项目二轴流式水轮机的基本结构教学轴流式水轮机的基本结构一、概述一、概述n n轴流式水轮机又分为轴流定桨式和轴流转桨式两种轴流式水轮机又分为轴流定桨式和轴流转桨式两种n n水轮机用于开发较低水头，使用水头和出力相同时，轴流水轮机用于开发较低水头，使用水头和出力相同时，轴流式水轮机由于过流能力比混流式大，可以采用较小的转轮式水轮机由于过流能力比混流式大，可以采用较小的转轮直径和较高的转速，从而缩小了机组尺寸，降低了投资。直径和较高的转速，从而缩小了机组尺寸，降低了投资。n n在相同水头下，轴流式水轮机转轮由于叶片数少，叶片单在相同水头下，轴流式水轮机转轮由于叶片数少，叶片单位面积上所承受的压差较混流式的大，叶片正背面的平均位面积上所承受的压差较混流式的大，叶片正背面的平均压差较混流式的大，所以它的空化性能较混流式的差。压差较混流式的大，所以它的空化性能较混流式的差。n n水流经压力水管、蜗壳、座环、导叶、转轮、尾水管到下水流经压力水管、蜗壳、座环、导叶、转轮、尾水管到下游。游。n nZZ-LH-1130ZZ-LH-1130水轮机水轮机教学轴流式水轮机的基本结构教学轴流式水轮机的基本结构二、转轮二、转轮n n1. 1.转轮体转轮体n n轴流式水轮机的转轮体上装有全部叶片和操作机轴流式水轮机的转轮体上装有全部叶片和操作机构，在安放叶片处转轮体的外形有圆柱形和球形构，在安放叶片处转轮体的外形有圆柱形和球形两种。两种。n n大中型转桨式水轮机的转轮体多数采用球形，它大中型转桨式水轮机的转轮体多数采用球形，它能使转轮体与叶片内缘之间的间隙在各种转角下能使转轮体与叶片内缘之间的间隙在各种转角下都保持不大于都保持不大于25mm25mm，达到减少漏水损失的目标。，达到减少漏水损失的目标。n n圆柱形转轮体其形状简单，同时水力条件和空蚀圆柱形转轮体其形状简单，同时水力条件和空蚀性能均比球形转轮体好。性能均比球形转轮体好。n n转轮他的具体结构要根据接力器布置与操作机构转轮他的具体结构要根据接力器布置与操作机构的形式而定。的形式而定。教学轴流式水轮机的基本结构2.叶片叶片n n 为了适应水轮机过流量的增大，同时既要保证水轮机具有良好的能量转换能量和空化性能，又要保持叶片表面的平滑不产生扭曲，轴流式转轮取消了混流式转轮的上冠和下环，叶片数目相应减少，一般为38片，叶片轴线位置变为水平，使得转轮流道的过流断面面积增大，提高了轴流式水轮机的单位流量和单位转速。n n 轴流式转轮叶片由叶片本体和枢轴两部分组成。教学轴流式水轮机的基本结构n n轴流式转轮的叶片轴流式转轮的叶片轴流式转轮的叶片轴流式转轮的叶片一方面承受其正背一方面承受其正背一方面承受其正背一方面承受其正背面水压差所形成的面水压差所形成的面水压差所形成的面水压差所形成的弯曲力矩，弯曲力矩，弯曲力矩，弯曲力矩，n n另一方面承受水流另一方面承受水流另一方面承受水流另一方面承受水流作用的扭转力矩，作用的扭转力矩，作用的扭转力矩，作用的扭转力矩，n n同时还要承受离心同时还要承受离心同时还要承受离心同时还要承受离心力作用。力作用。力作用。力作用。n n受力最大位置在叶受力最大位置在叶受力最大位置在叶受力最大位置在叶片根部，叶片的断片根部，叶片的断片根部，叶片的断片根部，叶片的断面是外缘薄，逐渐面是外缘薄，逐渐面是外缘薄，逐渐面是外缘薄，逐渐增厚，根部断面最增厚，根部断面最增厚，根部断面最增厚，根部断面最厚。厚。厚。厚。叶片枢轴结构图叶片枢轴结构图教学轴流式水轮机的基本结构3.3.叶片操作机构和接力器叶片操作机构和接力器n n叶片操作机构构成：叶片操作机构构成：由接力器、活塞杆、曲柄连杆机构等零件构成。n n安装在转轮体内n n作用：作用：用来变更叶片的转角，使其与导叶开度相适应，从而保证水轮机运行在效率较高的区域，叶片操作机构是由调速器进行自动控制的，见叶片操作机构示意图。教学轴流式水轮机的基本结构教学轴流式水轮机的基本结构目前应用比较普遍的型式有目前应用比较普遍的型式有带操作架传动的直连杆机构，带操作架传动的直连杆机构，带操作架的斜连杆机构带操作架的斜连杆机构不带操作架的直连杆机构。不带操作架的直连杆机构。目前普遍结构图。目前普遍结构图。教学轴流式水轮机的基本结构教学轴流式水轮机的基本结构三、叶片密封装置三、叶片密封装置n n转轮体内的有是具有一定压力的压力油，在另一方面，转轮体外是高压水流，为了防止水流进入转轮体内部和防止转轮体内部的油向外渗漏，在叶片与转轮体的接触处必须安装密封装置。n n密封的型式很多，目前国内水轮机厂采用较普遍的“ ”型转轮叶片密封结构。它具有良好的密封性能、结构紧凑、制造和装拆方便。教学轴流式水轮机的基本结构“ ”型转轮叶片密封图型转轮叶片密封图 教学轴流式水轮机的基本结构四、泄水锥四、泄水锥n n泄水锥的外形尺寸由模型试验确定。n n中小型机组的泄水锥大多采用ZG30铸造。n n如泄水锥与转轮体的连结结构图。教学轴流式水轮机的基本结构泄水锥上部周围揩泄水锥上部周围揩油带筋的槽口，用油带筋的槽口，用螺钉把合，除加保螺钉把合，除加保险垫圈外，装配后险垫圈外，装配后螺幅还应和椎体点螺幅还应和椎体点焊，防止机组在运焊，防止机组在运行中泄水锥脱落。行中泄水锥脱落。教学轴流式水轮机的基本结构五、转轮室五、转轮室转轮室结构图转轮室结构图教学轴流式水轮机的基本结构n n转轮室的上端与底环相连，下端与尾水管里村相转轮室的上端与底环相连，下端与尾水管里村相连。连。n n转轮室的形状要求与转轮叶片的外缘相吻合，以转轮室的形状要求与转轮叶片的外缘相吻合，以保证在任何叶片角度时叶片合转轮室之间都有最保证在任何叶片角度时叶片合转轮室之间都有最小的间隙。小的间隙。n n在水电站运行中，发现转轮室臂收到强烈的振动，在水电站运行中，发现转轮室臂收到强烈的振动，可能造成可卸段的破坏，有时整个可卸段被拉托。可能造成可卸段的破坏，有时整个可卸段被拉托。因此转加强轮室的刚度合改善转轮室与混凝土的因此转加强轮室的刚度合改善转轮室与混凝土的结合，室应该重视的一个问题。结合，室应该重视的一个问题。教学轴流式水轮机的基本结构六、支承盖和顶盖六、支承盖和顶盖n n大型的轴流式水轮发电机组，顶盖合支持盖室分大型的轴流式水轮发电机组，顶盖合支持盖室分大型的轴流式水轮发电机组，顶盖合支持盖室分大型的轴流式水轮发电机组，顶盖合支持盖室分开的。开的。开的。开的。n n支持盖通过法兰与顶盖连接，并支撑在顶盖上。支持盖通过法兰与顶盖连接，并支撑在顶盖上。支持盖通过法兰与顶盖连接，并支撑在顶盖上。支持盖通过法兰与顶盖连接，并支撑在顶盖上。n n顶盖为箱型结构固定在座环上。机构的推力轴承顶盖为箱型结构固定在座环上。机构的推力轴承顶盖为箱型结构固定在座环上。机构的推力轴承顶盖为箱型结构固定在座环上。机构的推力轴承由固定在支持盖上的轴承支架来支撑。由固定在支持盖上的轴承支架来支撑。由固定在支持盖上的轴承支架来支撑。由固定在支持盖上的轴承支架来支撑。n n水轮机导轴承支持在支持盖下部的引水锥内。水轮机导轴承支持在支持盖下部的引水锥内。水轮机导轴承支持在支持盖下部的引水锥内。水轮机导轴承支持在支持盖下部的引水锥内。n n顶盖上装有控制环，导水机构传动部件等。顶盖上装有控制环，导水机构传动部件等。顶盖上装有控制环，导水机构传动部件等。顶盖上装有控制环，导水机构传动部件等。教学轴流式水轮机的基本结构n n支持盖的下翼板为水轮机讨流通道表面的支持盖的下翼板为水轮机讨流通道表面的一部分，应做成流线性，该过流表面有承一部分，应做成流线性，该过流表面有承受转轮前水流压力的作用。受转轮前水流压力的作用。n n当推力轴承安置在支持盖上时，支持盖还当推力轴承安置在支持盖上时，支持盖还承受着承受着n n作用在转轮上的轴向水推力和转动部分重作用在转轮上的轴向水推力和转动部分重量。量。n n中小型轴流式水轮机常将顶盖和支持盖合中小型轴流式水轮机常将顶盖和支持盖合为一件，总称顶盖。为一件，总称顶盖。教学轴流式水轮机的基本结构工作任务：HL式、ZL式、GL式、CJ式水轮机的解剖题目：14.ZL与HL比优点有哪些？15.试分析：ZL水轮机Hmax为何不高？16.何为ZL的轮毂比？17.熟悉ZL水轮机转轮结构。18.ZD转轮由哪几部分组成？ZZ转轮由哪几部分组成？19.ZZ桨叶角度在设计工况、功率增大、功率减小三种工况时，角度值分别是多少？20.支持盖有何作用？顶盖有何作用？21.水导轴承其什么作用？根据几种结构类型？熟悉每种类型的轴承是如何工作的。教学轴流式水轮机的基本结构