1、水轮机及引水机构介绍 一、进水闸门 进水闸门包括：栏污栅、检修门、工作门进水闸门包括：栏污栅、检修门、工作门 拦污栅：位于机组引水拦污栅：位于机组引水钢管取水口上游侧，主钢管取水口上游侧，主要起到拦截水源中较大要起到拦截水源中较大尺寸杂物的作用，防止尺寸杂物的作用，防止杂物进入机组内部引发杂物进入机组内部引发故障。故障。第一部分：溢流坝段 第一部分：溢流坝段 一、进水闸门 检修门：检修门：检修门主要用于对检修门主要用于对机组检修时截断水流，一般机组检修时截断水流，一般在工作门检修和一般性小修在工作门检修和一般性小修时，检修门投入。检修闸门时，检修门投入。检修闸门主要由门叶，包括上、中、主要由门
2、叶，包括上、中、下门叶、拉杆、侧轮、充水下门叶、拉杆、侧轮、充水阀、托梁、水封以及工作轮阀、托梁、水封以及工作轮等组成，门叶与门槽相配合等组成，门叶与门槽相配合能起到控制水流的作用。能起到控制水流的作用。第一部分：溢流坝段 一、进水闸门 工作闸门：新安江电厂进水口快速闸门（俗称工作门）及液压启闭机（俗称油压启闭机）连成一个整体，是我厂保证机组安全运行的一道保护门。当机组发生调速器失灵、接力器跑油失压、剪断销剪断等不可预计的事故，为防止事故进一步扩大，此时就需要下落工作门来截断机组钢管水流，来保证机组的安全。第二部分：水轮发电机设备 一、水轮机部分 水轮机水轮机是将水能转换成旋转机械能的一种水力
3、原动机，是水电站中是将水能转换成旋转机械能的一种水力原动机，是水电站中最重要的组成部分。最重要的组成部分。根据水轮机转换水流能量方式的不同，水轮机可以分为两大类：根据水轮机转换水流能量方式的不同，水轮机可以分为两大类：反反击式水轮机击式水轮机和和冲击式水轮机冲击式水轮机。水轮机的分类水轮机的分类 反击式水轮机转轮区内的水流在通过转轮叶片通道时，始终是连续反击式水轮机转轮区内的水流在通过转轮叶片通道时，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，连续不断的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，不断的
4、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，驱动转轮旋转。驱动转轮旋转。反击式水轮机反击式水轮机 反击式水轮机反击式水轮机 混流式混流式 轴流式轴流式 贯流式贯流式 斜流式斜流式 混流式混流式 冲击式水轮机冲击式水轮机 冲击式水轮机的转轮始终处于大气中，来自压力钢管的高压水流在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轮机之前已转变成高速自由射流，该射流冲击转轮的部分叶片，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叶片，并在转轮的约束下发生流速大小和方向的改变，从而将动能大部分传并在转轮的约束下发生流速大小和方向的改变，从而将动能大部分传递给叶片，
5、驱动转轮旋转。递给叶片，驱动转轮旋转。冲击式水轮机冲击式水轮机 水斗式水斗式 斜击式斜击式 双击式双击式 双击式双击式 混流式水轮机混流式水轮机 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。混流式水轮机应用水头范围较广，约为轮。混流式水轮机应用水头范围较广，约为20700米，运行稳定且米，运行稳定且效率高，是现代应用最广泛发一种水轮机。效率高，是现代应用最广泛发一种水轮机。水轮机型式水轮机型式 混流式混流式 轴流转浆式轴流转浆式 轴流定浆式轴流定浆式 斜流式斜流式 冲击式冲击式 代表符号代表符号 HLHL ZZZZ Z
6、DZD XLXL CJCJ 水轮机型式水轮机型式 贯流转浆式贯流转浆式 贯流定浆式贯流定浆式 可逆式可逆式 双击式双击式 斜击式斜击式 代表符号代表符号 GZGZ GDGD N N SJSJ XJXJ 水轮机型式水轮机型式 立轴立轴 卧轴卧轴 金属蜗壳金属蜗壳 混凝土蜗壳混凝土蜗壳 灯炮式灯炮式 代表符号代表符号 L L W W J J H H P P 水轮机型式水轮机型式 明槽式明槽式 罐式罐式 竖井式竖井式 虹吸式虹吸式 轴伸式轴伸式 代表符号代表符号 M M G G S S X X Z Z 水轮机型号的代表符号水轮机型号的代表符号 水轮机型号水轮机型号 新安江电厂装有九台立式混流式水轮机
7、，有两种不同的型号。新安江电厂装有九台立式混流式水轮机，有两种不同的型号。1 1、3 3、4 4、6 6、7 7、8 8、9 9号机为号机为HLS66.46HLS66.46-LJLJ-410410型。型。2 2、5 5号机为号机为HLA778HLA778-LJLJ-410410型。型。水轮机型号示例水轮机型号示例:HL220HL220-LJLJ-250:250:表示转轮型号为表示转轮型号为220220的混流式水轮机，立轴、金属的混流式水轮机，立轴、金属蜗壳，转轮直径为蜗壳，转轮直径为250cm250cm。基本参数基本参数 水轮机的工作参数是表征水流通过水轮机，水流的能量转换成转轮水轮机的工作参
8、数是表征水流通过水轮机，水流的能量转换成转轮机械能的过程中的特性数据。机械能的过程中的特性数据。包括：水头包括：水头H、流量、流量Q、出力、出力P、效率、效率、转速、转速n n。基本参数基本参数 水头水头H：最大水头：是允许水轮机运行的最大净水头。最大水头：是允许水轮机运行的最大净水头。最小水头：是保证水轮机安全、稳定运行的最小水头。最小水头：是保证水轮机安全、稳定运行的最小水头。设计水头：是水轮机发出额定出力时所需要的水头。设计水头：是水轮机发出额定出力时所需要的水头。流量流量Q：水轮机的流量是单位时间内通过水轮机某一既定过流面的水流体积，常水轮机的流量是单位时间内通过水轮机某一既定过流面的
9、水流体积，常用符号用符号Q表示，常用的单位是表示，常用的单位是m3/s。转速转速n：水轮机的转速是水轮机转轮在单位时间内旋转次数，常用符号水轮机的转速是水轮机转轮在单位时间内旋转次数，常用符号n表示，表示，常用单位是常用单位是r/min。水轮机的水轮机的出力出力P 与效率与效率：水轮机的出力是水轮机轴端的输出功率，常用符号水轮机的出力是水轮机轴端的输出功率，常用符号P P或或N N表示，常用单位表示，常用单位是是KW KW。水轮机的输出与输入功率之比称为水轮机的效率，用符号水轮机的输出与输入功率之比称为水轮机的效率，用符号 表示。表示。基本参数基本参数 P=9.81QH(KW)基本参数基本参数
10、 设计水头设计水头 最高水头最高水头 最低水头最低水头 设计出力设计出力 最高出力最高出力 流量流量 73m 85.4m 59.96m 92300kw 108000kw 135m3/s 额定转速额定转速 飞逸转速飞逸转速 转轮直径转轮直径 导水叶高度导水叶高度 吸出高度吸出高度 安装高程安装高程 150r/min 290r/min 4.1m 0.82m+1.5m 24m 新安江电厂水轮机基本参数新安江电厂水轮机基本参数(1、3、4、6、7、8、9号机号机):基本参数基本参数 设计水头设计水头 最高水头最高水头 最低水头最低水头 设计出力设计出力 最高出力最高出力 流量流量 73m73m 84.
11、3m84.3m 57.8m57.8m 92300kw92300kw 108000kw108000kw 138.5m138.5m3 3/s/s 额定转速额定转速 飞逸转速飞逸转速 转轮直径转轮直径 导水叶高度导水叶高度 吸出高度吸出高度 安装高程安装高程 150r/min150r/min 280r/min280r/min 4.1m4.1m 0.82m0.82m +1.5m+1.5m 24m24m 新安江电厂水轮机基本参数新安江电厂水轮机基本参数(2、5号机号机):水轮机剖面图水轮机剖面图 水轮机组成水轮机组成 从图中可以看出从图中可以看出,水轮机部分主要包括水轮机部分主要包括蜗壳、蜗壳、基础部分
12、、转轮、主轴、水导轴承、导水机构基础部分、转轮、主轴、水导轴承、导水机构、底环、顶盖、补气装置、钢管伸缩节、尾水、底环、顶盖、补气装置、钢管伸缩节、尾水 管。管。蜗壳蜗壳 蜗壳根据材料可分为蜗壳根据材料可分为金属蜗壳金属蜗壳和和混凝土蜗壳混凝土蜗壳两种，当水头小于两种，当水头小于40m时多采用钢筋混凝土浇制成的蜗壳，简称混凝土蜗壳；当水时多采用钢筋混凝土浇制成的蜗壳，简称混凝土蜗壳；当水头大于头大于40m时，由于混凝土不能承受过大的内水压力，常采用钢时，由于混凝土不能承受过大的内水压力，常采用钢板焊接或铸钢蜗壳，统称为金属蜗壳。板焊接或铸钢蜗壳，统称为金属蜗壳。混凝土蜗壳混凝土蜗壳 金属蜗壳金
13、属蜗壳 蜗壳蜗壳 蜗壳是用于将压力钢管水引导到水轮机转轮前的导水室。新安江蜗壳是用于将压力钢管水引导到水轮机转轮前的导水室。新安江电厂全部采用金属蜗壳，金属蜗壳采用电厂全部采用金属蜗壳，金属蜗壳采用A3钢板滚压，由钢板滚压，由21（或（或25）节组成，各节的钢板与座环的上、下碟边之间均采用电焊焊接。蜗壳节组成，各节的钢板与座环的上、下碟边之间均采用电焊焊接。蜗壳钢板最大厚度为钢板最大厚度为28毫米（或毫米（或32毫米）。进口直径毫米）。进口直径5.2米，包角为米，包角为345（或（或343.5）度。蜗壳上部有弹性软垫，以便给蜗壳钢板自由变形的）度。蜗壳上部有弹性软垫，以便给蜗壳钢板自由变形的余
14、地，弹性层厚度不小于余地，弹性层厚度不小于50毫米。毫米。基础部分基础部分 基础部分由基础部分由基础环、座环基础环、座环等部件组成，承受着全部机组及上部混凝土等部件组成，承受着全部机组及上部混凝土的负荷。的负荷。基础环基础环：是由钢板拼焊而成，基础环放于基础混凝土上，下部与尾水：是由钢板拼焊而成，基础环放于基础混凝土上，下部与尾水管里衬联接，上部与座环相联接。管里衬联接，上部与座环相联接。座环座环：由上、下环和固定导叶组成。：由上、下环和固定导叶组成。转轮转轮 转轮是水轮机中把水能转变为旋转轮是水轮机中把水能转变为旋转机械能的转机械能的核心核心部件。部件。转轮均采用铸焊结构，转轮均采用铸焊结构
15、，上冠、下上冠、下环、叶片环、叶片分别铸造后焊成整体转分别铸造后焊成整体转轮。轮。上冠和下环均有迷宫式止漏环，上冠和下环均有迷宫式止漏环，分别与固定在顶盖上及座环上的分别与固定在顶盖上及座环上的止漏环组成止漏装置。止漏环组成止漏装置。转轮转轮 组成组成:叶片、上冠、下环、止漏环、叶片、上冠、下环、止漏环、泄水锥、减压装置（引水钢板）。泄水锥、减压装置（引水钢板）。直径直径 叶片数叶片数 最大外径最大外径 最大高度最大高度 重量重量 材料材料 4.1m 13片片 4.436m 2.254m 38.37t ZGOCr13Ni4Mo 转轮转轮 上冠上冠的作用：的作用：1、支承叶片，、支承叶片，2、与
16、下环和叶片、与下环和叶片构成过流通道。构成过流通道。转轮叶片转轮叶片的作用：直接将水能转换成机械能。的作用：直接将水能转换成机械能。转轮下环转轮下环的作用：的作用：1、固定叶片，增加转轮的强、固定叶片，增加转轮的强度和刚度，度和刚度，2、与上冠和叶片形成过流通道。、与上冠和叶片形成过流通道。转轮泄水锥转轮泄水锥的作用：引导经流道流出的水迅速的作用：引导经流道流出的水迅速而顺畅的向下渲泄，防止水流相互撞击，以减而顺畅的向下渲泄，防止水流相互撞击，以减少水力损失，提高水轮机效率。少水力损失，提高水轮机效率。主轴主轴 水轮机主轴用以水轮机主轴用以传递水轮传递水轮机的转动力矩机的转动力矩。上法兰与。上法兰与发电机主轴法兰采用销钉发电机主轴法兰采用销钉螺栓联接，主轴下法兰与螺栓联接，主轴下法兰与水轮机转轮上冠法兰通过水轮机转轮上冠法兰通过销钉螺栓联接，法兰两端销钉螺栓联接，法兰两端均有止口配合。均有止口配合。水导轴承水导轴承 水轮机导轴承用以维持机组主轴在轴向的准确位置，并承受各种径向力。水轮机导轴承用以维持机组主轴在轴向的准确位置，并承受各种径向力。水导轴承包括分半的轴承体和水导轴承包括分半的
