水轮机安装与维修水轮机的结构课件

水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构第一节 混流式水轮机转轮第二节 轴流式水轮机转轮 第三节 反击式水轮机主轴和导轴承 第四节 反击式水轮机的引水部件 第五节 反击式水轮机尾水管 第六节 水轮机密封装置 第七节 水轮机的附属装置 第八节 水斗式水轮机 第一节 混流式水轮机转轮1水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构第一节 混流式水轮机转轮 混流式水轮机是反击式水轮机的一种，由于它制造、安装方便，运行可靠，且有较高的效率和较低的空蚀系数，所以它的水头应用范围逐渐扩展，但它主要适用于中水头电站。混流式水轮机结构如下图所示 第一节 混流式水轮机转轮 混流式水轮机是反击式水轮机的一种，2水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件3水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构转轮 转轮是各种形式水轮机将水能转变成机械能的核心部件。转轮各过流部分应满足水力设计的型线要求，有足够的强度和刚度。另外，制造转轮的材料应具备抗空蚀损坏、耐泥沙磨损的性能。混流式水轮机由于应用水头和流量的不同，其转轮的形状也各不相同。转轮 转轮是各种形式水轮机将水能转变成机械能的核心部件。转4水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件5水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构混流式转轮结构混流式转轮结构6水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构混流式转轮结构转轮上冠 转轮上冠的作用第一是支承叶片，第二是与下环构成过流通道。转轮叶片 叶片的作用是直接将水能转换为机械能。叶片断面形状为翼形，叶片数目为1024片。转轮下环 下环的作用：增加转轮的强度和刚度；与上冠形成过流通道。混流式转轮结构转轮上冠 7水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构混流式转轮结构泄水锥 泄水锥的作用是引导由叶片出来的水流顺利地变成轴向，避免水流互相撞击和向上旋转所造成的水力损失，从而保证水轮机的效率。止漏装置 止漏装置的作用是用来减小转动部分与固定部分之间的漏水损失。止漏装置分为固定部分和转动部分，为防止水流向上和向下漏出，水轮机上一般装有上、下两道止漏环。上止漏环的固定部分装在顶盖上，其转动部分装在上冠上，下止漏环的固定部分一般装在底环上，转动部分装在转轮的下环上。减压装置 减压装置的作用是减小转轮上的轴向水推力。其形状为环形减压板，分别装在顶盖下面和上冠的上方。混流式转轮结构泄水锥 8水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构转轮的结构型式 由于混流式水轮机的转轮应用水头和尺寸大小不同，它们的构造型式、制作材料及加工方法均不相同。混流式转轮的结构型式主要是指上冠、叶片和下环三部分的构造型式。基本上分为整铸转轮、铸焊转轮、组合转轮三种。转轮的结构型式 由于混流式水轮机的转轮应用水头和尺寸大小不同9水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构整铸转轮整铸转轮是指上冠、叶片和下环整体铸造而成的转轮。如图 3-4 所示就是整铸转轮，这种结构在中小型机组中广泛采用。低水头的中小型混流式转轮材料采用优质铸铁HT2040或球墨铸铁整铸；高水头的中小型转轮和低水头的大型转轮，则采用铸钢 ZG30整铸。整铸转轮当尺寸不大时，它的生产周期短，成本较低，且有足够的强度，所以广泛采用。缺点是容易产生铸造缺陷，铸造质量不易保证，尤其当转轮尺寸大时，需要铸造设备的能力也大。整铸转轮整铸转轮是指上冠、叶片和下环整体铸造而成的转轮。如图10水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构铸焊转轮 转轮的上冠、叶片和下环三部分单独铸造后，经过一定的生产工艺流程，焊接而成。铸焊结构转轮，由于铸件小，形状较简单，容易保证铸造质量，同时降低了对铸造能力的要求。但铸焊结构转轮焊接工作量大，对焊接工艺要求高，要确保每条焊缝的质量，避免和消除焊接温度应力等。铸焊转轮 转轮的上冠、叶片和下环三部分单独铸造后，经过一定的11水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构组合转轮 当转轮直径大于 5.5m时，因受铁路运输的限制，或因铸造能力不足，必须把转轮分半制作，运到现场再组合成整体。我国主要采用上冠螺栓连接、下环焊接结构，在上冠连接处有轴向和径向的定位销。组合转轮 当转轮直径大于 5.5m时，因受铁路运输的限制，或12水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构轴向水推力和减压装置 轴向水推力一般由四部分组成：（1）在转轮内腔中，因水流作用而产生的轴向水压力（包括在叶片上的）；（2）作用于上冠外表面上的轴向水压力；（3）作用于下环外表面的轴向水压力；（4）作用在转轮上的浮力。这四部分力构成的轴向水推力，作用于推力轴承上，再传至基础。轴向水推力和减压装置 轴向水推力一般由四部分组成：13水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构轴向水推力和减压装置常用的减压装置结构型式有两种：图（a）为引水板和泄水孔的减压方式；图（b）为顶盖排水管和转轮泄水孔的减压方式。轴向水推力和减压装置常用的减压装置结构型式有两种：14水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构止漏装置结构 混流式水轮机在运行时，转轮上冠与顶盖之间、下环与基础环之间的缝隙常有高压水流到尾水管中去。为了减少漏水损失，常采用止漏环。目前广泛采用的止漏环结构型式有间隙式、迷宫式、梳齿式和阶梯式四种。止漏装置结构 混流式水轮机在运行时，转轮上冠与顶盖之间、下环15水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构止漏装置型式止漏装置型式16水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构止漏装置结构 止漏环的材料和固定方式 止漏环的材料一般电站用 ZG30 或 A3 钢板，泥沙较多的电站采用不锈钢。止漏环的固定方式有直接车制和红套固定两种。止漏环型式的选择 使用水头H200m 的混流式水轮机，常采用梳齿式止漏环，它的转动环和固定环的截面为梳齿状，两个环的截面形成交错配合。阶梯式止漏环也多用于水头H200m的水电站。止漏装置结构 止漏环的材料和固定方式 17水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构止漏装置结构止漏环的安装 止漏环单边间隙 一般可取转轮直径的 0.5/1000，具体数值参照表 3-2。在安装时，应仔细测量止漏环的单边间隙，当转轮位于安装的最终高程，各止漏环间隙的允许偏差应符合表3-3 的要求。止漏装置结构止漏环的安装 18水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构第二节 轴流式水轮机转轮 轴流式水轮机也是反击式水轮机的一种，由于水流进入转轮和离开转轮均是轴向的，故称为轴流式水轮机。轴流式水轮机的转轮按照桨叶能否转动分为定桨式和转桨式两种。定桨式转轮结构简单，容易制造，适用于工况变化比较小的带基本负荷的电站。转桨式转轮的叶片可以转动，平均效率较混流式水轮机高，在负荷和水头变化时，效率变化不大。并且转桨式水轮机稳定性能好，有较高的出力。第二节 轴流式水轮机转轮 轴流式水轮机也是反击式水轮机的一种19水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件20水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构转轮体 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两种。球形转轮体能减少漏水损失，有利于操作机构的布置。但空蚀性能比圆柱形转轮体差。圆柱形转轮体其形状简单，水力条件和空蚀性能比球形转轮体好，但效率低于球形转轮体。大中型转桨式水轮机的转轮体多数采用球形。小型水轮机转轮，定桨式水轮机转轮一般都采用圆柱形转轮体。转轮体 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21水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构叶片 根据工作水头的大小，轴流式水轮机叶片数目为38 片。轴流式转轮叶片由叶片本体和枢轴两部分组成。对于尺寸小的水轮机，一般采用整体轴；但当水轮机尺寸大时，分开成叶片本体和枢轴两部分就比较有利。但是分开式的结构对转轮体的强度是有所削弱的，对于高水头的转轮可能就无法满足强度要求了。叶片 根据工作水头的大小，轴流式水轮机叶片数目为38 片。22水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构叶片枢轴结构 叶片枢轴结构 23水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构叶片操作机构和接力器 叶片操作机构由接力器、活塞杆、曲柄连杆机构等零件组成，安装在转轮体内，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。叶片操作机构的动作是由调速器进行自动控制的。根据接力器布置方式的不同，叶片操作机构的型式很多，目前应用比较普遍的型式有带操作架传动的直连杆机构、带操作架的斜连杆机构和不带操作架的直连杆机构。叶片操作机构和接力器 叶片操作机构由接力器、活塞杆、曲柄连杆24水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构叶片操作机构示意图 叶片操作机构示意图 25水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构带操作架直连杆机构 这种机构当叶片转角在中间位置时，转臂水平，连杆垂直。在叶片数为 46 片的中小型水轮机中采用较多。带操作架直连杆机构 这种机构当叶片转角在中间位置时，转臂水平26水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构带操作架斜连杆机构 这种机构的特点是当叶片转角在中间位置时，转臂与连杆都有较大的倾斜角。此种机构多用于叶片数较多的转轮中。带操作架斜连杆机构 这种机构的特点是当叶片转角在中间位置时，27水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构不带操作架的直连杆机构 这种机构是在接力器活塞上安装套简和连杆直接操作转臂的，所以又称为套筒式叶片操作机构。这种机构多数采用在叶片数为 45 的大型机组上。不带操作架的直连杆机构 这种机构是在接力器活塞上安装套简和连28水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构转轮接力器 转轮接力器的布置方式很多，通常把接力器布置在转轮体的叶片中心线上部，也有把接力器布置在叶片下部泄水锥的空腔内。如图 3-21 所示是目前采用比较普遍的结构，接力器布置在叶片中心线上部，活塞和活塞杆的连接有两种方式，如图 3-21的 I和。I为不带操作架的结构，为带操作架的结构。转轮接力器 转轮接力器的布置方式很多，通常把接力器布置在转轮29水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构转轮接力器结构 转轮接力器结构 30水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构叶片密封装置 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。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。通过试验和运行表明，它具有良好的密封性能、结构紧凑、制造和装拆方便。近年有的机组采用 V 型橡胶环双向密封，结构简单，安装方便，更换密封不需要拆卸叶片，优点较多。叶片密封装置 为了防止水流进入转轮体内部和防止转轮体内部的油31水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构“”型转轮叶片密封“”型转轮叶片密封32水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构转轮叶片的操作油系统 由转轮叶片操作油管布置示意图。在导水机构的导水叶动作的同时，转轮叶片的协联机构凸轮装置1 动作，控制配压阀 3，使高压油经压力油管 4 进入受油器 2，再流经操作油管 5 至转轮接力器 6 的一腔，高压油推动活塞，接力器另一腔的油则顺着另一条油管返回主配压阀。压力油从调速器的配压阀经过受油器、操作油管最后到达转轮接力器。转轮叶片的操作油系统 由转轮叶片操作油管布置示意图。在导水机33水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构转轮叶片操作油管布置示意图转轮叶片操作油管布置示意图34水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构泄水锥 泄水锥的外形尺寸由模型试验给定。中小型机组的泄水锥大多采用 ZG30 铸造。图 3-26 是泄水锥与转轮体的连结结构。泄水锥 泄水锥的外形尺寸由模型试验给定。中小型机组的泄水锥大35水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构回复机构 用来连接调速器与转轮接力器(或导水机构接力器)之间的传动机构被称为回复机构。通过回复机构将接力器的动作传给调速器，作为反馈信号，使调速器在调节后回复，在新的工况下稳定运行。转轮接力器回复机构通常采用软性回复，它的一端与操作油管上的回复节相连，另一端通过滚动轴承和滑轮等，与调速器的回复重锤相连。回复机构 用来连接调速器与转轮接力器(或导水机构接力器)之间36水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构回复机构布置图 回复机构布置图 37水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构转轮室 转轮室的上端与底环相连，下端与尾水管里衬相连。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和转轮室之间都有最小的间隙。在水电站运行中，加强转轮室的刚度和改善转轮室与混凝土的结合，是应该重视的一个问题。转轮室 转轮室的上端与底环相连，下端与尾水管里衬相连。转轮室38水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构第三节 反击式水轮机主轴和导轴承 水轮机的主轴 水轮机主轴与转轮连成一体，是水轮机的重要部件。主轴把水轮机产生的扭矩传给发电机轴，同时承受转轮的轴向水压力及转动部件的重力。第三节 反击式水轮机主轴和导轴承 水轮机的主轴 39水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件40水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件41水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件42水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件43水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件44水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件45水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件46水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件47水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件48水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构第四节 反击式水轮机的引水部件 反击式水轮机的引水部件包括引水室和导水机构两大部件。水流由压力水管进入水轮机的第一个部件是引水室，通过它将水引向导水机构并进入转轮区。第四节 反击式水轮机的引水部件 反击式水轮机的引水部件包括引49水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件50水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件51水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件52水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件53水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件54水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件55水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件56水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件57水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件58水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件59水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件60水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件61水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件62水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件63水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件64水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件65水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件66水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件67水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构第五节 反击式水轮机尾水管 尾水管是反击式水轮机的重要部件，尾水管性能的好坏，直接影响水轮机的效率和稳定性。尾水管的作用（1）汇集转轮出口处的水流，并把它引至下流；（2）利用下流水位至转轮处的吸出水头 HS，并在转轮出口处形成静力真空；（3）减少水轮机出口处的动能损失，即将部分水流出口动能转换为附加动力真空，从而提高水轮机的效率。第五节 反击式水轮机尾水管 尾水管是反击式水轮机的重要部件，68水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构尾水管的类型及性能圆锥形尾水管此种型式尾水管在小型水电站中使用，在贯流式水轮机中也普遍采用。它制造简单，性能良好。弯肘形尾水管此种型式尾水管用于大中型水电站的立式水轮机中。它由进口锥管、弯形肘臂和出口扩散段组成。这种尾水管的锥管段里衬由制造厂提供，尾水管在现场用钢筋混凝土浇成。尾水管的类型及性能圆锥形尾水管69水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构尾水管中的水流情况 尾水管内的水力损失有摩擦损失，扩散损失和转弯等的附加损失。通常水电站在运行中，采用尾水管补气的办法来消除尾水管偏心涡带所造成的振动。补气办法有自然补气和强迫补气两种，补气部位一般在尾水管的直锥段。尾水管中的水流情况 尾水管内的水力损失有摩擦损失，扩散损失和70水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构尾水管的选择 直锥形尾水管 在小型电站中，采用直锥形尾水管。弯肘形尾水管弯肘形尾水管在选择时应确定以下参数：直锥管、肘管和尾水管深度。根据实践经验和模型试验研究的结果对反击式水轮机各类型的尾水管，给出了以 4号肘管为主的标准系列，在水轮机设计手册中可查到。在设计时，一般以选用标准系列为宜。由于特殊的要求，修改标准系列尺寸或重新设计尾水管时，应进行模型试验。尾水管的选择 直锥形尾水管 71水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构第六节 水轮机密封装置 为了保证橡胶导轴承和稀油润滑的导轴承正常工作，需要装设橡胶轴承压力水箱密封和稀油轴承下部防止机组漏水的主轴密封。这种密封的结构型式有盘根密封，单、双层橡胶平板密封，端面密封，径向密封和水泵密封。密封装置要求:重量轻，结构简单，调整、更换容易。密封材料不但具有密封性，而且具有耐磨性。第六节 水轮机密封装置 为了保证橡胶导轴承和稀油润滑的导轴承72水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构单层橡胶平板密封适用于橡胶轴承压力水箱密封和电站水质较干净的稀油轴承下部密封。双层橡胶平板密封适用于水质不干净多泥沙的电站，但内腔必须给清洁压力水。径向密封这种密封结构复杂，安装检修较困难，弹簧性能不易保证，所以目前较少采用。端面密封端面密封可分为机械式和液压式两种。单层橡胶平板密封73水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水泵密封这种密封在机组停机时不起作用，所以一般与平板密封或端面密封组成联合装置的密封，作为一种辅助密封，在多泥沙电站上采用，以改善主密封的封水性能和延长它的寿命。检修密封当水轮机轴承和主轴密封需要检修时为防止尾水进入水轮机机坑内，一般设置有检修密封。这种密封的结构型式有机械式、围带式和抬机式。这种型式的密封在机组运行中均不起封水作用。水泵密封74水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构第七节 水轮机的附属装置 补气装置通常当机组运行在 4070额定出力的区域时，尾水管内出现涡带，机组出现剧烈振动、负荷摆动、效率降低等不稳定情况，这时如果能补入空气，可借空气以吸振和降低涡带的强度，提高机组运行的稳定性。补气方式分两类。补自然空气；补压缩空气。补气位置通常有三处。主轴中心孔补气；尾水管补气；顶盖补气。第七节 水轮机的附属装置 补气装置75水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构紧急真空破坏阀在顶盖或支持盖内装设紧急真空破坏阀，在导水叶紧急关闭时，能自行打开，补入空气，消除转轮室内的真空，起到一定的保护作用。分段关闭阀为解决抬机问题，国内外多采用导水机构分段关闭的方法。两段关闭法:即紧急关闭导叶，开始时快速关闭，待关到一定程度后，减慢关闭速度。多段关闭法:把导叶关到一定程度后，打开一点导叶开度，然后再缓慢关闭导叶。紧急真空破坏阀76水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机的防飞逸措施 为了防止机组产生飞逸和降低飞逸转速，目前最常用的措施是在机组进口处设置快速闸门，当机组过速时（例如转速为额定转速的 140），机组过速保护动作，使进口快速闸门迅速关闭。小型机组的过速保护动作，一般是使主阀在动水中迅速关闭。在大型机组中，为防止调速器失去油压不能关闭导叶，而使机组产生飞逸。在调节系统中设置事故配压阀，作为防飞逸的措施。水轮机的防飞逸措施 为了防止机组产生飞逸和降低飞逸转速，目77水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构第八节 水斗式水轮机 冲击型水轮机适用于高水头由于其结构的不同，又可分为水斗式、斜击式和双击式三种型式。斜击式和双击式水轮机适用于农村小电站，具有结构简单，运行可靠，维修方便，价格便宜等优点。单机容量稍大一些的高水头水电站一般应用水斗式水轮机，它具有提高单位出力，提高平均运行效率，节省土建投资等优点。水斗式水轮机的特点是工作时转轮露出水面，安装高程不受空蚀条件的限制，部分负荷时效率高。第八节 水斗式水轮机 冲击型水轮机适用于高水头由于其结构的78水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水斗式水轮机的布置型式 水斗式水轮机的基本布置型式有两种。一种是立轴式，另一种布置型式是卧轴式。主要部件 进水管、喷嘴及其附件：作为输水并供射流的调节和导向用。转轮：用以利用从喷嘴中射出的水流的动能。水轮机机壳：用以保护转轮及喷嘴尖。调节机构：控制喷针位置，调节流量。水斗式水轮机的布置型式 水斗式水轮机的基本布置型式有两种。一79水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件80水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构转轮 常见的水斗式转轮结构有三种：装配组合式转轮、整铸转轮和铸焊转轮。装配组合式转轮优点是铸造方便，质量容易保证，个别水斗损坏时换修方便。缺点是转轮的装配工作所需的技术水平较高。整铸转轮使用最为普遍。其优点是水斗根部强度好，转轮运行安全可靠，安装方便。缺点是整铸转轮铸造技术要求高，水斗表面的加工很困难，另外，一个水斗损坏时，需要调换整个转轮。铸焊转轮优点与装配组合式转轮相同，且避免了根部强度削弱的缺点。但焊接技术要求高，焊接质量必须严格保证。转轮 常见的水斗式转轮结构有三种：装配组合式转轮、整铸转轮和81水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构喷管 主要由喷管体、导水叶栅、喷嘴口、喷嘴头、喷针头、喷针杆和平衡弹簧等组成。喷嘴口、喷嘴头和喷针头一起组成喷嘴，水流经过喷嘴逐渐加速到喷嘴口处。以最高速度喷出，形成密实的水柱，射向水斗。所以，喷嘴是一个将压能变为动能的部件。喷管 主要由喷管体、导水叶栅、喷嘴口、喷嘴头、喷针头、喷针杆82水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构水轮机安装与维修水轮机的结构课件83水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构调节机构 在小型的水斗式水轮机中，流量的调节是靠手动控制喷针位置来达到的。在大中型水斗式水轮机中，则由调速器进行自动控制。小型水斗式水轮机上采用的平衡弹簧式的调节机构，现在的大中型水轮机上，采用接力器油压控制的结构替代了平衡弹簧式的结构。现有制造厂生产的一种直流喷管 直接与引水钢管连接，使水流不转弯，它克服了弯型喷管的缺点，提高了水轮机的水力效率，又便于多喷嘴机组的结构布置。调节机构 在小型的水斗式水轮机中，流量的调节是靠手动控制喷针84水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构偏流器 偏流器是一块位于喷嘴和转轮之间，而接近射流水柱的挡板。机组正常运行时，偏流器与射流水柱不接触，当机组突然降低负荷或甩负荷时，偏流器迅速动作，将射向转轮的水柱偏斜开，而喷针则慢慢关闭，这样既可以迅速停机，而引水管内不会产生过大的水锤压力上升。偏流器的动作时间一般为 23s，喷针关闭全行程的时间约为 2040s。偏流器 偏流器是一块位于喷嘴和转轮之间，而接近射流水柱的挡板85水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构机壳 机壳的作用是把从水斗排出的水引至尾水渠，另外机壳还是一个承重部件，喷管、轴承等部件固定于机壳上。机壳要求有良好的强度、刚度、耐震性，一般都采用铸件。机壳形状对水力效率影响较小，对于大容量的水斗式水轮机，机壳往往和压力水管焊接在一起，而喷管的水压力直接由混凝土来承受。机壳 机壳的作用是把从水斗排出的水引至尾水渠，另外机壳还是一86水轮机安装与维修水轮机安装与维修第三章第三章 水轮机的结构水轮机的结构轴承 卧轴和竖轴的水斗式水轮机支承在轴承上，轴承布置原则和混流式水轮机相同。在理论上，水斗式水轮机不必考虑水的推力。但在实际上，由于水斗的机械加工不正确所引起的不对称，这个推力必须加以计算。轴承 卧轴和竖轴的水斗式水轮机支承在轴承上，轴承布置原则和混87