第二章-水輪機(jī)結(jié)構(gòu)課件

第二章反擊式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)第一節(jié)概述第二節(jié)混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)第三節(jié)軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的的結(jié)構(gòu)第四節(jié)主軸、軸承及主軸密封第五節(jié)反擊式水輪機(jī)引水部件第六節(jié)反擊式水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)第七節(jié)水輪機(jī)的附屬設(shè)備第八節(jié)反擊式水輪機(jī)尾水管第九節(jié)典型結(jié)構(gòu)能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海第二章反擊式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)第一節(jié)概述能源動(dòng)力工程學(xué)院第一節(jié)概述目前,在水力發(fā)電行業(yè)應(yīng)用最為普遍的是反擊式水輪機(jī)，特別是混流式和軸流式兩種?；炝魇剿啓C(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造較容易，造價(jià)低，安裝檢修方便，運(yùn)行可靠。軸流式水輪機(jī)以轉(zhuǎn)槳式應(yīng)用最多，它的主要特點(diǎn)是平均效率比混流式高，在負(fù)荷和水頭變化時(shí)效率變化不大，因此它適用于水頭和負(fù)荷變化都比較大的電站。能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海第一節(jié)概述目前,在水力發(fā)電行業(yè)應(yīng)用最為普遍的是第一節(jié)概述混流式和軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)，按照裝配系統(tǒng)分為六大部分：1.埋入部分：包括蝸殼、座環(huán)、尾水管、機(jī)坑里襯、基礎(chǔ)環(huán)、轉(zhuǎn)輪室等。2.導(dǎo)水機(jī)構(gòu)：包括底環(huán)、頂蓋、導(dǎo)葉及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制環(huán)、支持蓋等。3.轉(zhuǎn)動(dòng)部分：包括轉(zhuǎn)輪、主軸、軸承、密封、受油器等。4.輔助部分：包括接力器、真空破壞閥、補(bǔ)氣閥、漏油箱、排水裝置等。5.布置部分：包括調(diào)速器油管路和回復(fù)機(jī)構(gòu)、機(jī)坑內(nèi)的水、氣管路。6.工具部分：包括工具、備件等。能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海第一節(jié)概述混流式和軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)，按照第二節(jié)混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)一、混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的組成二、混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)形式能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海第二節(jié)混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)一、混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的組成能源一、混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的組成右圖為不同比轉(zhuǎn)速的混流式水輪機(jī)軸面投影。比轉(zhuǎn)速（ns）不同，轉(zhuǎn)輪形狀不同。一般來說，水輪機(jī)適應(yīng)水頭愈高，它的比速愈低。轉(zhuǎn)輪的軸向尺寸越小。能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海一、混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的組成右圖為不同比轉(zhuǎn)速的混流式水輪機(jī)軸面中高比速混流式水輪機(jī)能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海中高比速混流式水輪機(jī)能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海低比速混流式水輪機(jī)能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海低比速混流式水輪機(jī)能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的組成1.上冠2.下環(huán)3.葉片4.泄水錐5.止漏裝置6.減壓裝置比速不同的混流式水輪機(jī)，雖然形狀不盡相同，但其組成（見下圖）基本相同，主要由以下六部分組成。能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶?；炝魇剿啓C(jī)轉(zhuǎn)輪的組成1.上冠比速不同的混流式水輪機(jī)，雖然形1.上冠轉(zhuǎn)輪上冠：用來實(shí)現(xiàn)與主軸的錐度配合和連接。轉(zhuǎn)輪上冠除了具有支承葉片的作用外，還與下環(huán)一起構(gòu)成過流通道。上冠形似圓錐體，其上部中間為上冠法蘭，此法蘭的上面與主軸相連；上冠下面固定泄水錐；在上冠的錐面上固定有均勻分布的葉片；在上冠法蘭的外圍開有幾個(gè)減壓孔，在其外側(cè)面裝有減壓裝置；上冠外緣裝有上轉(zhuǎn)動(dòng)止漏環(huán)。上冠型線的形狀對(duì)轉(zhuǎn)輪的性能影響較大（直線形和曲線形）。

2.下環(huán)下環(huán)：固定葉片下端，上冠、葉片、下環(huán)一起構(gòu)成具有一定強(qiáng)度和剛度的轉(zhuǎn)輪整體。對(duì)轉(zhuǎn)輪性能影響較大的是其形狀（擴(kuò)散角）。1.上冠轉(zhuǎn)輪上冠：用來實(shí)現(xiàn)與主軸的錐度配合和連接。轉(zhuǎn)輪上冠除3.葉片葉片：將水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。葉片呈空間扭曲型，一般斷面形狀為翼形，葉片數(shù)目為14-19片。葉片斷面形狀和葉片數(shù)目對(duì)轉(zhuǎn)輪的水力性能和強(qiáng)度有顯著的影響。4.泄水錐泄水錐：引導(dǎo)經(jīng)葉片流道流出的水流迅速而順暢的向下渲泄，防止水流相互撞擊，以減少水力損失，提高水輪機(jī)效率。其外形呈倒錐體。它的結(jié)構(gòu)型式有鑄造和鋼板焊接兩種。里面空心，下面開口，以便排除通過止漏環(huán)的漏水及橡膠導(dǎo)軸承的潤(rùn)滑水（有的轉(zhuǎn)輪將泄水控開在泄水錐的外側(cè)），還作為主軸的中心補(bǔ)氣和有的轉(zhuǎn)輪的頂蓋補(bǔ)氣通道之用。泄水錐的形狀和尺寸直接影響水輪機(jī)的效率和運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.葉片葉片：將水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。4.泄水錐泄水錐：引導(dǎo)經(jīng)葉5.止漏裝置止漏環(huán)：減小轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分之間的漏水損失。止漏裝置分為固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分，為防止水流向上和向下漏出，水輪機(jī)上一般裝有上、下兩道止漏環(huán)。上止漏環(huán)固定部分裝在頂蓋上，其轉(zhuǎn)動(dòng)部分裝在上冠上，下止漏環(huán)的固定部分一般裝在底環(huán)上，轉(zhuǎn)動(dòng)部分裝在轉(zhuǎn)輪的下環(huán)上。工作原理是使水流在該處受到很大的局部阻力而不易通過。目前，廣泛采用的止漏環(huán)結(jié)構(gòu)型式有間隙式、迷宮式、梳齒式和階梯式四種。5.止漏裝置止漏環(huán)：減小轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分之間的漏水損失。止止漏裝置的形式迷宮式：在迷宮環(huán)的面上車制了迷宮槽,間隙等于0.0005D1

。止漏效果好，但抗磨性能差。一般應(yīng)用于H<200m、水質(zhì)清潔的電站。梳齒式：轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分呈犬牙交錯(cuò)配合。止漏效果好，但抗磨性能差。常與縫隙式配合使用，要求水平安放間隙不要小于1mm（穩(wěn)定性）。同心度不易保證，間隙不易測(cè)量，安裝不方便一般應(yīng)用于H>200m、水質(zhì)清潔的電站。階梯式：具有迷宮和梳齒式的優(yōu)點(diǎn)，止漏效果好，止漏環(huán)與轉(zhuǎn)輪的同心度好，安裝測(cè)量比較方便。間隙式：它的轉(zhuǎn)動(dòng)和固定止漏環(huán)的環(huán)形面均為平面，間隙大于等于0.001D1抗磨性能好，但止漏效果差，一般應(yīng)用于H<200m、水中泥沙含量較大的電站。止漏裝置的形式迷宮式：在迷宮環(huán)的面上車制了迷宮槽,間隙等于06.減壓裝置減壓裝置：用來減小作用在轉(zhuǎn)輪上的軸向水推力，常用的減壓裝置有以下兩種型式。1.均壓管與泄水孔式：2.減壓板與泄水孔式：

注意此處間隙的標(biāo)示！減壓板與泄水孔式：均壓管與泄水孔式6.減壓裝置減壓裝置：用來減小作用在轉(zhuǎn)輪上的軸向水推力，常用二、混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)形式由于混流式水輪機(jī)的應(yīng)用水頭和尺寸大小不同，轉(zhuǎn)輪的構(gòu)造型式，制作材料及加工方法均不同?；炝魇睫D(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)型式主要是指上冠，葉片和下環(huán)三部分的構(gòu)造型式，基本上分為整鑄轉(zhuǎn)輪，鑄焊轉(zhuǎn)輪，組合轉(zhuǎn)輪三種。(1)整鑄轉(zhuǎn)輪整鑄轉(zhuǎn)輪是指上冠，葉片和下環(huán)整體鑄造而成的轉(zhuǎn)輪，這種結(jié)構(gòu)在中小型機(jī)組中廣泛采用。對(duì)高水頭的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，為提高其強(qiáng)度和抗空蝕損壞，耐泥沙磨損的性能，采用了不銹鋼材料。有些采用普通碳鋼的轉(zhuǎn)輪，在其容易空蝕和磨損的過流部位，例如在葉片表面和下環(huán)內(nèi)側(cè)，堆焊抗空蝕耐磨損的材料。當(dāng)尺寸轉(zhuǎn)輪不大時(shí)，采用整鑄可縮短生產(chǎn)周期，降低成本，且有足夠的強(qiáng)度。缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生鑄造缺陷，鑄造質(zhì)量不易保證，尤其當(dāng)轉(zhuǎn)輪尺寸大時(shí)，對(duì)鑄造設(shè)備要求高。

二、混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)形式由于混流式水輪機(jī)的應(yīng)用水頭和尺(2)鑄焊轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪的上冠、葉片和下環(huán)三部分單獨(dú)鑄造后，再組焊成整體。這種焊接結(jié)構(gòu)具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，使用不同的鋼種，既提供了轉(zhuǎn)輪的抗空蝕能力，又節(jié)省了鎳鉻等貴金屬。鑄焊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)輪，由于鑄件小，形狀較簡(jiǎn)單，容易保證鑄造質(zhì)量，同時(shí)降低了對(duì)鑄造能力的要求。但鑄焊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)輪在組焊時(shí)焊接工作量大，對(duì)焊接工藝要求高，要確保每條焊縫的質(zhì)量，避免和消除焊接溫度應(yīng)力等。大型混流式轉(zhuǎn)輪除采用手工焊外，還采用葉片與上冠電渣焊、下環(huán)與葉片手工焊的結(jié)構(gòu)型式。目前已成功地制成了葉片與上冠、下環(huán)全部采用管極熔嘴全電渣焊的大型轉(zhuǎn)輪。(2)鑄焊轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪的上冠、葉片和下環(huán)三部分單獨(dú)鑄造后，再組焊(3）組合轉(zhuǎn)輪1—組合螺栓；2—組合定位螺栓；3定位銷；4—下部分剖面；5—上部分剖面；6—臨時(shí)組合發(fā)蘭；7—下環(huán)分瓣面當(dāng)轉(zhuǎn)輪直徑大于5.5m或高于2.3m時(shí)，因受鐵路運(yùn)輸?shù)南拗?，或因鑄造能力不足，必須把轉(zhuǎn)輪分半制作，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)再組合成整體。根據(jù)轉(zhuǎn)輪各部分的組合連接方式不同，也分幾種型式。我國(guó)主要采用上冠螺栓連接、下環(huán)焊接結(jié)構(gòu)，在上冠連接處有軸向和徑向的定位銷。(3）組合轉(zhuǎn)輪1—組合螺栓；2—組合定位螺栓；3定位銷；4—第三節(jié)軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的的結(jié)構(gòu)軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪由轉(zhuǎn)輪體、葉片、葉片操作機(jī)構(gòu)、葉片密封裝置、泄水錐等組成。高水頭軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪低水頭軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪第三節(jié)軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的的結(jié)構(gòu)軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪由轉(zhuǎn)尼爾基電廠水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪體尼爾基電廠水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪體一、轉(zhuǎn)輪體轉(zhuǎn)輪體的外形有圓柱形和球形兩種。圓柱形轉(zhuǎn)輪體其形狀簡(jiǎn)單，同時(shí)水力條件和空蝕性能均比球形轉(zhuǎn)輪體好，但效率低。小型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，定槳式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪一般都采用圓柱形轉(zhuǎn)輪體。大中型轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪體多數(shù)采用球形，它能使轉(zhuǎn)輪體與葉片內(nèi)緣之間的間隙在各種轉(zhuǎn)角下都比較小，以使漏水損失最小。另外環(huán)形轉(zhuǎn)輪體增大了放置葉片處的輪轂直徑，有利于操作機(jī)構(gòu)的布置。

思考：兩種形狀轉(zhuǎn)輪體的比較。提示：從水力性能、空蝕性能、葉片操作機(jī)構(gòu)的布置方面。轉(zhuǎn)輪體與葉片內(nèi)緣之間的間隙是根據(jù)葉片在最大轉(zhuǎn)角時(shí)的位置來確定的。

一、轉(zhuǎn)輪體轉(zhuǎn)輪體的外形有圓柱形和球形兩種。轉(zhuǎn)輪體與葉片內(nèi)緣之二、葉片軸流式轉(zhuǎn)輪葉片由葉片本體和樞軸兩部分組成。對(duì)于尺寸較小的水輪機(jī)，一般采用整體軸，因?yàn)檫@樣可以減少零件數(shù)目，鑄造、加工、安裝的困難也不大。但當(dāng)水輪機(jī)尺寸大時(shí)，采用分體結(jié)構(gòu)比較有利。這是因?yàn)椋?1)分成葉片本體和樞軸兩部分，每一部分的重量和尺寸都減少了，對(duì)于鑄造，加工和安裝都帶來方便。(2)因?yàn)槿~片易受空蝕損壞，分開的結(jié)構(gòu)可單獨(dú)地拆卸某個(gè)葉片進(jìn)行檢修。(3)分開的結(jié)構(gòu)有可能對(duì)兩個(gè)部件采用不同的材料，但轉(zhuǎn)輪的強(qiáng)度有所削弱，這一缺點(diǎn)對(duì)于高水頭的轉(zhuǎn)輪尤為重要。分件式葉片，法蘭和樞軸的外徑都要比整體時(shí)大。水頭高，葉片數(shù)目多，為了布置葉片，樞軸和轉(zhuǎn)臂的連接螺釘轉(zhuǎn)輪體尺寸要求。葉片與樞軸整體

葉片與樞軸用螺栓連接

二、葉片軸流式轉(zhuǎn)輪葉片由葉片本體和樞軸兩部分組成。對(duì)于尺寸較三、葉片操作機(jī)構(gòu)

葉片操作機(jī)構(gòu)由接力器、活塞桿、曲柄連桿機(jī)構(gòu)等零件構(gòu)成，安裝在轉(zhuǎn)輪體內(nèi)，用來變更葉片的轉(zhuǎn)角，使其與導(dǎo)葉開度相適應(yīng)，從而保證水輪機(jī)運(yùn)行在效率較高的區(qū)域，葉片操作機(jī)構(gòu)是由調(diào)速器進(jìn)行自動(dòng)控制的。根據(jù)接力器布置方式不同，葉片操作機(jī)構(gòu)的形式很多1.帶操作架傳動(dòng)的直連桿機(jī)構(gòu)。2.帶操作架的斜連桿機(jī)構(gòu)。3.不帶操作架的直連桿機(jī)構(gòu)。帶操作架傳動(dòng)的直連桿機(jī)構(gòu)三、葉片操作機(jī)構(gòu)葉片操作機(jī)構(gòu)由接力器、活塞桿、曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)輪接力器結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)輪接力器結(jié)構(gòu)型橡膠環(huán)雙向密封，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，更換密封不需要拆卸葉片，優(yōu)點(diǎn)較多。在貫流機(jī)組上應(yīng)用較多。3.聯(lián)合密封結(jié)構(gòu)。運(yùn)行實(shí)踐表明，密封性能良好，無漏油和返水現(xiàn)象。

四、葉片密封裝置

轉(zhuǎn)輪體內(nèi)的油具有一定的壓力：（回油要求；離心力）轉(zhuǎn)輪體外是高壓水流。作用：1.防止轉(zhuǎn)輪體內(nèi)部的油向外滲漏。2.防止水流進(jìn)入轉(zhuǎn)輪體內(nèi)部。型式：“”型轉(zhuǎn)輪葉片密封結(jié)構(gòu)。通過試驗(yàn)和運(yùn)行表明，它具有良好的密封性能、結(jié)構(gòu)緊湊、制造和裝拆方便。型橡膠環(huán)雙向密封，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，更換密封不需要密封結(jié)構(gòu)密封結(jié)構(gòu)五、泄水錐

1—轉(zhuǎn)輪體；2—螺釘；3—保險(xiǎn)墊圈；4—護(hù)蓋；5—泄水錐圖示為轉(zhuǎn)輪體和泄水錐的一種連接結(jié)構(gòu)。泄水錐上部周圍開有帶筋的槽口，用螺釘把合，除加保險(xiǎn)墊圈外，裝配后螺幅還應(yīng)和錐體點(diǎn)焊，防止機(jī)組在運(yùn)行中泄水錐脫落。

五、泄水錐1—轉(zhuǎn)輪體；2—螺釘；3—保險(xiǎn)墊圈；4—護(hù)蓋；5第四節(jié)主軸、軸承及主軸密封一、主軸1.主軸的型式：?jiǎn)畏ㄌm主軸、雙法蘭。2.主軸的連接：無法蘭主軸和單法蘭主軸與轉(zhuǎn)輪的連接，采用錐度配合、用鍵傳遞轉(zhuǎn)矩的方式，另一端通常采用連軸器連接的方式。主軸與上冠法蘭連接方式有兩種：精致螺栓連接和健傳遞轉(zhuǎn)矩的連接。主軸：將轉(zhuǎn)輪所獲得的轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)電機(jī)軸，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同時(shí)還要承受軸向水壓力及轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量。第四節(jié)主軸、軸承及主軸密封一、主軸1.主軸的型式：主軸：將主軸的型式（1）單法蘭主軸單法蘭主軸與轉(zhuǎn)輪的連接主軸的型式（1）單法蘭主軸單法蘭主軸與轉(zhuǎn)輪的連接主軸的型式（2）雙法蘭主軸主軸的型式（2）雙法蘭主軸主軸與轉(zhuǎn)輪的連接雙法蘭主軸與轉(zhuǎn)輪的連接主軸與轉(zhuǎn)輪的連接雙法蘭主軸與轉(zhuǎn)輪的連接二、軸承作用：承受主軸傳來的徑向力。引起徑向力的因素：1.轉(zhuǎn)動(dòng)部分不平衡；2.轉(zhuǎn)輪內(nèi)的水力不平衡；3.尾水管內(nèi)的壓力脈動(dòng)；4.電磁不平衡。要求：為保證水輪機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，其安裝位置盡可能地靠近轉(zhuǎn)輪。常見故障：軸瓦磨損、瓦溫過高。二、軸承作用：承受主軸傳來的徑向力。引起徑向力的因素：要求：（一）、軸承的形式按軸瓦材料分：橡膠瓦導(dǎo)軸承金屬瓦導(dǎo)軸承按潤(rùn)滑方式分：水潤(rùn)滑導(dǎo)軸承油潤(rùn)滑導(dǎo)軸承（干油、稀油）按軸承形狀分：筒式瓦導(dǎo)軸承分塊瓦導(dǎo)軸承水潤(rùn)滑橡膠筒式瓦導(dǎo)軸承稀油潤(rùn)滑筒式瓦導(dǎo)軸承稀油潤(rùn)滑分塊瓦導(dǎo)軸承（一）、軸承的形式按軸瓦材料分：按潤(rùn)滑方式分：按軸承形狀分：（二）、水潤(rùn)滑橡膠瓦導(dǎo)軸承優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝方便，成本低，安裝位置低。缺點(diǎn)：對(duì)水質(zhì)要求高（泥沙、油），導(dǎo)熱性差，易老化。（二）、水潤(rùn)滑橡膠瓦導(dǎo)軸承優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝方便，成本（三）、稀油潤(rùn)滑筒式瓦導(dǎo)軸承優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置緊湊，壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)：安裝檢修時(shí)刮瓦和調(diào)間隙困難，運(yùn)行時(shí)易發(fā)生甩油等。（三）、稀油潤(rùn)滑筒式瓦導(dǎo)軸承優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置緊湊，壽命長(zhǎng)（四）、稀油潤(rùn)滑分塊式瓦導(dǎo)軸承優(yōu)點(diǎn)：瓦面間隙調(diào)整方便，軸瓦塊有自調(diào)節(jié)能力，受力均勻，潤(rùn)滑條件好。部件尺寸小，制造安裝方便。缺點(diǎn)：軸領(lǐng)加工成本高，價(jià)格稍貴。（四）、稀油潤(rùn)滑分塊式瓦導(dǎo)軸承優(yōu)點(diǎn)：瓦面間隙調(diào)整方便，軸瓦塊三、主軸密封工作密封：正常運(yùn)行時(shí)使用。檢修密封：下游水位較高的電站設(shè)置，檢修時(shí)使用。（一）、工作密封1.橡膠平板密封2.機(jī)械斷面密封3.液壓斷面密封三、主軸密封工作密封：正常運(yùn)行時(shí)使用。（一）、工作密封1.橡橡膠平板密封單層橡膠平板密封雙層層橡膠平板密封優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性能好，能自動(dòng)封閉磨損產(chǎn)生的間隙。缺點(diǎn)：軸向振動(dòng)大的機(jī)組，密封效果差，抬機(jī)時(shí)漏水量增大。橡膠平板密封單層橡膠平板密封雙層層橡膠平板密封優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單機(jī)械端面密封機(jī)械端面密封缺點(diǎn)：彈簧制造質(zhì)量要求高，要有防銹措施；滑動(dòng)架容易發(fā)卡。機(jī)械端面密封機(jī)械端面密封缺點(diǎn)：彈簧制造質(zhì)量要求高，要有防銹措端面水壓密封滑動(dòng)架改為由水壓驅(qū)動(dòng)的“門”或U“型橡膠圈。水有驅(qū)動(dòng)橡膠圈和冷卻、潤(rùn)滑密封面雙重作用。優(yōu)點(diǎn)：密封面磨損后，能自行補(bǔ)償。端面水壓密封滑動(dòng)架改為由水壓驅(qū)動(dòng)的“門”或U“型橡膠圈。優(yōu)點(diǎn)（二）、檢修密封圍帶式密封抬機(jī)式密封（二）、檢修密封圍帶式密封抬機(jī)式密封第五節(jié)反擊式水輪機(jī)引水部件一、引水室的類型引水室和座環(huán)。開敞式引水室：水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)外圍作為一個(gè)開敞的水槽，為了保證水流軸對(duì)稱及在引水室內(nèi)水力損失小，其平面尺寸常很大。由于這種引水室一般是用磚石及混凝土做成，所以只能用于較低水頭及小型水輪機(jī)。

罐式引水室：水流沿軸向進(jìn)入水輪機(jī)，在進(jìn)入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)前流向急劇轉(zhuǎn)彎致使水流不均勻。因此這種引水室只適用于小型水輪機(jī)。第五節(jié)反擊式水輪機(jī)引水部件一、引水室的類型引水室和座環(huán)。開二、蝸殼金屬蝸殼混凝土蝸殼蝸殼式引水室

二、蝸殼金屬蝸殼混凝土蝸殼蝸殼式引水室二、蝸殼金屬蝸殼一般用于水頭大于40m的機(jī)組。

金屬蝸殼的斷面采用圓形，接近鼻端處逐漸變?yōu)闄E圓形。為節(jié)約鋼材，根據(jù)蝸殼斷面受力不同，各斷面鋼板厚度不同。通常蝸殼進(jìn)口斷面厚度較大，愈接近鼻端則厚度愈小。

--蝸殼包角。1.金屬蝸殼二、蝸殼金屬蝸殼一般用于水頭大于40m的機(jī)組。金屬蝸殼的斷金屬蝸殼的結(jié)構(gòu)形式焊接蝸殼鑄造蝸殼金屬蝸殼的結(jié)構(gòu)形式焊接蝸殼鑄造蝸殼金屬蝸殼的彈性層彈性層由瀝青、石棉、油氈等材料制成。進(jìn)人門、排水閥的設(shè)置。金屬蝸殼的彈性層彈性層由瀝青、石棉、油氈等材料制成。進(jìn)人門、混凝土蝸殼一般用于水頭在40m以下的機(jī)組。現(xiàn)正在研究在高水頭時(shí)應(yīng)用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土蝸殼。此外鋼板和混凝土聯(lián)合作用的蝸殼也是一個(gè)新的研究課題。2.混凝土蝸殼混凝土蝸殼一般用于水頭在40m以下的機(jī)組。2.混凝土蝸殼二、座環(huán)座環(huán)：承受水輪發(fā)電機(jī)組的重量，蝸殼上部部分混凝土重量以及水壓力，并將其傳遞到電站基礎(chǔ)上。在結(jié)構(gòu)上，要求它有足夠的強(qiáng)度和剛度。作為過流部件，要求水力損失要小。座環(huán)是安裝時(shí)最重要的一個(gè)基準(zhǔn)件。

固定導(dǎo)葉活動(dòng)導(dǎo)葉蝸殼座環(huán)的下環(huán)座環(huán)的下環(huán)二、座環(huán)座環(huán)：承受水輪發(fā)電機(jī)組的重量，蝸殼上部部分混凝土重量1.與混凝土蝸殼連接的座環(huán)整體結(jié)構(gòu)座環(huán)

裝配結(jié)構(gòu)座環(huán)

1.與混凝土蝸殼連接的座環(huán)整體結(jié)構(gòu)座環(huán)裝配結(jié)構(gòu)座環(huán)2.與金屬蝸殼連接的座環(huán)2.與金屬蝸殼連接的座環(huán)與金屬蝸殼連接的座環(huán)無碟形邊的座環(huán)

帶碟形邊的座環(huán)

與金屬蝸殼連接的座環(huán)無碟形邊的座環(huán)帶碟形邊的座環(huán)第六節(jié)反擊式水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)一、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的作用及組成作用：主要是形成和改變進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的水流環(huán)量；調(diào)節(jié)水輪機(jī)流量，導(dǎo)葉在關(guān)閉位置時(shí)能使水輪機(jī)停止運(yùn)行，并在機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)防止產(chǎn)生飛逸。組成：導(dǎo)葉、導(dǎo)葉套筒、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、環(huán)形部件（控制環(huán)、底環(huán)、頂蓋及支持蓋等）。工作原理：第六節(jié)反擊式水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)一、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的作用及組成作用：二、導(dǎo)葉1）形狀：2）分類：正曲率，負(fù)曲率，對(duì)稱型。3）導(dǎo)葉密封：a）作用b）分類c）結(jié)構(gòu)導(dǎo)葉本體導(dǎo)葉中軸頸導(dǎo)葉上軸頸導(dǎo)葉下軸頸二、導(dǎo)葉1）形狀：導(dǎo)葉本體導(dǎo)葉中軸頸導(dǎo)葉上軸頸導(dǎo)葉下軸頸導(dǎo)葉密封導(dǎo)葉密封導(dǎo)葉立面密封密封膠條活動(dòng)導(dǎo)葉壓板導(dǎo)葉立面密封密封膠條活動(dòng)導(dǎo)葉壓板導(dǎo)葉端面密封底環(huán)活動(dòng)導(dǎo)葉密封膠條導(dǎo)葉端面密封底環(huán)活動(dòng)導(dǎo)葉密封膠條三、導(dǎo)葉套筒、軸套及軸頸密封1）套筒2）導(dǎo)葉軸套3）導(dǎo)葉軸頸密封三、導(dǎo)葉套筒、軸套及軸頸密封1）套筒2）導(dǎo)葉軸套3）導(dǎo)葉軸頸四、導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用：把接力器傳來的開或關(guān)導(dǎo)葉的動(dòng)作傳遞給導(dǎo)葉，以達(dá)到開、關(guān)導(dǎo)葉，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流量的目的。型式：常用的是叉頭式、耳柄式。1.叉頭式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)四、導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用：把接力器傳來的開或關(guān)導(dǎo)葉的動(dòng)作傳遞給導(dǎo)轉(zhuǎn)臂、剪斷銷保護(hù)裝置：剪斷銷轉(zhuǎn)臂分半鍵剪斷銷調(diào)整螺釘轉(zhuǎn)臂、剪斷銷保護(hù)裝置：剪斷銷轉(zhuǎn)臂分半鍵剪斷銷調(diào)整螺釘叉頭式實(shí)例控制環(huán)叉頭螺桿叉頭式實(shí)例控制環(huán)叉頭螺桿2.耳柄式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)思考題：如何調(diào)整導(dǎo)葉的端面間隙和立面間隙？2.耳柄式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)思考題：如何調(diào)整導(dǎo)葉的端面間隙和立面間隙？五、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的環(huán)形部件包括控制環(huán)、底環(huán)、頂蓋、支持蓋等?？刂骗h(huán)五、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的環(huán)形部件包括控制環(huán)、底環(huán)、頂蓋、支持蓋等。控制控制環(huán)控制環(huán)底環(huán)底環(huán)頂蓋抗磨板頂蓋抗磨板頂蓋及支持蓋（圖）頂蓋及支持蓋（圖）第七節(jié)水輪機(jī)的附屬設(shè)備接力器、真空破壞閥、補(bǔ)氣裝置等。一、接力器1.接力器的分類第七節(jié)水輪機(jī)的附屬設(shè)備接力器、真空破壞閥、補(bǔ)氣裝置等。一、接2.接力器的布置方式帶導(dǎo)管式接力器布置搖擺式接力器布置環(huán)形接力器布置2.接力器的布置方式帶導(dǎo)管式接力器布置搖擺式接力器布置環(huán)形接3.接力器的結(jié)構(gòu)a）單導(dǎo)管直缸接力器的結(jié)構(gòu)3.接力器的結(jié)構(gòu)a）單導(dǎo)管直缸接力器的結(jié)構(gòu)b）搖擺式接力器結(jié)構(gòu)b）搖擺式接力器結(jié)構(gòu)c）環(huán)形接力器結(jié)構(gòu)環(huán)形接力器工作原理c）環(huán)形接力器結(jié)構(gòu)環(huán)形接力器工作原理二、真空破壞閥作用：向轉(zhuǎn)輪室補(bǔ)入空氣破壞真空。型式：強(qiáng)迫式和自吸式兩種二、真空破壞閥作用：三、補(bǔ)氣裝置尾水管十字補(bǔ)氣架三、補(bǔ)氣裝置尾水管十字補(bǔ)氣架尾水管十字補(bǔ)氣架尾水管十字補(bǔ)氣架尾水管短管補(bǔ)氣射流泵補(bǔ)氣尾水管短管補(bǔ)氣第八節(jié)反擊式水輪機(jī)泄水部件A-雙曲圓環(huán)面；B-斜圓錐面；C-斜平面；D-水平圓柱面；E-垂直圓柱面；F-立平面；G-平面ABCDEFG直錐段肘管段水平擴(kuò)散段第八節(jié)反擊式水輪機(jī)泄水部件A-雙曲圓環(huán)面；B-斜圓錐面；C第九節(jié)典型結(jié)構(gòu)第九節(jié)典型結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)（2）典型結(jié)構(gòu)（2）典型結(jié)構(gòu)（3）

典型結(jié)構(gòu)（4）典型結(jié)構(gòu)（4）典型結(jié)構(gòu)（5）典型結(jié)構(gòu)（5）同步轉(zhuǎn)速磁極對(duì)數(shù)P3456789同步轉(zhuǎn)速n(r/min)1000750600500428.6375333.3磁極對(duì)數(shù)P10121416182022同步轉(zhuǎn)速n(r/min)300250214.3187.5166.7150136.4磁極對(duì)數(shù)P24262830323436同步轉(zhuǎn)速n(r/min)125115.4107.110093.888.283.3磁極對(duì)數(shù)P38404244464850同步轉(zhuǎn)速n(r/min)797571.468.265.262.560同步轉(zhuǎn)速磁極對(duì)數(shù)P3456789同步轉(zhuǎn)速n(r/min)10第二章反擊式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)第一節(jié)概述第二節(jié)混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)第三節(jié)軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的的結(jié)構(gòu)第四節(jié)主軸、軸承及主軸密封第五節(jié)反擊式水輪機(jī)引水部件第六節(jié)反擊式水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)第七節(jié)水輪機(jī)的附屬設(shè)備第八節(jié)反擊式水輪機(jī)尾水管第九節(jié)典型結(jié)構(gòu)能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海第二章反擊式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)第一節(jié)概述能源動(dòng)力工程學(xué)院第一節(jié)概述目前,在水力發(fā)電行業(yè)應(yīng)用最為普遍的是反擊式水輪機(jī)，特別是混流式和軸流式兩種。混流式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造較容易，造價(jià)低，安裝檢修方便，運(yùn)行可靠。軸流式水輪機(jī)以轉(zhuǎn)槳式應(yīng)用最多，它的主要特點(diǎn)是平均效率比混流式高，在負(fù)荷和水頭變化時(shí)效率變化不大，因此它適用于水頭和負(fù)荷變化都比較大的電站。能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海第一節(jié)概述目前,在水力發(fā)電行業(yè)應(yīng)用最為普遍的是第一節(jié)概述混流式和軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)，按照裝配系統(tǒng)分為六大部分：1.埋入部分：包括蝸殼、座環(huán)、尾水管、機(jī)坑里襯、基礎(chǔ)環(huán)、轉(zhuǎn)輪室等。2.導(dǎo)水機(jī)構(gòu)：包括底環(huán)、頂蓋、導(dǎo)葉及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制環(huán)、支持蓋等。3.轉(zhuǎn)動(dòng)部分：包括轉(zhuǎn)輪、主軸、軸承、密封、受油器等。4.輔助部分：包括接力器、真空破壞閥、補(bǔ)氣閥、漏油箱、排水裝置等。5.布置部分：包括調(diào)速器油管路和回復(fù)機(jī)構(gòu)、機(jī)坑內(nèi)的水、氣管路。6.工具部分：包括工具、備件等。能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海第一節(jié)概述混流式和軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)，按照第二節(jié)混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)一、混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的組成二、混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)形式能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海第二節(jié)混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)一、混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的組成能源一、混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的組成右圖為不同比轉(zhuǎn)速的混流式水輪機(jī)軸面投影。比轉(zhuǎn)速（ns）不同，轉(zhuǎn)輪形狀不同。一般來說，水輪機(jī)適應(yīng)水頭愈高，它的比速愈低。轉(zhuǎn)輪的軸向尺寸越小。能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海一、混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的組成右圖為不同比轉(zhuǎn)速的混流式水輪機(jī)軸面中高比速混流式水輪機(jī)能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海中高比速混流式水輪機(jī)能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海低比速混流式水輪機(jī)能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海低比速混流式水輪機(jī)能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶?；炝魇剿啓C(jī)轉(zhuǎn)輪的組成1.上冠2.下環(huán)3.葉片4.泄水錐5.止漏裝置6.減壓裝置比速不同的混流式水輪機(jī)，雖然形狀不盡相同，但其組成（見下圖）基本相同，主要由以下六部分組成。能源動(dòng)力工程學(xué)院何寶海混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的組成1.上冠比速不同的混流式水輪機(jī)，雖然形1.上冠轉(zhuǎn)輪上冠：用來實(shí)現(xiàn)與主軸的錐度配合和連接。轉(zhuǎn)輪上冠除了具有支承葉片的作用外，還與下環(huán)一起構(gòu)成過流通道。上冠形似圓錐體，其上部中間為上冠法蘭，此法蘭的上面與主軸相連；上冠下面固定泄水錐；在上冠的錐面上固定有均勻分布的葉片；在上冠法蘭的外圍開有幾個(gè)減壓孔，在其外側(cè)面裝有減壓裝置；上冠外緣裝有上轉(zhuǎn)動(dòng)止漏環(huán)。上冠型線的形狀對(duì)轉(zhuǎn)輪的性能影響較大（直線形和曲線形）。

2.下環(huán)下環(huán)：固定葉片下端，上冠、葉片、下環(huán)一起構(gòu)成具有一定強(qiáng)度和剛度的轉(zhuǎn)輪整體。對(duì)轉(zhuǎn)輪性能影響較大的是其形狀（擴(kuò)散角）。1.上冠轉(zhuǎn)輪上冠：用來實(shí)現(xiàn)與主軸的錐度配合和連接。轉(zhuǎn)輪上冠除3.葉片葉片：將水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。葉片呈空間扭曲型，一般斷面形狀為翼形，葉片數(shù)目為14-19片。葉片斷面形狀和葉片數(shù)目對(duì)轉(zhuǎn)輪的水力性能和強(qiáng)度有顯著的影響。4.泄水錐泄水錐：引導(dǎo)經(jīng)葉片流道流出的水流迅速而順暢的向下渲泄，防止水流相互撞擊，以減少水力損失，提高水輪機(jī)效率。其外形呈倒錐體。它的結(jié)構(gòu)型式有鑄造和鋼板焊接兩種。里面空心，下面開口，以便排除通過止漏環(huán)的漏水及橡膠導(dǎo)軸承的潤(rùn)滑水（有的轉(zhuǎn)輪將泄水控開在泄水錐的外側(cè)），還作為主軸的中心補(bǔ)氣和有的轉(zhuǎn)輪的頂蓋補(bǔ)氣通道之用。泄水錐的形狀和尺寸直接影響水輪機(jī)的效率和運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.葉片葉片：將水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。4.泄水錐泄水錐：引導(dǎo)經(jīng)葉5.止漏裝置止漏環(huán)：減小轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分之間的漏水損失。止漏裝置分為固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分，為防止水流向上和向下漏出，水輪機(jī)上一般裝有上、下兩道止漏環(huán)。上止漏環(huán)固定部分裝在頂蓋上，其轉(zhuǎn)動(dòng)部分裝在上冠上，下止漏環(huán)的固定部分一般裝在底環(huán)上，轉(zhuǎn)動(dòng)部分裝在轉(zhuǎn)輪的下環(huán)上。工作原理是使水流在該處受到很大的局部阻力而不易通過。目前，廣泛采用的止漏環(huán)結(jié)構(gòu)型式有間隙式、迷宮式、梳齒式和階梯式四種。5.止漏裝置止漏環(huán)：減小轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分之間的漏水損失。止止漏裝置的形式迷宮式：在迷宮環(huán)的面上車制了迷宮槽,間隙等于0.0005D1

。止漏效果好，但抗磨性能差。一般應(yīng)用于H<200m、水質(zhì)清潔的電站。梳齒式：轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分呈犬牙交錯(cuò)配合。止漏效果好，但抗磨性能差。常與縫隙式配合使用，要求水平安放間隙不要小于1mm（穩(wěn)定性）。同心度不易保證，間隙不易測(cè)量，安裝不方便一般應(yīng)用于H>200m、水質(zhì)清潔的電站。階梯式：具有迷宮和梳齒式的優(yōu)點(diǎn)，止漏效果好，止漏環(huán)與轉(zhuǎn)輪的同心度好，安裝測(cè)量比較方便。間隙式：它的轉(zhuǎn)動(dòng)和固定止漏環(huán)的環(huán)形面均為平面，間隙大于等于0.001D1抗磨性能好，但止漏效果差，一般應(yīng)用于H<200m、水中泥沙含量較大的電站。止漏裝置的形式迷宮式：在迷宮環(huán)的面上車制了迷宮槽,間隙等于06.減壓裝置減壓裝置：用來減小作用在轉(zhuǎn)輪上的軸向水推力，常用的減壓裝置有以下兩種型式。1.均壓管與泄水孔式：2.減壓板與泄水孔式：

注意此處間隙的標(biāo)示！減壓板與泄水孔式：均壓管與泄水孔式6.減壓裝置減壓裝置：用來減小作用在轉(zhuǎn)輪上的軸向水推力，常用二、混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)形式由于混流式水輪機(jī)的應(yīng)用水頭和尺寸大小不同，轉(zhuǎn)輪的構(gòu)造型式，制作材料及加工方法均不同?；炝魇睫D(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)型式主要是指上冠，葉片和下環(huán)三部分的構(gòu)造型式，基本上分為整鑄轉(zhuǎn)輪，鑄焊轉(zhuǎn)輪，組合轉(zhuǎn)輪三種。(1)整鑄轉(zhuǎn)輪整鑄轉(zhuǎn)輪是指上冠，葉片和下環(huán)整體鑄造而成的轉(zhuǎn)輪，這種結(jié)構(gòu)在中小型機(jī)組中廣泛采用。對(duì)高水頭的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，為提高其強(qiáng)度和抗空蝕損壞，耐泥沙磨損的性能，采用了不銹鋼材料。有些采用普通碳鋼的轉(zhuǎn)輪，在其容易空蝕和磨損的過流部位，例如在葉片表面和下環(huán)內(nèi)側(cè)，堆焊抗空蝕耐磨損的材料。當(dāng)尺寸轉(zhuǎn)輪不大時(shí)，采用整鑄可縮短生產(chǎn)周期，降低成本，且有足夠的強(qiáng)度。缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生鑄造缺陷，鑄造質(zhì)量不易保證，尤其當(dāng)轉(zhuǎn)輪尺寸大時(shí)，對(duì)鑄造設(shè)備要求高。

二、混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)形式由于混流式水輪機(jī)的應(yīng)用水頭和尺(2)鑄焊轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪的上冠、葉片和下環(huán)三部分單獨(dú)鑄造后，再組焊成整體。這種焊接結(jié)構(gòu)具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，使用不同的鋼種，既提供了轉(zhuǎn)輪的抗空蝕能力，又節(jié)省了鎳鉻等貴金屬。鑄焊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)輪，由于鑄件小，形狀較簡(jiǎn)單，容易保證鑄造質(zhì)量，同時(shí)降低了對(duì)鑄造能力的要求。但鑄焊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)輪在組焊時(shí)焊接工作量大，對(duì)焊接工藝要求高，要確保每條焊縫的質(zhì)量，避免和消除焊接溫度應(yīng)力等。大型混流式轉(zhuǎn)輪除采用手工焊外，還采用葉片與上冠電渣焊、下環(huán)與葉片手工焊的結(jié)構(gòu)型式。目前已成功地制成了葉片與上冠、下環(huán)全部采用管極熔嘴全電渣焊的大型轉(zhuǎn)輪。(2)鑄焊轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪的上冠、葉片和下環(huán)三部分單獨(dú)鑄造后，再組焊(3）組合轉(zhuǎn)輪1—組合螺栓；2—組合定位螺栓；3定位銷；4—下部分剖面；5—上部分剖面；6—臨時(shí)組合發(fā)蘭；7—下環(huán)分瓣面當(dāng)轉(zhuǎn)輪直徑大于5.5m或高于2.3m時(shí)，因受鐵路運(yùn)輸?shù)南拗疲蛞蜩T造能力不足，必須把轉(zhuǎn)輪分半制作，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)再組合成整體。根據(jù)轉(zhuǎn)輪各部分的組合連接方式不同，也分幾種型式。我國(guó)主要采用上冠螺栓連接、下環(huán)焊接結(jié)構(gòu)，在上冠連接處有軸向和徑向的定位銷。(3）組合轉(zhuǎn)輪1—組合螺栓；2—組合定位螺栓；3定位銷；4—第三節(jié)軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的的結(jié)構(gòu)軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪由轉(zhuǎn)輪體、葉片、葉片操作機(jī)構(gòu)、葉片密封裝置、泄水錐等組成。高水頭軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪低水頭軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪第三節(jié)軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的的結(jié)構(gòu)軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪由轉(zhuǎn)尼爾基電廠水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪體尼爾基電廠水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪體一、轉(zhuǎn)輪體轉(zhuǎn)輪體的外形有圓柱形和球形兩種。圓柱形轉(zhuǎn)輪體其形狀簡(jiǎn)單，同時(shí)水力條件和空蝕性能均比球形轉(zhuǎn)輪體好，但效率低。小型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，定槳式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪一般都采用圓柱形轉(zhuǎn)輪體。大中型轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪體多數(shù)采用球形，它能使轉(zhuǎn)輪體與葉片內(nèi)緣之間的間隙在各種轉(zhuǎn)角下都比較小，以使漏水損失最小。另外環(huán)形轉(zhuǎn)輪體增大了放置葉片處的輪轂直徑，有利于操作機(jī)構(gòu)的布置。

思考：兩種形狀轉(zhuǎn)輪體的比較。提示：從水力性能、空蝕性能、葉片操作機(jī)構(gòu)的布置方面。轉(zhuǎn)輪體與葉片內(nèi)緣之間的間隙是根據(jù)葉片在最大轉(zhuǎn)角時(shí)的位置來確定的。

一、轉(zhuǎn)輪體轉(zhuǎn)輪體的外形有圓柱形和球形兩種。轉(zhuǎn)輪體與葉片內(nèi)緣之二、葉片軸流式轉(zhuǎn)輪葉片由葉片本體和樞軸兩部分組成。對(duì)于尺寸較小的水輪機(jī)，一般采用整體軸，因?yàn)檫@樣可以減少零件數(shù)目，鑄造、加工、安裝的困難也不大。但當(dāng)水輪機(jī)尺寸大時(shí)，采用分體結(jié)構(gòu)比較有利。這是因?yàn)椋?1)分成葉片本體和樞軸兩部分，每一部分的重量和尺寸都減少了，對(duì)于鑄造，加工和安裝都帶來方便。(2)因?yàn)槿~片易受空蝕損壞，分開的結(jié)構(gòu)可單獨(dú)地拆卸某個(gè)葉片進(jìn)行檢修。(3)分開的結(jié)構(gòu)有可能對(duì)兩個(gè)部件采用不同的材料，但轉(zhuǎn)輪的強(qiáng)度有所削弱，這一缺點(diǎn)對(duì)于高水頭的轉(zhuǎn)輪尤為重要。分件式葉片，法蘭和樞軸的外徑都要比整體時(shí)大。水頭高，葉片數(shù)目多，為了布置葉片，樞軸和轉(zhuǎn)臂的連接螺釘轉(zhuǎn)輪體尺寸要求。葉片與樞軸整體

葉片與樞軸用螺栓連接

二、葉片軸流式轉(zhuǎn)輪葉片由葉片本體和樞軸兩部分組成。對(duì)于尺寸較三、葉片操作機(jī)構(gòu)

葉片操作機(jī)構(gòu)由接力器、活塞桿、曲柄連桿機(jī)構(gòu)等零件構(gòu)成，安裝在轉(zhuǎn)輪體內(nèi)，用來變更葉片的轉(zhuǎn)角，使其與導(dǎo)葉開度相適應(yīng)，從而保證水輪機(jī)運(yùn)行在效率較高的區(qū)域，葉片操作機(jī)構(gòu)是由調(diào)速器進(jìn)行自動(dòng)控制的。根據(jù)接力器布置方式不同，葉片操作機(jī)構(gòu)的形式很多1.帶操作架傳動(dòng)的直連桿機(jī)構(gòu)。2.帶操作架的斜連桿機(jī)構(gòu)。3.不帶操作架的直連桿機(jī)構(gòu)。帶操作架傳動(dòng)的直連桿機(jī)構(gòu)三、葉片操作機(jī)構(gòu)葉片操作機(jī)構(gòu)由接力器、活塞桿、曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)輪接力器結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)輪接力器結(jié)構(gòu)型橡膠環(huán)雙向密封，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，更換密封不需要拆卸葉片，優(yōu)點(diǎn)較多。在貫流機(jī)組上應(yīng)用較多。3.聯(lián)合密封結(jié)構(gòu)。運(yùn)行實(shí)踐表明，密封性能良好，無漏油和返水現(xiàn)象。

四、葉片密封裝置

轉(zhuǎn)輪體內(nèi)的油具有一定的壓力：（回油要求；離心力）轉(zhuǎn)輪體外是高壓水流。作用：1.防止轉(zhuǎn)輪體內(nèi)部的油向外滲漏。2.防止水流進(jìn)入轉(zhuǎn)輪體內(nèi)部。型式：“”型轉(zhuǎn)輪葉片密封結(jié)構(gòu)。通過試驗(yàn)和運(yùn)行表明，它具有良好的密封性能、結(jié)構(gòu)緊湊、制造和裝拆方便。型橡膠環(huán)雙向密封，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，更換密封不需要密封結(jié)構(gòu)密封結(jié)構(gòu)五、泄水錐

1—轉(zhuǎn)輪體；2—螺釘；3—保險(xiǎn)墊圈；4—護(hù)蓋；5—泄水錐圖示為轉(zhuǎn)輪體和泄水錐的一種連接結(jié)構(gòu)。泄水錐上部周圍開有帶筋的槽口，用螺釘把合，除加保險(xiǎn)墊圈外，裝配后螺幅還應(yīng)和錐體點(diǎn)焊，防止機(jī)組在運(yùn)行中泄水錐脫落。

五、泄水錐1—轉(zhuǎn)輪體；2—螺釘；3—保險(xiǎn)墊圈；4—護(hù)蓋；5第四節(jié)主軸、軸承及主軸密封一、主軸1.主軸的型式：?jiǎn)畏ㄌm主軸、雙法蘭。2.主軸的連接：無法蘭主軸和單法蘭主軸與轉(zhuǎn)輪的連接，采用錐度配合、用鍵傳遞轉(zhuǎn)矩的方式，另一端通常采用連軸器連接的方式。主軸與上冠法蘭連接方式有兩種：精致螺栓連接和健傳遞轉(zhuǎn)矩的連接。主軸：將轉(zhuǎn)輪所獲得的轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)電機(jī)軸，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同時(shí)還要承受軸向水壓力及轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量。第四節(jié)主軸、軸承及主軸密封一、主軸1.主軸的型式：主軸：將主軸的型式（1）單法蘭主軸單法蘭主軸與轉(zhuǎn)輪的連接主軸的型式（1）單法蘭主軸單法蘭主軸與轉(zhuǎn)輪的連接主軸的型式（2）雙法蘭主軸主軸的型式（2）雙法蘭主軸主軸與轉(zhuǎn)輪的連接雙法蘭主軸與轉(zhuǎn)輪的連接主軸與轉(zhuǎn)輪的連接雙法蘭主軸與轉(zhuǎn)輪的連接二、軸承作用：承受主軸傳來的徑向力。引起徑向力的因素：1.轉(zhuǎn)動(dòng)部分不平衡；2.轉(zhuǎn)輪內(nèi)的水力不平衡；3.尾水管內(nèi)的壓力脈動(dòng)；4.電磁不平衡。要求：為保證水輪機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，其安裝位置盡可能地靠近轉(zhuǎn)輪。常見故障：軸瓦磨損、瓦溫過高。二、軸承作用：承受主軸傳來的徑向力。引起徑向力的因素：要求：（一）、軸承的形式按軸瓦材料分：橡膠瓦導(dǎo)軸承金屬瓦導(dǎo)軸承按潤(rùn)滑方式分：水潤(rùn)滑導(dǎo)軸承油潤(rùn)滑導(dǎo)軸承（干油、稀油）按軸承形狀分：筒式瓦導(dǎo)軸承分塊瓦導(dǎo)軸承水潤(rùn)滑橡膠筒式瓦導(dǎo)軸承稀油潤(rùn)滑筒式瓦導(dǎo)軸承稀油潤(rùn)滑分塊瓦導(dǎo)軸承（一）、軸承的形式按軸瓦材料分：按潤(rùn)滑方式分：按軸承形狀分：（二）、水潤(rùn)滑橡膠瓦導(dǎo)軸承優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝方便，成本低，安裝位置低。缺點(diǎn)：對(duì)水質(zhì)要求高（泥沙、油），導(dǎo)熱性差，易老化。（二）、水潤(rùn)滑橡膠瓦導(dǎo)軸承優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝方便，成本（三）、稀油潤(rùn)滑筒式瓦導(dǎo)軸承優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置緊湊，壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)：安裝檢修時(shí)刮瓦和調(diào)間隙困難，運(yùn)行時(shí)易發(fā)生甩油等。（三）、稀油潤(rùn)滑筒式瓦導(dǎo)軸承優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置緊湊，壽命長(zhǎng)（四）、稀油潤(rùn)滑分塊式瓦導(dǎo)軸承優(yōu)點(diǎn)：瓦面間隙調(diào)整方便，軸瓦塊有自調(diào)節(jié)能力，受力均勻，潤(rùn)滑條件好。部件尺寸小，制造安裝方便。缺點(diǎn)：軸領(lǐng)加工成本高，價(jià)格稍貴。（四）、稀油潤(rùn)滑分塊式瓦導(dǎo)軸承優(yōu)點(diǎn)：瓦面間隙調(diào)整方便，軸瓦塊三、主軸密封工作密封：正常運(yùn)行時(shí)使用。檢修密封：下游水位較高的電站設(shè)置，檢修時(shí)使用。（一）、工作密封1.橡膠平板密封2.機(jī)械斷面密封3.液壓斷面密封三、主軸密封工作密封：正常運(yùn)行時(shí)使用。（一）、工作密封1.橡橡膠平板密封單層橡膠平板密封雙層層橡膠平板密封優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性能好，能自動(dòng)封閉磨損產(chǎn)生的間隙。缺點(diǎn)：軸向振動(dòng)大的機(jī)組，密封效果差，抬機(jī)時(shí)漏水量增大。橡膠平板密封單層橡膠平板密封雙層層橡膠平板密封優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單機(jī)械端面密封機(jī)械端面密封缺點(diǎn)：彈簧制造質(zhì)量要求高，要有防銹措施；滑動(dòng)架容易發(fā)卡。機(jī)械端面密封機(jī)械端面密封缺點(diǎn)：彈簧制造質(zhì)量要求高，要有防銹措端面水壓密封滑動(dòng)架改為由水壓驅(qū)動(dòng)的“門”或U“型橡膠圈。水有驅(qū)動(dòng)橡膠圈和冷卻、潤(rùn)滑密封面雙重作用。優(yōu)點(diǎn)：密封面磨損后，能自行補(bǔ)償。端面水壓密封滑動(dòng)架改為由水壓驅(qū)動(dòng)的“門”或U“型橡膠圈。優(yōu)點(diǎn)（二）、檢修密封圍帶式密封抬機(jī)式密封（二）、檢修密封圍帶式密封抬機(jī)式密封第五節(jié)反擊式水輪機(jī)引水部件一、引水室的類型引水室和座環(huán)。開敞式引水室：水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)外圍作為一個(gè)開敞的水槽，為了保證水流軸對(duì)稱及在引水室內(nèi)水力損失小，其平面尺寸常很大。由于這種引水室一般是用磚石及混凝土做成，所以只能用于較低水頭及小型水輪機(jī)。

罐式引水室：水流沿軸向進(jìn)入水輪機(jī)，在進(jìn)入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)前流向急劇轉(zhuǎn)彎致使水流不均勻。因此這種引水室只適用于小型水輪機(jī)。第五節(jié)反擊式水輪機(jī)引水部件一、引水室的類型引水室和座環(huán)。開二、蝸殼金屬蝸殼混凝土蝸殼蝸殼式引水室

二、蝸殼金屬蝸殼混凝土蝸殼蝸殼式引水室二、蝸殼金屬蝸殼一般用于水頭大于40m的機(jī)組。

金屬蝸殼的斷面采用圓形，接近鼻端處逐漸變?yōu)闄E圓形。為節(jié)約鋼材，根據(jù)蝸殼斷面受力不同，各斷面鋼板厚度不同。通常蝸殼進(jìn)口斷面厚度較大，愈接近鼻端則厚度愈小。

--蝸殼包角。1.金屬蝸殼二、蝸殼金屬蝸殼一般用于水頭大于40m的機(jī)組。金屬蝸殼的斷金屬蝸殼的結(jié)構(gòu)形式焊接蝸殼鑄造蝸殼金屬蝸殼的結(jié)構(gòu)形式焊接蝸殼鑄造蝸殼金屬蝸殼的彈性層彈性層由瀝青、石棉、油氈等材料制成。進(jìn)人門、排水閥的設(shè)置。金屬蝸殼的彈性層彈性層由瀝青、石棉、油氈等材料制成。進(jìn)人門、混凝土蝸殼一般用于水頭在40m以下的機(jī)組?，F(xiàn)正在研究在高水頭時(shí)應(yīng)用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土蝸殼。此外鋼板和混凝土聯(lián)合作用的蝸殼也是一個(gè)新的研究課題。2.混凝土蝸殼混凝土蝸殼一般用于水頭在40m以下的機(jī)組。2.混凝土蝸殼二、座環(huán)座環(huán)：承受水輪發(fā)電機(jī)組的重量，蝸殼上部部分混凝土重量以及水壓力，并將其傳遞到電站基礎(chǔ)上。在結(jié)構(gòu)上，要求它有足夠的強(qiáng)度和剛度。作為過流部件，要求水力損失要小。座環(huán)是安裝時(shí)最重要的一個(gè)基準(zhǔn)件。

固定導(dǎo)葉活動(dòng)導(dǎo)葉蝸殼座環(huán)的下環(huán)座環(huán)的下環(huán)二、座環(huán)座環(huán)：承受水輪發(fā)電機(jī)組的重量，蝸殼上部部分混凝土重量1.與混凝土蝸殼連接的座環(huán)整體結(jié)構(gòu)座環(huán)

裝配結(jié)構(gòu)座環(huán)

1.與混凝土蝸殼連接的座環(huán)整體結(jié)構(gòu)座環(huán)裝配結(jié)構(gòu)座環(huán)2.與金屬蝸殼連接的座環(huán)2.與金屬蝸殼連接的座環(huán)與金屬蝸殼連接的座環(huán)無碟形邊的座環(huán)

帶碟形邊的座環(huán)

與金屬蝸殼連接的座環(huán)無碟形邊的座環(huán)帶碟形邊的座環(huán)第六節(jié)反擊式水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)一、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的作用及組成作用：主要是形成和改變進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的水流