多種水輪發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)原理

關(guān)于多種水輪發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)原理第一頁，共九十八頁，2022年，8月28日水輪發(fā)電機(jī)1水輪發(fā)電機(jī)組概述本次培訓(xùn)內(nèi)容2水輪機(jī)的型號及標(biāo)稱直徑3水輪機(jī)的工作參數(shù)4公司電廠主機(jī)參數(shù)5水輪機(jī)基本結(jié)構(gòu)6水輪發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)第二頁，共九十八頁，2022年，8月28日第一章水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組概述壩后式水電站

第三頁，共九十八頁，2022年，8月28日水電站的分類引水式水電站

第四頁，共九十八頁，2022年，8月28日水電站的分類混合式水電站

第五頁，共九十八頁，2022年，8月28日水輪發(fā)電機(jī)組水輪機(jī)是將水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)械能，從而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)出電能的一種機(jī)械。水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)聯(lián)接成的整體稱為水輪發(fā)電機(jī)組。

水輪發(fā)電機(jī)組第六頁，共九十八頁，2022年，8月28日水流能量轉(zhuǎn)換特征反擊式?jīng)_擊式

水輪機(jī)的主要類型第七頁，共九十八頁，2022年，8月28日水輪機(jī)混流式軸流式斜流式貫流式?jīng)_擊式反擊式軸流定漿式軸流轉(zhuǎn)漿式水斗式雙擊式斜擊式全貫流式半貫流式水輪機(jī)的分類燈泡式軸伸式豎井式利用水流的勢能和動能進(jìn)行工作；轉(zhuǎn)輪完全淹沒在密閉的水體中。

利用水流的動能進(jìn)行工作；轉(zhuǎn)輪露在空氣中。第八頁，共九十八頁，2022年，8月28日水流在反擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中的運(yùn)動反擊式：水流方向和流速大小受葉片約束而改變,從而對葉片一個(gè)反作用力第九頁，共九十八頁，2022年，8月28日反擊式水輪機(jī)

混流式水輪機(jī)

水流從四周沿徑向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，然后近似以軸向流出轉(zhuǎn)輪。應(yīng)用水頭范圍較廣，約為20~700m，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定且效率高，是應(yīng)用最廣泛的一種水輪機(jī)。

1—主軸；2—葉片；3—導(dǎo)葉

第十頁，共九十八頁，2022年，8月28日反擊式（ReactionHydraulicTurbine）混流式：幅向進(jìn)流，軸向出流1－主軸；2－葉片；3－導(dǎo)葉；4－蝸殼；5－尾水管12345radiaxialturbine，F(xiàn)rancisturbine第十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日反擊式水輪機(jī)

軸流式水輪機(jī)

水流在導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪之間由徑向流動轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向流動，而在轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)水流保持軸向流動。應(yīng)用水頭約為3~80m，在中低水頭、大流量水電站中得到了廣泛應(yīng)用。

1—導(dǎo)葉；2—葉片；3—輪轂

第十二頁，共九十八頁，2022年，8月28日反擊式（ReactionHydraulicTurbine）軸流式：軸向進(jìn)流，軸向出流axialflowturbine,Kaplanturbine1－導(dǎo)葉；2－葉片；3－輪轂4－蝸殼；5－尾水管123445第十三頁，共九十八頁，2022年，8月28日反擊式水輪機(jī)

斜流式水輪機(jī)

水流在轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)沿著與主軸成某一角度的方向流動，其轉(zhuǎn)輪葉片大多做成可轉(zhuǎn)的形式。

適用水頭在軸流式與混流式水輪機(jī)之間，約為40~200m。

1—蝸殼；2—導(dǎo)葉；3—轉(zhuǎn)輪葉片；4—尾水管第十四頁，共九十八頁，2022年，8月28日反擊式（ReactionHydraulicTurbine）斜流式：斜向進(jìn)流，斜向出流diagonalflowturbine12341－蝸殼；2－導(dǎo)葉；3－葉片；4－尾水管可轉(zhuǎn)動葉片第十五頁，共九十八頁，2022年，8月28日反擊式水輪機(jī)

貫流式水輪機(jī)

一種流道近似為直筒狀的臥軸式水輪機(jī)，它不設(shè)飲水蝸殼，葉片可做成固定的和可轉(zhuǎn)動的兩種。貫流式水輪機(jī)的適用水頭為1~25m，適用于低水頭、大流量的水電站。

根據(jù)其發(fā)電裝置形式的不同，分為全貫流式和半貫流式兩類。全貫流式水輪機(jī)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直接安裝在轉(zhuǎn)輪葉片的外緣，它的優(yōu)點(diǎn)是流道平直、過流量大、效率高。但由于轉(zhuǎn)輪葉片外緣的線速度大、周線長，因而旋轉(zhuǎn)密封困難，目前已很少使用。

第十六頁，共九十八頁，2022年，8月28日全貫流式水輪機(jī)1—轉(zhuǎn)輪葉片；2—轉(zhuǎn)輪輪緣；3—發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子輪輞；4—發(fā)電機(jī)定子；5、6—支柱；7—軸頸；8—輪轂；9—錐形插入物；10—拉緊桿；

11—導(dǎo)葉；12—推力軸承；13—導(dǎo)軸承第十七頁，共九十八頁，2022年，8月28日半貫流式水輪機(jī)

半貫流式水輪機(jī)有軸伸式、豎井式和燈泡式等裝置形式

。軸伸式和豎井式結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便，但效率較低，一般只用于小型水電站。燈泡貫流式水輪機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性好、效率較高

，使用廣泛。

反擊式水輪機(jī)

第十八頁，共九十八頁，2022年，8月28日軸伸貫流式水輪機(jī)

1—轉(zhuǎn)輪；2—水輪機(jī)主軸；3—尾水管；4—齒輪轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)；5—發(fā)電機(jī)第十九頁，共九十八頁，2022年，8月28日豎井貫流式水輪機(jī)

第二十頁，共九十八頁，2022年，8月28日反擊式（ReactionHydraulicTurbine）燈泡貫流式：發(fā)電機(jī)組安裝在密閉的燈泡體

throughflowturbinebulbturbine1－導(dǎo)葉；2－轉(zhuǎn)輪；3－發(fā)電機(jī)；4－燈泡123412第二十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日沖擊式（impulseturbine）inclinedjetturbine（a）水斗式；（b）斜擊式；（c）雙擊式?jīng)_擊式水輪機(jī)：高速射流在空氣中沖擊轉(zhuǎn)輪BankiturbinePeltonturbine第二十二頁，共九十八頁，2022年，8月28日沖擊式水輪機(jī)

水斗式水輪機(jī)亦稱切擊式水輪機(jī)，從噴嘴出來的高速自由射流沿轉(zhuǎn)輪周圍切線方向垂直沖擊輪葉。適用于高水頭、小流量的水電站，特別是當(dāng)水頭超過400m時(shí)，常采用水斗式水輪機(jī)。

大型水斗式水輪機(jī)的應(yīng)用水頭約300~1700m，小型水斗式水輪機(jī)的應(yīng)用水頭約為40~250m。

第二十三頁，共九十八頁，2022年，8月28日水斗式水輪機(jī)

1—轉(zhuǎn)輪葉片；2—導(dǎo)葉；3—發(fā)電機(jī)定子；4—發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子；5—燈泡體

第二十四頁，共九十八頁，2022年，8月28日沖擊式水輪機(jī)

斜擊式水輪機(jī)從轉(zhuǎn)輪的一側(cè)進(jìn)入輪葉再從另一側(cè)流出輪葉。

多用于中小型水電站，適用水頭為20~300m。

（a）轉(zhuǎn)輪；（b）斜擊式轉(zhuǎn)輪進(jìn)水示意圖1—管帽；2—針閥；3—輪葉第二十五頁，共九十八頁，2022年，8月28日沖擊式水輪機(jī)

雙擊式水輪機(jī)從噴嘴出來的射流先后兩次沖擊在轉(zhuǎn)輪葉片上。

適用于單機(jī)出力不超過1000KW的小型水電站，其適用水頭一般為5~100m。1—工作輪；2—噴嘴；3—調(diào)節(jié)閘板；4—舵輪；5—引水管；6—尾水槽第二十六頁，共九十八頁，2022年，8月28日小結(jié)第二十七頁，共九十八頁，2022年，8月28日

1、懸掛式發(fā)電機(jī):推力軸承位于轉(zhuǎn)子上方的發(fā)電機(jī)，它適用于轉(zhuǎn)速在100r/min以上。其優(yōu)點(diǎn)是推力軸承損耗小，裝配方便，運(yùn)轉(zhuǎn)較穩(wěn)定；缺點(diǎn)是機(jī)組高度較大，耗費(fèi)鋼材多。水輪發(fā)電機(jī)組的形式第二十八頁，共九十八頁，2022年，8月28日懸式發(fā)電機(jī)上下支撐下導(dǎo)與風(fēng)閘下導(dǎo)軸承定子外殼第二十九頁，共九十八頁，2022年，8月28日2、傘式發(fā)電機(jī)

推力軸承位于轉(zhuǎn)子下方，設(shè)在下機(jī)架上傳力方式：機(jī)組轉(zhuǎn)動部分重量→推力頭

→鏡板→推力軸瓦→下機(jī)架→機(jī)座→基礎(chǔ)

上機(jī)架：只支撐上導(dǎo)軸承和勵磁機(jī)定子。類型：1.普通傘式：有上、下導(dǎo)軸承

2.半傘式:有上導(dǎo)軸承，無下導(dǎo)軸承

3.全傘式:無上導(dǎo)軸承，有下導(dǎo)軸承高壓油膜第三十頁，共九十八頁，2022年，8月28日(1)普通傘式有上、下導(dǎo)軸承第三十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日(2)半傘式有上導(dǎo)，無下導(dǎo)。發(fā)電機(jī)通常將上機(jī)架埋入發(fā)電機(jī)層地板以下。第三十二頁，共九十八頁，2022年，8月28日(3)全傘式

無上導(dǎo)，有下導(dǎo)。轉(zhuǎn)動部分重量→推力軸承支撐結(jié)構(gòu)→頂蓋→座環(huán)第三十三頁，共九十八頁，2022年，8月28日第二章水輪機(jī)的型號及標(biāo)稱直徑

Z軸伸式X虹吸式S豎井式G罐式M明槽式P燈炮式H混凝土蝸殼J金屬蝸殼代號型式引水室特征GD貫流定漿式N可逆式GZ貫流轉(zhuǎn)漿式ZD軸流定漿式ZZ軸流轉(zhuǎn)漿式XL斜流式HL混流式代號型式水輪機(jī)型號HL200LJ500

一、反擊式水輪機(jī)的型號轉(zhuǎn)輪型號（用比轉(zhuǎn)速表示）W臥軸L立軸代號型式主軸布置型式轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑（厘米）第三十四頁，共九十八頁，2022年，8月28日二、沖擊式水輪機(jī)的型號設(shè)計(jì)射流直徑（厘米）每個(gè)轉(zhuǎn)輪上的噴嘴數(shù)轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑（厘米）主軸布置型式2CJ20–W-120/2×10轉(zhuǎn)輪型號水輪機(jī)型號一根軸上裝的轉(zhuǎn)輪數(shù)第三十五頁，共九十八頁，2022年，8月28日XLN200-LJ-300轉(zhuǎn)輪型號為200（比轉(zhuǎn)速）的斜流可逆式水輪機(jī)，立軸，金屬蝸殼引水，轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑300厘米GZ440-WP-750轉(zhuǎn)輪型號為440（比轉(zhuǎn)速）的貫流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)，臥軸，燈泡式引水機(jī)組，轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑750厘米HL240-LJ-410

混流式水輪機(jī)，型號240（比轉(zhuǎn)速)，立軸，金屬蝸殼，轉(zhuǎn)輪直徑為410厘米舉例第三十六頁，共九十八頁，2022年，8月28日關(guān)于轉(zhuǎn)輪直徑D1的規(guī)定混流式轉(zhuǎn)輪進(jìn)口邊的最大直徑軸流式轉(zhuǎn)輪室的最大直徑斜流式轉(zhuǎn)輪葉片的轉(zhuǎn)動軸線和轉(zhuǎn)輪室相交點(diǎn)的圓的直徑?jīng)_擊式切于噴嘴流出的射流中心線的圓周直徑第三十七頁，共九十八頁，2022年，8月28日第三章水輪機(jī)的工作參數(shù)

水輪機(jī)出力水輪機(jī)工作水頭水輪機(jī)流量水輪機(jī)效率水輪機(jī)轉(zhuǎn)速水輪機(jī)的主要工作參數(shù)有5個(gè)第三十八頁，共九十八頁，2022年，8月28日一、水頭

Head

水輪機(jī)工作水頭又稱凈水頭，有效水頭毛水頭-水頭損失=凈水頭

第三十九頁，共九十八頁，2022年，8月28日水輪機(jī)流量：水流在單位時(shí)間內(nèi)通過水輪機(jī)的水流體積通常用Q表示，其單位為m3/s水輪機(jī)的引用流量主要隨著水輪機(jī)的工作水頭和出力的變化而變化在設(shè)計(jì)水頭下水輪機(jī)以額定出力工作時(shí)其過水流量最大H和Q是水力發(fā)電的兩大要素，

H大Q小也發(fā)不出大量電，Q大H小也發(fā)不出大量電第四十頁，共九十八頁，2022年，8月28日轉(zhuǎn)速n：水輪機(jī)組每分鐘轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)數(shù)對于大中型水輪發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)是同軸運(yùn)行的，所以它們的轉(zhuǎn)速相同，并需要滿足同步轉(zhuǎn)速的要求。

磁極對數(shù)p3456789.....同步轉(zhuǎn)速n1000750600500428.6375333.3.....第四十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日出力P與效率η

水輪機(jī)的出力是指水輪機(jī)軸端輸出的功率，常用符號P表示，單位為KW。水輪機(jī)出力P與水流出力Pn之比稱為水輪機(jī)的效率，用符號ηt表示。

水力效率:容積效率:機(jī)械效率：水輪機(jī)效率還可表示為第四十二頁，共九十八頁，2022年，8月28日第四章公司電站主機(jī)設(shè)備參數(shù)表（部分）

一、小水電廠設(shè)備參數(shù)(點(diǎn)擊)二、大水電廠設(shè)備參數(shù)(點(diǎn)擊)第四十三頁，共九十八頁，2022年，8月28日第五章水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)

反擊式水輪機(jī)通常由四大部分組成進(jìn)水部件：蝸殼和座環(huán)導(dǎo)水部件：導(dǎo)葉及其傳動機(jī)構(gòu)工作部件：轉(zhuǎn)輪泄水部件：尾水管

這四大部分對于不同類型的水輪機(jī)各不完全相同，有著自身的特點(diǎn)第四十四頁，共九十八頁，2022年，8月28日引水部件—蝸殼和座環(huán)蝸殼以沿水流方向過水?dāng)嗝娴拿娣e逐漸減小的蝸形流道，緊緊圍住導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，使水流進(jìn)入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)具有一定的旋轉(zhuǎn)環(huán)量。并基本保證水流的對稱、均勻性，從而提高效率。第四十五頁，共九十八頁，2022年，8月28日三峽電站的一臺機(jī)組蝸殼，由高強(qiáng)度鋼板卷制焊接而成，與大壩引水管相連，蝸殼中間是座環(huán)及固定導(dǎo)葉。第四十六頁，共九十八頁，2022年，8月28日焊接后的蝸殼用混凝土澆筑在發(fā)電廠房地下。

第四十七頁，共九十八頁，2022年，8月28日引水部件—蝸殼和座環(huán)座環(huán)水輪機(jī)過流部件，也是水輪機(jī)承重部件，是水輪機(jī)的支柱，支撐水輪機(jī)的固定導(dǎo)水葉(導(dǎo)葉)，其作用是合理分配流量，及導(dǎo)流，使水流有方向、均勻地進(jìn)入轉(zhuǎn)輪。座環(huán)第四十八頁，共九十八頁，2022年，8月28日蝸殼分節(jié)座環(huán)蝶形邊第四十九頁，共九十八頁，2022年，8月28日功用：①引導(dǎo)水流按一定方向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪；②形成與改變進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的速度環(huán)量；③根據(jù)機(jī)組負(fù)荷變化，調(diào)節(jié)水輪機(jī)流量，改變出力；④關(guān)機(jī)時(shí)截?cái)嗨?。?dǎo)水機(jī)構(gòu)（distributor）

第五十頁，共九十八頁，2022年，8月28日組成：導(dǎo)葉和傳動機(jī)構(gòu)。

導(dǎo)葉：導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的主體，由導(dǎo)葉體和導(dǎo)葉軸兩部分組成。上下端分別固定在底環(huán)和頂蓋上，為流線形。

傳動機(jī)構(gòu)：由控制環(huán)、連桿、轉(zhuǎn)臂三部分組成，用于傳遞接力器操作力矩，使導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動，改變導(dǎo)葉開度以改變流量。導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動是通過調(diào)速器和接力器來實(shí)現(xiàn)的。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)（distributor）

第五十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日導(dǎo)水機(jī)構(gòu)（distributor）

第五十二頁，共九十八頁，2022年，8月28日接力器示意圖接力器用于操作控制環(huán)的轉(zhuǎn)動。接力器的基本部件:接力器缸和活塞。第五十三頁，共九十八頁，2022年，8月28日工作部件—轉(zhuǎn)輪是水輪機(jī)的核心轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪是直接將水能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能的過流部件，它對水輪機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)、尺寸等起著決定性的作用，是水輪機(jī)的核心部分。第五十四頁，共九十八頁，2022年，8月28日功用引導(dǎo)水流進(jìn)入下游河道，并回收部分動能和勢能。

尾水管（drafttube）第五十五頁，共九十八頁，2022年，8月28日型式：直錐形——用于小型水輪機(jī)；彎錐形——用于臥軸水輪機(jī)；彎肘形——（大中型電站）。

直錐形彎錐形尾水管（drafttube）第五十六頁，共九十八頁，2022年，8月28日組成：進(jìn)口直錐段、肘管、出口擴(kuò)散段。尾水管（drafttube）第五十七頁，共九十八頁，2022年，8月28日龍灘水電站尾水管施工第五十八頁，共九十八頁，2022年，8月28日上冠下環(huán)泄水錐翼型扭曲葉片

(12~21片)

止漏環(huán)(迷宮環(huán))減壓裝置

混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪第五十九頁，共九十八頁，2022年，8月28日軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪軸流式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪是由輪轂、輪葉和泄水錐三部分組成。在輪轂四周按懸臂方式安裝輪葉，輪葉是扭曲面。邊緣薄，根部厚，外形類似螺旋槳。輪葉數(shù)目按工作水頭大小而定，工作水頭較低，輪葉數(shù)較少；反之，較多。一般為3～8片第六十頁，共九十八頁，2022年，8月28日水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)

圓柱式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)制造方便，能保證水輪機(jī)有足夠高的效率，因而獲得了廣泛采用。第六十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日

圖5-13徑向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)示意圖

圖5-14圓錐式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)示意圖第六十二頁，共九十八頁，2022年，8月28日導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的組成目前在混流式和軸流式水輪機(jī)中，普遍采用圓柱式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，如圓柱式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)示意圖。它位于蝸殼座環(huán)內(nèi)圈，主要組成部分有頂蓋、底環(huán)、控制環(huán)、導(dǎo)葉、導(dǎo)葉套筒、導(dǎo)葉傳動機(jī)構(gòu)（包括導(dǎo)葉臂、連桿、連接板）和接力器等部件組成。第六十三頁，共九十八頁，2022年，8月28日1）導(dǎo)葉。導(dǎo)葉是導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的主要組成部件，均勻分布于轉(zhuǎn)輪的外圍、底環(huán)和頂蓋之間。導(dǎo)葉的斷面形狀為翼型，首端較厚，尾端較薄，這樣即可以保證強(qiáng)度又可以減少水力損失。導(dǎo)葉一般由導(dǎo)葉體和導(dǎo)葉軸組成，有三種結(jié)構(gòu)型式：第一種是整體鑄造，如圖5-16(a)所示，為了減輕導(dǎo)葉重量，通常做成中空導(dǎo)葉，壁厚由強(qiáng)度計(jì)算或鑄造工藝可行性確定。第二種是鑄焊導(dǎo)葉，如圖5-16(b)所示，導(dǎo)葉體和軸分別鑄，然后再焊接在一起。第三種是焊接導(dǎo)葉，如圖5-16(c)所示，導(dǎo)葉體都用鋼板壓制后，再焊接成型，最后與導(dǎo)葉軸焊成整體。第六十四頁，共九十八頁，2022年，8月28日導(dǎo)水機(jī)構(gòu)環(huán)形部件導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的環(huán)形部件有底環(huán)、控制環(huán)、頂蓋和支持蓋，它們受力比較復(fù)雜，制造要求比較高。①底環(huán)。是一個(gè)扁平的環(huán)形部件，位于導(dǎo)葉下方，安裝在座環(huán)或基礎(chǔ)環(huán)上，它與頂蓋或支持蓋形成流道，并用來安裝導(dǎo)葉下軸套。底環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖5-17所示。大多數(shù)底環(huán)都采用ZG270-500鑄鋼鑄造，大型機(jī)組中因受運(yùn)輸條件限制，可分為兩半或更多瓣組合。在制造安裝時(shí)，要注意底環(huán)上的導(dǎo)葉軸孔應(yīng)與頂蓋上相應(yīng)的導(dǎo)葉軸孔同心，為此，中小型機(jī)組通常采用第六十五頁，共九十八頁，2022年，8月28日②控制環(huán)。是傳遞接力器作用力，并通過傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)葉的環(huán)形部件。為了減少摩擦和轉(zhuǎn)動靈活，在控制環(huán)的底面和側(cè)面裝有抗磨板。如圖5-18所示，控制環(huán)可采用ZG270-500鑄鋼鑄造或Q235鋼板焊接結(jié)構(gòu)，大型的控制環(huán)受運(yùn)輸限制，也可設(shè)計(jì)成分瓣結(jié)構(gòu)。控制環(huán)上部有耳環(huán)與推拉桿相連接，下部與叉頭或耳柄相連，通過它使每個(gè)導(dǎo)葉傳動機(jī)構(gòu)同步動作，開啟或關(guān)閉導(dǎo)葉。根據(jù)耳環(huán)數(shù)目和布置不同，控制環(huán)可分為單耳式、雙耳交叉式、雙耳平行式和無耳式。大中型多采用雙耳平行式，當(dāng)采用環(huán)形接力器時(shí)，則采用無耳式。第六十六頁，共九十八頁，2022年，8月28日圖5-18控制環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖

第六十七頁，共九十八頁，2022年，8月28日③頂蓋和支持蓋。頂蓋和支持蓋是水輪機(jī)的主要部件，在頂蓋的導(dǎo)葉軸孔中裝有導(dǎo)葉套筒，頂蓋上平面的支持環(huán)支承著控制環(huán)，是水輪機(jī)的主要受力部件，要求有足夠的強(qiáng)度和剛度，所以多數(shù)的頂蓋和支持蓋為箱形結(jié)構(gòu)。第六十八頁，共九十八頁，2022年，8月28日圖5-20混流式水輪機(jī)頂蓋示意圖第六十九頁，共九十八頁，2022年，8月28日水輪機(jī)主軸圖5-27主軸示意圖（a）單法蘭主軸；（b）無法蘭主軸；（c）雙法蘭主軸第七十頁，共九十八頁，2022年，8月28日水輪機(jī)主軸主軸是水輪機(jī)的主要部件之一，它的一端與發(fā)電機(jī)軸連接，另一端接水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪。它的作用是將水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能傳遞給發(fā)電機(jī)，從而帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。此外，主軸還承受轉(zhuǎn)輪的軸向水推力和轉(zhuǎn)動部件的重量。第七十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日水輪機(jī)主軸（2）主軸與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的連接型式。中小型的水輪機(jī)，常采用無法蘭與單法蘭的主軸，它與轉(zhuǎn)輪的連接簡單，一般采用錐度配合定心和用鍵傳遞扭矩的方式。對于大中型水輪機(jī)，通常采用雙法蘭主軸第七十二頁，共九十八頁，2022年，8月28日水輪機(jī)主軸圖5-28與混流式轉(zhuǎn)輪的連接示意圖1-主軸；2-護(hù)罩；3-沉頭螺釘；4、10-聯(lián)軸螺母；5-連接螺栓；6-轉(zhuǎn)輪上冠；7-螺釘；8-鍵；9-螺栓第七十三頁，共九十八頁，2022年，8月28日水輪機(jī)主軸密封裝置主軸密封裝置是用以減少主軸與固定部件之間漏水的裝置。水輪機(jī)主軸密封是水輪機(jī)正常工作的重要保護(hù)裝置。一種是機(jī)組正常運(yùn)行中，橡膠軸承壓力水箱的密封和稀油潤滑軸承下部防止機(jī)組漏水的密封，稱為工作密封。另一種檢修主軸密封時(shí)阻止主軸與固定部件之間漏水的可膨脹式密封，稱為檢修密封。第七十四頁，共九十八頁，2022年，8月28日工作密封圖5-29填料密封

圖5-30單層橡膠平板密封1-主軸；2-壓環(huán)；3-填料箱；4-填料；5-頂蓋1-轉(zhuǎn)環(huán)；2-抗磨板；3-壓板；4-橡膠板第七十五頁，共九十八頁，2022年，8月28日檢修密封圖5-33檢修密封(a)圍帶式；(b)抬機(jī)式；(c)機(jī)械式第七十六頁，共九十八頁，2022年，8月28日水輪機(jī)導(dǎo)軸承導(dǎo)軸承是保持主軸中心位置，并承受徑向力的軸承。水輪機(jī)導(dǎo)軸承的型式很多，按潤滑介質(zhì)不同，分為水潤滑導(dǎo)軸承和油潤滑導(dǎo)軸承兩種。第七十七頁，共九十八頁，2022年，8月28日水輪機(jī)導(dǎo)軸承圖5-34橡膠軸承1-軸承體；2-水箱；3-橡膠瓦；4-排水管；5-壓力表；6-密封；7-進(jìn)水管；8-調(diào)整螺釘?shù)谄呤隧?，共九十八頁?022年，8月28日油潤滑導(dǎo)軸承稀油潤滑導(dǎo)軸承的結(jié)構(gòu)型式有分塊瓦式和圓筒瓦式導(dǎo)軸承兩種。圖5-35分塊瓦軸承1-主軸軸領(lǐng)；2-軸瓦；3-擋油箱；4-軸承體；5-調(diào)整螺釘；6-軸承蓋；7-油位計(jì)；8-主軸第七十九頁，共九十八頁，2022年，8月28日水輪機(jī)的輔助裝置圖5-37軸心孔補(bǔ)氣閥(a)球形真空吸力閥；(b)平板式真空吸力閥1-墊板；2-橡皮球、橡膠平板；3-托架；4-彈簧；5-主軸中心孔；6-主軸；7-外罩；8-底座第八十頁，共九十八頁，2022年，8月28日水輪機(jī)的輔助裝置1、補(bǔ)氣裝置當(dāng)混流式水輪機(jī)偏離最優(yōu)工況運(yùn)行時(shí)，在尾水管內(nèi)會不同程度地存在著壓力脈動,導(dǎo)致機(jī)組劇烈振動、負(fù)荷擺動、效率降低等不良情況，可向尾水管適當(dāng)補(bǔ)入空氣，利用空氣的吸振作用，降低渦帶的強(qiáng)度，提高機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。第八十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日第六章水輪發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

水輪發(fā)電機(jī)的主要作用是將水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能最終轉(zhuǎn)換成電能，其結(jié)構(gòu)與性能的好壞對電站的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。水輪發(fā)電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、機(jī)架、推力軸承、導(dǎo)軸承、冷卻器、制動器等部件組成。第八十二頁，共九十八頁，2022年，8月28日水輪發(fā)電機(jī)定子結(jié)構(gòu)

水輪發(fā)電機(jī)定子主要由機(jī)座、鐵芯和三相繞組線圈等組成。鐵芯固定在機(jī)座上。三相繞組線圈嵌裝在鐵芯的齒槽內(nèi)。發(fā)電機(jī)定子機(jī)座、鐵芯和三相繞組統(tǒng)一體統(tǒng)稱為發(fā)電機(jī)的定子，也稱為電樞。

第八十三頁，共九十八頁，2022年，8月28日立軸水輪發(fā)電機(jī)定子結(jié)構(gòu)

機(jī)座鐵心線圈第八十四頁，共九十八頁，2022年，8月28日機(jī)座

定子機(jī)座一般呈圓形，小容量水輪發(fā)電機(jī)多數(shù)采用鑄鐵整圓機(jī)座，也有采用鋼板焊接的箱形結(jié)構(gòu)；容量較大的水輪發(fā)電機(jī)的機(jī)座由鋼板制成的壁、環(huán)、立筋及合縫板等零件焊接組裝而成。機(jī)座應(yīng)有足夠的剛度，同時(shí)還應(yīng)能適應(yīng)鐵心的熱變形。

第八十五頁，共九十八頁，2022年，8月28日鐵芯

定子鐵芯是定子的一個(gè)重要部件，由扇形沖片、通風(fēng)槽片、定位筋、齒壓板，拉緊螺桿及固定片等零部件裝壓而成。定子鐵芯的作用是：作為磁路的主要組成部分，為發(fā)電機(jī)提供磁阻很小的磁路，以通過發(fā)電機(jī)所需要的磁通，并用以固定繞組。繞組三相繞組由絕緣導(dǎo)線繞制而成，均勻地分布于鐵芯內(nèi)圓齒槽中。三相繞組接成Y形，它的作用是當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子繞組切割磁力線而感應(yīng)出電勢。

第八十六頁，共九十八頁，2022年，8月28日水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)換能量和傳遞轉(zhuǎn)矩的主要部件，一般由主軸、轉(zhuǎn)子支架、磁軛、磁極等部件組成。立軸水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

第八十七頁，共九十八頁，2022年，8月28日主軸

主軸的作用是用來傳遞扭矩，應(yīng)具有一定的強(qiáng)度和剛度。主軸一般由35號、40號、45號或20SiMn等鋼整鍛而成。小容量水輪發(fā)電機(jī)一般采用整鍛實(shí)心軸，也有的采用無縫鋼管作為軸；大、中型容量的發(fā)電機(jī)采用整鍛空心軸。第八十八頁，共九十八頁，2022年，8月28日磁極

磁極是提供勵磁磁場的磁感應(yīng)部件，由磁極鐵芯，線圈，上、下托板，極身絕緣，阻尼繞組及鋼墊板等零部件組成。磁極鐵芯分實(shí)心和疊片兩種結(jié)構(gòu)。中、小容量高轉(zhuǎn)速水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，常采用實(shí)心磁極結(jié)構(gòu)，整體鍛造或鑄造而成。轉(zhuǎn)速大于或等于750r／min的小型水輪發(fā)電機(jī)，常采用磁極鐵芯連同轉(zhuǎn)子的磁軛與主軸整體鍛造加工。磁極固定方式通常采用螺釘、T尾和鴿尾結(jié)構(gòu)。第八十九頁，共九十八頁，2022年，8月28日磁軛與轉(zhuǎn)子支架

磁軛的作用是構(gòu)成磁路并固定磁極。轉(zhuǎn)子支架的作用是固定磁軛。對于定子鐵芯外徑小于325cm的中小容量的水輪發(fā)電機(jī)，磁軛可用鑄鋼或整圓的厚鋼板制造，不需要專門的轉(zhuǎn)子支架。對于定子鐵芯外徑較大的水輪發(fā)電機(jī)，磁軛通過轉(zhuǎn)子支架和主軸連成一體。磁軛的外緣加工有T尾、鷴尾槽或螺孔，用以固定磁極。第九十頁，共九十八頁，2022年，8月28日機(jī)架

機(jī)架是立軸水輪發(fā)電機(jī)安置推力軸承、導(dǎo)軸承、制動器及水輪機(jī)受油器的支撐部件，是水輪發(fā)電機(jī)較為重要的結(jié)構(gòu)件。機(jī)架由中心體和支臂組成，一般采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，中心體為圓盤形式，支臂大多為工字梁形式。機(jī)架按其所處的位置分為上、下機(jī)架，按承載性質(zhì)分為負(fù)荷機(jī)架和非負(fù)荷機(jī)架。第九十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日推力軸承

推力軸承的組成和作用

推力軸承是應(yīng)用液體潤滑承載原理的機(jī)械結(jié)構(gòu)部件，主要由軸承座及支承、軸瓦、鏡板、推力頭、油槽及冷卻裝置等部件組成。其主要作用是承受立軸水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)