水轮机以额定转速、额定出力运行时所对应的水流量称为设计流量，常用运行时所对应的水流量称为设计流量，常用QQr r表示，它是表示，它是水轮机发出额定出力时所需要的水轮机发出额定出力时所需要的最大流量最大流量。限制流量限制流量：对应于限制工况的水轮机流量。：对应于限制工况的水轮机流量。能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海 水轮机的转速是水轮机转轮（主轴）在单位时间内旋转的水轮机的转速是水轮机转轮（主轴）在单位时间内旋转的次数，常用符号次数，常用符号n n表示，常用单位为表示，常用单位为r/min

12、r/min。同步转速。同步转速。三、转速三、转速四、出力与效率四、出力与效率 由于水流通过水轮机时存在一定的能量损耗，所以水轮机出由于水流通过水轮机时存在一定的能量损耗，所以水轮机出力总是小于水流出力。水轮机的输入和输出功率之比称为力总是小于水流出力。水轮机的输入和输出功率之比称为水轮水轮机的效率机的效率，用符号，用符号表示，其值小于表示，其值小于1 1。表示水轮机对水流表示水轮机对水流能量的有效利用程度。能量的有效利用程度。水轮机出力水轮机出力是指水轮机轴端输出的功率，常用符号是指水轮机轴端输出的功率，常用符号N表示，常用单位表示，常用单位kw。额定出力。额定出力。水轮机的输入功率水轮机的输

13、入功率为单位时间内通过水轮机的水流为单位时间内通过水轮机的水流的总能量，即水流的出力，常用符号的总能量，即水流的出力，常用符号Ni表示，则表示，则能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海四、出力与效率（续）四、出力与效率（续）由此，水轮机的出力可写成由此，水轮机的出力可写成 水轮机将水能转化为水轮机轴端的出力，产生旋转力矩用来克水轮机将水能转化为水轮机轴端的出力，产生旋转力矩用来克服发电机的阻抗力矩，并以角速度服发电机的阻抗力矩，并以角速度旋转。水轮机出力、旋转力旋转。水轮机出力、旋转力矩和角速度之间有以下关系式矩和角速度之间有以下关系式上式中上式中MM水轮机轴的旋转力矩，水轮机轴的旋转

14、力矩，当发电机发出额定功率时相应的水轮机轴功率称为当发电机发出额定功率时相应的水轮机轴功率称为水轮机水轮机额定功率额定功率，用，用NNr r表示。表示。能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海例例1 1：某河床式电站在设计工况下上游水位：某河床式电站在设计工况下上游水位Z Z上上=63m=63m，下游水，下游水位位Z Z下下=44.4m=44.4m通过水轮机的流量为通过水轮机的流量为825m825m3 3/s/s，发电机效率为，发电机效率为0.9680.968，水轮机效率为，水轮机效率为0.860.86，如忽略引水建筑物中的水力损，如忽略引水建筑物中的水力损失，求水流出力、水轮机出力和机

15、组出力。失，求水流出力、水轮机出力和机组出力。由水流出力计算公式有由水流出力计算公式有由水轮机出力计算公式有由水轮机出力计算公式有由机组出力计算公式有由机组出力计算公式有解解 由于由于h hA-1A-1=0=0，所以有，所以有能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海解解 将水轮机出口断面取在下游端面，则由水轮机水头计算公式有将水轮机出口断面取在下游端面，则由水轮机水头计算公式有例例2 2 在水轮机效率试验时，在某一开度下测得下列数据：蜗壳进在水轮机效率试验时，在某一开度下测得下列数据：蜗壳进口压力表读数口压力表读数2.26kg/cm22.26kg/cm2（22.16*103Pa22.16

16、*103Pa），压力表中心高程），压力表中心高程88.7m88.7m，压力表所在处钢管直径，压力表所在处钢管直径D=3.35mD=3.35m，电站下游水位为，电站下游水位为84.9m84.9m，流量为，流量为33m3/s33m3/s，发电机功率，发电机功率Ng=7410kwNg=7410kw。取发电机效率为。取发电机效率为0.9660.966，求机组效，求机组效率和水轮机效率。率和水轮机效率。能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海第三节第三节 水轮机的类型及使用范围水轮机的类型及使用范围 由于水能资源条由于水能资源条件的千差万别，不同件的千差万别，不同水电站所能利用的水水电站所能利用的

17、水头和流量差别也很大，头和流量差别也很大，因此需要有各种类型因此需要有各种类型的水轮机来适应不同的水轮机来适应不同水能资源条件，以便水能资源条件，以便能充分和有效地利用能充分和有效地利用水能资源。水能资源。根据水轮机利用根据水轮机利用能量的不同可分为：能量的不同可分为：1.反击式反击式;2.冲击式冲击式能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海 反击式水轮机转轮区域内的水流在通过转轮叶片流道反击式水轮机转轮区域内的水流在通过转轮叶片流道时，始终是连续充满整个转轮的有压流动，并在转轮空时，始终是连续充满整个转轮的有压流动，并在转轮空间曲面型叶片的约束下，连续不断地改变流速的大小和间曲面型叶片

18、的约束下，连续不断地改变流速的大小和方向，从而对转轮叶片产生一个反作用力，驱动转轮旋方向，从而对转轮叶片产生一个反作用力，驱动转轮旋转。当水流通过水轮机后，其动能和势能大部分被转换转。当水流通过水轮机后，其动能和势能大部分被转换成转轮的旋转机械能。成转轮的旋转机械能。1.1.混流式水轮机混流式水轮机2.2.轴流式水轮机轴流式水轮机3.3.斜流式水轮机斜流式水轮机4.4.贯流式水轮机贯流式水轮机一、反击式水轮机一、反击式水轮机能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海 水流从四周沿径向进入转轮，水流从四周沿径向进入转轮，然后近似以轴向流出转轮。混流然后近似以轴向流出转轮。混流式水轮机应用水头

19、范围较广，约式水轮机应用水头范围较广，约为为2020700m700m，结构简单，运行，结构简单，运行稳定且效率高，适应水头范围广，稳定且效率高，适应水头范围广，是应用最广泛的一种水轮机。是应用最广泛的一种水轮机。1.1.混流式水轮机混流式水轮机能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海 水流在导叶与转轮之间由径向流水流在导叶与转轮之间由径向流动转变为轴向流动，而在转轮区内动转变为轴向流动，而在转轮区内水流保持轴向流动，轴流式水轮机水流保持轴向流动，轴流式水轮机的应用水头约为的应用水头约为3 380m80m。轴流式水。轴流式水轮机在中低水头、大流量水电站中轮机在中低水头、大流量水电站中得到了

20、广泛应用。得到了广泛应用。根据其转轮叶片在运行中能否转根据其转轮叶片在运行中能否转动，又可分为动，又可分为轴流定桨式和轴流转轴流定桨式和轴流转桨式水轮机桨式水轮机两种。两种。2.2.轴流式水轮机轴流式水轮机(1)(1)能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海轴流定桨式轴流定桨式水轮机的转轮叶片是固定水轮机的转轮叶片是固定不动的，因而结构简单、造价较低，不动的，因而结构简单、造价较低，但它在偏离设计工况运行时效率会急但它在偏离设计工况运行时效率会急剧下降，因此，这种水轮机一般用于剧下降，因此，这种水轮机一般用于水头较低、出力较小以及水头变化幅水头较低、出力较小以及水头变化幅度较小的水电站。

21、度较小的水电站。2.轴流式水轮机轴流式水轮机(2)轴流转桨式轴流转桨式水轮机的转轮叶片可以根水轮机的转轮叶片可以根据运行工况的改变而转动，从而扩大据运行工况的改变而转动，从而扩大了高效率区的范围，提高了运行的稳了高效率区的范围，提高了运行的稳定性。但是，这种水轮机需要有一个定性。但是，这种水轮机需要有一个操作叶片转动的机构，因而结构较复操作叶片转动的机构，因而结构较复杂，造价较高，一般用于水头、出力杂，造价较高，一般用于水头、出力均有较大变化幅度的大中型水电站。均有较大变化幅度的大中型水电站。能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海 水流在转轮区内沿着与主轴成水流在转轮区内沿着与主轴成某

22、一角度的方向流动。斜流式水某一角度的方向流动。斜流式水轮机的转轮叶片大多做成可转动轮机的转轮叶片大多做成可转动的形式，具有较宽的高效率区，的形式，具有较宽的高效率区，适用水头在轴流式与混流式水轮适用水头在轴流式与混流式水轮机之间，约为机之间，约为4040200m200m。它是。它是在在5050年代初为了提高轴流式水年代初为了提高轴流式水轮机适用水头而在轴流转桨式水轮机适用水头而在轴流转桨式水轮机基础上改进提出的新机型，轮机基础上改进提出的新机型，其结构形式及性能特征与轴流转其结构形式及性能特征与轴流转桨式水轮机类似，但由于其倾斜桨式水轮机类似，但由于其倾斜的桨叶操作机构结构特别复杂，的桨叶操作

23、机构结构特别复杂，加工工艺要求和造价均较高，所加工工艺要求和造价均较高，所以一般只在大中型水电站中使用，以一般只在大中型水电站中使用，目前这种水轮机应用还不普遍。目前这种水轮机应用还不普遍。3.3.斜流式水轮机斜流式水轮机能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海 贯流式水轮机是一种流道近似为直筒状的卧轴式水轮贯流式水轮机是一种流道近似为直筒状的卧轴式水轮机，它不设引水蜗壳，叶片可做成固定的和可转动的两机，它不设引水蜗壳，叶片可做成固定的和可转动的两种。种。贯流式水轮机的适用水头为贯流式水轮机的适用水头为1 125m25m，适用于低水头、，适用于低水头、大流量的水电站。由于其卧轴式布置及流

24、道形式简单，大流量的水电站。由于其卧轴式布置及流道形式简单，所以土建工程量少，施工简便，因而在开发平原地区河所以土建工程量少，施工简便，因而在开发平原地区河道和沿海地区潮汐等水力资源中得到较为广泛的应用。道和沿海地区潮汐等水力资源中得到较为广泛的应用。根据其发电机装置形式的不同，分为全贯流式和半贯流根据其发电机装置形式的不同，分为全贯流式和半贯流式两类。式两类。4.4.贯流式水轮机贯流式水轮机(1)(1)能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海 全贯流式水轮机的全贯流式水轮机的发电机转子直接安装发电机转子直接安装在转轮叶片的外缘。在转轮叶片的外缘。它的优点是流道平直、它的优点是流道平直、

25、过流量大、效率高。过流量大、效率高。但由于转轮叶片外缘但由于转轮叶片外缘的线速度大、周线长，的线速度大、周线长，因而旋转密封困难。因而旋转密封困难。目前这种机型已很少目前这种机型已很少使用。使用。全贯流式水轮机全贯流式水轮机4.4.贯流式水轮机贯流式水轮机(2)(2)能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海 半贯流式水轮机有轴伸式、竖井式和半贯流式水轮机有轴伸式、竖井式和灯泡式等装置形式，其中轴伸式和竖井式灯泡式等装置形式，其中轴伸式和竖井式结构简单、维护方便，但效率较低，一般结构简单、维护方便，但效率较低，一般只用于小型水电站。目前广泛使用的是灯只用于小型水电站。目前广泛使用的是灯泡贯

26、流式水轮机，其结构紧凑、稳定性好、泡贯流式水轮机，其结构紧凑、稳定性好、效率较高，其发电机布置在被水绕流的钢效率较高，其发电机布置在被水绕流的钢制灯泡体内，水轮机与发电机可直接联接，制灯泡体内，水轮机与发电机可直接联接，也可通过增速装置联接。也可通过增速装置联接。轴伸贯流式水轮机轴伸贯流式水轮机 竖井贯流式水轮机竖井贯流式水轮机 灯泡贯流式水轮机灯泡贯流式水轮机 4.4.贯流式水轮机贯流式水轮机(3)(3)能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海二、冲击式水轮机二、冲击式水轮机 冲击式水轮机的转轮始终处于大气中，来自压力钢管冲击式水轮机的转轮始终处于大气中，来自压力钢管的高压水流在进入水

27、轮机之前已转变成高速自由射流，该的高压水流在进入水轮机之前已转变成高速自由射流，该射流冲击转轮的部分轮叶，并在轮叶的约束下发生流速大射流冲击转轮的部分轮叶，并在轮叶的约束下发生流速大小和方向的改变，从而将其动能大部分传递给轮叶，驱动小和方向的改变，从而将其动能大部分传递给轮叶，驱动转轮旋转。在射流冲击轮叶的整个过程中，射流内的压力转轮旋转。在射流冲击轮叶的整个过程中，射流内的压力基本不变，近似为大气压。基本不变，近似为大气压。冲击式水轮机按射流冲击转轮的方式不同可分为：冲击式水轮机按射流冲击转轮的方式不同可分为：1.1.水斗式水斗式2.2.斜击式斜击式3.3.双击式双击式能源动力工程学院能源动

28、力工程学院 何宝海何宝海 水斗式水轮机，亦称切击式水水斗式水轮机，亦称切击式水轮机。从喷嘴出来的高速自由射轮机。从喷嘴出来的高速自由射流沿转轮圆周切线方向垂直冲击流沿转轮圆周切线方向垂直冲击轮叶。这种水轮机适用于高水头、轮叶。这种水轮机适用于高水头、小流量的水电站，特别是当水头小流量的水电站，特别是当水头超过超过400m400m时，由于结构强度和时，由于结构强度和气蚀等条件的限制，混流式水轮气蚀等条件的限制，混流式水轮机已不太适用，则常采用水斗式机已不太适用，则常采用水斗式水轮机。水轮机。1.1.水斗式水斗式能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海 从喷嘴出来的自由射流沿着与转轮旋转平面

29、成一角度的从喷嘴出来的自由射流沿着与转轮旋转平面成一角度的方向，从转轮的一侧进入轮叶再从另一侧流出轮叶。与水方向，从转轮的一侧进入轮叶再从另一侧流出轮叶。与水斗式相比，其过流量较大，但效率较低，因此这种水轮机斗式相比，其过流量较大，但效率较低，因此这种水轮机一般多用于中小型水电站，适用水头一般为一般多用于中小型水电站，适用水头一般为2020300m300m。2.2.斜击式斜击式能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海 从喷嘴出来的射流先从喷嘴出来的射流先后两次冲击在转轮叶片后两次冲击在转轮叶片上。这种水轮机结构简上。这种水轮机结构简单、制作方便，但效率单、制作方便，但效率低、转轮叶片强度

30、差，低、转轮叶片强度差，仅适用于单机出力不超仅适用于单机出力不超过过1000kW1000kW的小型水电的小型水电站，其适用水头一般为站，其适用水头一般为5 5100m100m。3.3.双击式双击式能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海类类 型型型型 式式 适适应应水水头头范范围围（m m）反反 击击 式式混流式混流式混混 流流 式式4040700700混流可逆式混流可逆式8080600600轴轴流式流式轴轴流流转桨转桨式式3 39090轴轴流定流定桨桨式式3 35050斜流式斜流式斜斜 流流 式式4040200200斜流可逆式斜流可逆式4040120120贯贯流式流式贯贯流流转桨转桨式

31、式2 23030贯贯流定流定桨桨式式 冲冲 击击 式式 水斗式水斗式30030017001700斜斜击击式式2020300300双双击击式式5 5100100水轮机类型及应用水头范围水轮机类型及应用水头范围能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海 反击式水轮机通常由四大部件组成：即反击式水轮机通常由四大部件组成：即引水引水、导水导水、转轮及、转轮及泄泄水部件水部件。这四大部件对于不同类型的水轮机，又不完全相同，有。这四大部件对于不同类型的水轮机，又不完全相同，有着自身的特点着自身的特点 。第四节第四节 水轮机结构概述水轮机结构概述能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海一、引水部件

32、一、引水部件引水室（蜗壳）的作用：以最小的损失均匀轴对称地把水流引引水室（蜗壳）的作用：以最小的损失均匀轴对称地把水流引入导水机构，并使水流具有一定的旋转（环量）。入导水机构，并使水流具有一定的旋转（环量）。能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海一、引水部件（一、引水部件（2）座环的作用：承受水轮发电机组的重量，蜗壳上部部分混凝土座环的作用：承受水轮发电机组的重量，蜗壳上部部分混凝土重量以及水压力，并将其传递基础混凝土。在结构上它要求有重量以及水压力，并将其传递基础混凝土。在结构上它要求有足够的强度和刚度。足够的强度和刚度。能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海二、导水部件二、

33、导水部件作用：主要是形成和改变进入转轮的水流环量；并通过改变导作用：主要是形成和改变进入转轮的水流环量；并通过改变导叶位置，实现对导叶出口水流速度大小和方向的改变，达到控叶位置，实现对导叶出口水流速度大小和方向的改变，达到控制流量调整出力的目的制流量调整出力的目的。能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海三、泄水部件三、泄水部件反击式水轮机尾水管作用如下：反击式水轮机尾水管作用如下：1.将转轮出口处的水流引向下游；将转轮出口处的水流引向下游；2.利用下游水面至转轮出口处的高程差，形成转轮出口处的静利用下游水面至转轮出口处的高程差，形成转轮出口处的静力真空；力真空；3.利用转轮出口的水流动

34、能，将其转换成为转轮出口处的动力利用转轮出口的水流动能，将其转换成为转轮出口处的动力真空。真空。能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海根据我国根据我国“水轮机型号编制规则水轮机型号编制规则”规定，水轮机的型号规定，水轮机的型号由三部分组成，每一部分用短横线由三部分组成，每一部分用短横线“”隔开。隔开。第一部分：由汉语拼音字母与阿拉伯数字组成，其中拼第一部分：由汉语拼音字母与阿拉伯数字组成，其中拼音字母表示水轮机型式，阿拉伯数字表示转轮型号，入型音字母表示水轮机型式，阿拉伯数字表示转轮型号，入型谱的转轮的型号为特征比转速值，未入型谱的转轮的型号谱的转轮的型号为特征比转速值，未入型谱的转轮

35、的型号为各单位自己的编号，旧型号为模型转轮的编号；可逆式为各单位自己的编号，旧型号为模型转轮的编号；可逆式水轮机在水轮机型式后加水轮机在水轮机型式后加“N”表示。表示。第二部分：由两个汉语拼音字母组成，分别表示水轮机第二部分：由两个汉语拼音字母组成，分别表示水轮机主轴布置形式和引水室的特征；主轴布置形式和引水室的特征；第三部分：以第三部分：以cm表示的水轮机表示的水轮机转轮标称直径转轮标称直径。水轮机型号中常见的代表符号水轮机型号中常见的代表符号如下表所示如下表所示。对于冲击式水轮机，上述第三部分应表示为：转轮标称对于冲击式水轮机，上述第三部分应表示为：转轮标称直径（直径（cm）/每个转轮上的

36、喷嘴数每个转轮上的喷嘴数射流直径（射流直径（cm）。）。示例。示例。第五节第五节 水轮机的牌号及装置方式水轮机的牌号及装置方式能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海代代号号表表能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海水轮机的转轮标称直径（简称转轮直径）的有关规定水轮机的转轮标称直径（简称转轮直径）的有关规定1 1混流式水轮机转混流式水轮机转轮直径是指其转轮叶片轮直径是指其转轮叶片进水边的最大直径；进水边的最大直径；2 2轴流式、斜流式轴流式、斜流式和贯流式水轮机转轮直和贯流式水轮机转轮直径是指与转轮叶片轴线径是指与转轮叶片轴线相交处的转轮室内径；相交处的转轮室内径；3 3冲击式水

37、轮机转冲击式水轮机转轮直径是指转轮与射流轮直径是指转轮与射流中心线相切处的节圆直中心线相切处的节圆直径。径。能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海252530303535（4040）4242505060607171（8080）848410010012012014014016016018018020020022522525025027527530030033033038038041041045045050050055055060060065065070070075075080080085085090090095095010001000注：表中括号内的数字仅适用于轴流式水轮机注：表中括号内

38、的数字仅适用于轴流式水轮机。反击式水轮机转轮标称直径系列反击式水轮机转轮标称直径系列 单位：单位：cmcm能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海水轮机型号示例水轮机型号示例1.HL200-LJ-550，表示转轮型号为，表示转轮型号为200的混流式水轮机，立轴、的混流式水轮机，立轴、金属蜗壳，转轮直径为金属蜗壳，转轮直径为550cm。2.ZZ560-LH-800，表示转轮型号为，表示转轮型号为560的轴流转桨式水轮机，的轴流转桨式水轮机，立轴、混凝土蜗壳，转轮直径为立轴、混凝土蜗壳，转轮直径为500cm。3.ZZ560a-LH-1130，表示转轮型号为，表示转轮型号为560改进型的轴流转桨式改进型的轴流转桨式水轮机，立轴、混凝土蜗壳，转轮直径为水轮机，立轴、混凝土蜗壳，转轮直径为1130cm。4.GD600-WP-300，表示转轮型号为，表示转轮型号为600的贯流定桨式水轮机，的贯流定桨式水轮机，卧轴、灯泡式引水，转轮直径为卧轴、灯泡式引水，转轮直径为300cm。5.2CJ20-W-120/210，表示转轮型号为，表示转轮型号为20的水斗式水轮机，一的水斗式水轮机，一根轴上装有根轴上装有2个转轮，卧轴、转轮直径为个转轮，卧轴、转轮直径为120cm，每个转轮具，每个转轮具有有2个喷嘴，射流直径为个喷嘴，射流直径为10cm.能源动力工程学院能源动力工程学院 何宝海何宝海