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1、多种水轮发电机组结构原理(ppt)水水轮轮发发电电机机1水轮发电机组概述水轮发电机组概述本次培训内容2水轮机的型号及标称直径水轮机的型号及标称直径3水轮机的工作参数水轮机的工作参数4公司电厂主机参数公司电厂主机参数5水轮机基本结构水轮机基本结构6水轮发电机基本结构水轮发电机基本结构第一章 水轮机发电机组概述v坝后式水电站 水电站的分类v引水式水电站 水电站的分类v混合式水电站 水轮发电机组 水轮机是将水轮机是将水能转变水能转变为旋转机械能为旋转机械能，从而带，从而带动发电机发出电能的一动发电机发出电能的一种机械。种机械。 水轮机与发电机联接水轮机与发电机联接成的整体称为水轮发电成的整体称为水轮
2、发电机组。机组。 水轮发电机组水轮发电机组水流能量转换特征水流能量转换特征水流能量转换特征水流能量转换特征反反 击击 式式冲冲 击击 式式 水轮机的主要类型水轮机的主要类型水轮机的主要类型水轮机的主要类型水轮机水轮机水轮机水轮机 混流式混流式混流式混流式 轴流式轴流式轴流式轴流式 斜流式斜流式斜流式斜流式 贯流式贯流式贯流式贯流式冲击式冲击式冲击式冲击式反击式反击式反击式反击式轴流定浆式轴流定浆式轴流定浆式轴流定浆式轴流转浆式轴流转浆式轴流转浆式轴流转浆式 水斗式水斗式水斗式水斗式 双击式双击式双击式双击式 斜击式斜击式斜击式斜击式全贯流式全贯流式全贯流式全贯流式半贯流式半贯流式半贯流式半贯流
3、式水轮机的分类水轮机的分类水轮机的分类水轮机的分类灯泡式灯泡式灯泡式灯泡式轴伸式轴伸式轴伸式轴伸式竖井式竖井式竖井式竖井式利用水流的势能和动能进行工作；利用水流的势能和动能进行工作；转轮完全淹没在密闭的水体中。转轮完全淹没在密闭的水体中。 利用水流的动能进行工作；利用水流的动能进行工作；转轮露在空气中。转轮露在空气中。 水流在反击式水轮机转轮中的运动水流在反击式水轮机转轮中的运动反击式：水流方向和流速大小受叶片约束而改变,从而对叶片一个反作用力反击式水轮机反击式水轮机 v混流式水轮机 水流从四周沿径向进入转轮，然后近似以轴向流出转轮。 应用水头范围较广，约为20700m ，结构简单、运行稳定且
4、效率高，是应用最广泛的一种水轮机。 1主轴；2叶片；3导叶 反击式（Reaction Hydraulic Turbine）混流式：幅向进流，轴向出流混流式：幅向进流，轴向出流1 1主轴；主轴；2 2叶片；叶片；3 3导叶；导叶；4 4蜗壳；蜗壳；5 5尾水管尾水管12345radiaxial turbine，Francis turbine反击式水轮机反击式水轮机 v轴流式水轮机 水流在导叶与转轮之间由径向流动转变为轴向流动，而在转轮区内水流保持轴向流动。 应用水头约为380m，在中低水头、大流量水电站中得到了广泛应用。 1导叶；2叶片；3轮毂 反击式（Reaction Hydraulic Tu
5、rbine）轴流式：轴向进流，轴向出流轴流式：轴向进流，轴向出流axial flow turbine, Kaplan turbine1 1导叶；导叶；2 2叶片；叶片；3 3轮毂轮毂4 4蜗壳；蜗壳；5 5尾水管尾水管123445反击式水轮机反击式水轮机 v斜流式水轮机 水流在转轮区内沿着与主轴成某一角度的方向流动，其转轮叶片大多做成可转的形式。 适用水头在轴流式与混流式水轮机之间，约为40200m。 1蜗壳；2导叶；3转轮叶片；4尾水管反击式（Reaction Hydraulic Turbine）斜流式：斜向进流，斜向出流斜流式：斜向进流，斜向出流diagonal flow turbine1
6、2341 1蜗壳；蜗壳；2 2导叶；导叶；3 3叶片；叶片；4 4尾水管尾水管可转动叶片可转动叶片反击式水轮机反击式水轮机 v贯流式水轮机 一种流道近似为直筒状的卧轴式水轮机，它不设饮水蜗壳，叶片可做成固定的和可转动的两种。 贯流式水轮机的适用水头为125m，适用于低水头、大流量的水电站。 根据其发电装置形式的不同，分为全贯流式和半贯流式两类。 全贯流式水轮机的发电机转子直接安装在转轮叶片的外缘，它的优点是流道平直、过流量大、效率高。但由于转轮叶片外缘的线速度大、周线长，因而旋转密封困难，目前已很少使用。 全贯流式水轮机全贯流式水轮机1转轮叶片；2转轮轮缘；3发电机转子轮辋；4发电机定子；5、
7、6支柱；7轴颈； 8轮毂；9锥形插入物；10拉紧杆； 11导叶；12推力轴承；13导轴承v半贯流式水轮机 半贯流式水轮机有轴伸式、竖井式和灯泡式等装置形式 。 轴伸式和竖井式结构简单、维护方便，但效率较低，一般只用于小型水电站。 灯泡贯流式水轮机，其结构紧凑、稳定性好、效率较高 ，使用广泛。 反击式水轮机反击式水轮机 轴伸贯流式水轮机 1转轮；2水轮机主轴；3尾水管；4齿轮转动机构；5发电机竖井贯流式水轮机 反击式（Reaction Hydraulic Turbine）灯泡贯流式：发电机组安装在密闭的灯泡体灯泡贯流式：发电机组安装在密闭的灯泡体 through flow turbinebulb
8、 turbine1 1导叶；导叶；2 2转轮；转轮；3 3发电机；发电机；4 4灯泡灯泡123412冲击式（impulse turbine）inclined jet turbine （a a）水斗式；）水斗式； （b b）斜击式；）斜击式； （c c）双击式）双击式冲击式水轮机：高速射流在空气中冲击转轮冲击式水轮机：高速射流在空气中冲击转轮Banki turbinePelton turbine冲击式水轮机冲击式水轮机 v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流沿转轮周围切线方向垂直冲击轮叶。 适用于高水头、小流量的水电站，特别是当水头超过400m时，常采用水斗式水轮机。 大型水
9、斗式水轮机的应用水头约3001700m，小型水斗式水轮机的应用水头约为40250m。 水斗式水轮机 1转轮叶片；2导叶；3发电机定子；4发电机转子；5灯泡体 冲击式水轮机冲击式水轮机 v斜击式水轮机 从转轮的一侧进入轮叶再从另一侧流出轮叶。 多用于中小型水电站，适用水头为20300m。 （a）转轮；（b）斜击式转轮进水示意图 1管帽；2针阀；3轮叶冲击式水轮机冲击式水轮机 v双击式水轮机 从喷嘴出来的射流先后两次冲击在转轮叶片上。 适用于单机出力不超过1000KW的小型水电站，其适用水头一般为5100m。1工作轮；2喷嘴；3调节闸板； 4舵轮；5引水管； 6尾水槽 小结小结 1、悬挂式发电机:
10、 推力轴承位于转子上方的发电机，它适用于转速在100r/min以上。其优点是推力轴承损耗小，装配方便，运转较稳定；缺点是机组高度较大，耗费钢材多。 水轮发电机组的形式 悬式发电机上上下下支撑下导与风闸支撑下导与风闸下导轴承下导轴承定定子子外外壳壳2、伞式发电机 n推力轴承位于转子下方，设在下机架上n传力方式：机组转动部分重量推力头 镜板推力轴瓦下机架机座基础 上机架：只支撑上导轴承和励磁机定子。n类型：1. 普通伞式： 有上、下导轴承 2. 半伞式: 有上导轴承，无下导轴承 3. 全伞式: 无上导轴承，有下导轴承 高压油膜高压油膜(1) 普通伞式有上、下导轴承有上、下导轴承(2) 半伞式有上导
11、，无下导。有上导，无下导。发电机通常将上机架埋入发电机层地板以下。发电机通常将上机架埋入发电机层地板以下。(3) 全伞式无上导，有下导。无上导，有下导。转动部分重量转动部分重量推力轴承支撑结构推力轴承支撑结构顶盖顶盖座环座环第二章第二章水轮机的型号及标称直径水轮机的型号及标称直径 Z Z Z Z轴伸式轴伸式轴伸式轴伸式X X X X虹吸式虹吸式虹吸式虹吸式S S S S竖井式竖井式竖井式竖井式G G G G罐式罐式罐式罐式M M M M明槽式明槽式明槽式明槽式P P P P灯炮式灯炮式灯炮式灯炮式H H H H混凝土蜗壳混凝土蜗壳混凝土蜗壳混凝土蜗壳J J J J金属蜗壳金属蜗壳金属蜗壳金属蜗
12、壳代号代号代号代号型式型式型式型式引水室特征引水室特征引水室特征引水室特征GDGDGDGD贯流定浆式贯流定浆式贯流定浆式贯流定浆式N N N N可逆式可逆式可逆式可逆式GZGZGZGZ贯流转浆式贯流转浆式贯流转浆式贯流转浆式ZDZDZDZD轴流定浆式轴流定浆式轴流定浆式轴流定浆式ZZZZZZZZ轴流转浆式轴流转浆式轴流转浆式轴流转浆式XLXLXLXL斜流式斜流式斜流式斜流式HLHLHLHL混流式混流式混流式混流式代号代号代号代号型式型式型式型式水轮机型号水轮机型号水轮机型号水轮机型号HL 200L J500 一、反击式水轮机的型号一、反击式水轮机的型号一、反击式水轮机的型号一、反击式水轮机的型
13、号转转轮轮型型号号（用用比比转转速速表表示示）W W W W卧轴卧轴卧轴卧轴L L L L立轴立轴立轴立轴代号代号代号代号型式型式型式型式主轴布置型式主轴布置型式主轴布置型式主轴布置型式转转轮轮标标称称直直径径（厘厘米米）二、冲击式水轮机的型号二、冲击式水轮机的型号二、冲击式水轮机的型号二、冲击式水轮机的型号设计射流直径（厘米）设计射流直径（厘米）设计射流直径（厘米）设计射流直径（厘米）每个转轮上的喷嘴数每个转轮上的喷嘴数每个转轮上的喷嘴数每个转轮上的喷嘴数转轮标称直径（厘米）转轮标称直径（厘米）转轮标称直径（厘米）转轮标称直径（厘米）主轴布置型式主轴布置型式主轴布置型式主轴布置型式2 CJ
14、20 W - 120 / 2 102 CJ 20 W - 120 / 2 10转轮型号转轮型号转轮型号转轮型号水轮机型号水轮机型号水轮机型号水轮机型号一根轴上装的转轮数一根轴上装的转轮数一根轴上装的转轮数一根轴上装的转轮数XLN200-LJ-300XLN200-LJ-300转轮型号为转轮型号为转轮型号为转轮型号为200200200200（比转速）的斜流可（比转速）的斜流可（比转速）的斜流可（比转速）的斜流可逆式水轮机，立轴，金属蜗壳引水，逆式水轮机，立轴，金属蜗壳引水，逆式水轮机，立轴，金属蜗壳引水，逆式水轮机，立轴，金属蜗壳引水，转轮标称直径转轮标称直径转轮标称直径转轮标称直径3003003
15、00300厘米厘米厘米厘米GZ440-WP-750GZ440-WP-750转轮型号为转轮型号为440440（比转速）的贯流转（比转速）的贯流转桨式水轮机，卧轴，灯泡式引水机桨式水轮机，卧轴，灯泡式引水机组，转轮标称直径组，转轮标称直径750750厘米厘米HL240 - LJ -410HL240 - LJ -410 混流式水轮机，型号混流式水轮机，型号240240（比转速（比转速) )，立轴，金属蜗壳，转轮直径为，立轴，金属蜗壳，转轮直径为410410厘米厘米 举例举例举例举例 关于转轮直径关于转轮直径关于转轮直径关于转轮直径D D D D1 1 1 1的规定的规定的规定的规定混流式混流式混流式
16、混流式转轮进口边的最大直径转轮进口边的最大直径转轮进口边的最大直径转轮进口边的最大直径轴流式轴流式轴流式轴流式转轮室的最大直径转轮室的最大直径转轮室的最大直径转轮室的最大直径斜流式斜流式斜流式斜流式转轮叶片的转动轴转轮叶片的转动轴转轮叶片的转动轴转轮叶片的转动轴线和转轮室相交点线和转轮室相交点线和转轮室相交点线和转轮室相交点的圆的直径的圆的直径的圆的直径的圆的直径冲击式冲击式冲击式冲击式切于喷嘴流出的射流切于喷嘴流出的射流切于喷嘴流出的射流切于喷嘴流出的射流中心线的圆周直径中心线的圆周直径中心线的圆周直径中心线的圆周直径第三章第三章水轮机的工作参数水轮机的工作参数 水轮机出力水轮机出力水轮机工作水头水轮机工作水头水轮机流量水轮机流量水轮机效率水轮机效率水轮机转速水轮机转速水轮机的主要工作参数有5个一、水头一、水头 Head 水轮机工作水头又称净水头，有效水头毛水头 水头损失=净水头 水轮机流量：水流在单位时间内通过水轮机的水流体积n通常用Q表示，其单位为m3/sn水轮机 的引用流量主要随着水轮机的工作水头和出力的变化而变化n在设计水头下水轮机以额定出力工作时其过水流量最大H H和和和和
