(完整版)《水輪機及輔助設(shè)備》項目二水輪機的類型及結(jié)構(gòu)

項目二拆卸水輪機課程：《水輪機及輔助設(shè)備運行與檢修》項目二拆卸水輪機教學(xué)目標(biāo)任務(wù)2.1情境2-1情境2-2任務(wù)2.2情境2-3情境2-4返回【任務(wù)2.1】拆卸導(dǎo)水機構(gòu)與水導(dǎo)及主軸密封返回【任務(wù)2.2】拆卸水輪機轉(zhuǎn)輪返回2.1水輪機轉(zhuǎn)輪的相關(guān)知識2.1.1軸流式水輪機的類型軸流式水輪機是指軸面水流軸向進、出轉(zhuǎn)輪的反擊式水輪機軸流式水輪機軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機軸流調(diào)漿式水輪機軸流定漿式水輪機返回軸流式水輪機是指軸面水流軸向進、出轉(zhuǎn)輪的反擊式水輪機軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機轉(zhuǎn)輪返回軸流定槳式水輪機返回軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機是指轉(zhuǎn)輪槳葉可與導(dǎo)葉協(xié)聯(lián)調(diào)節(jié)的軸流式水輪機，又稱卡普蘭式水輪機。（1）軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機操作油管水導(dǎo)軸承主軸密封輪葉接力器葉片操作機構(gòu)水輪機大軸頂蓋支持蓋轉(zhuǎn)輪體泄水錐軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機轉(zhuǎn)輪內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)視頻軸流調(diào)槳式水輪機是指僅檢在檢修拆出轉(zhuǎn)輪時，槳葉角度可調(diào)節(jié)的軸流式水輪機，又稱托馬式水輪機。軸流定槳式水輪機是指轉(zhuǎn)輪槳葉不可調(diào)的軸流式水輪機。(2)軸流調(diào)槳式水輪機(3)軸流定槳式水輪機（結(jié)構(gòu)圖）軸流定槳式水輪機結(jié)構(gòu)圖1-轉(zhuǎn)輪體；2-槳葉；3-泄水錐返回2.1.2軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)2.1水輪機轉(zhuǎn)輪的相關(guān)知識轉(zhuǎn)輪體槳葉槳葉操作機構(gòu)泄水錐槳葉密封裝置槳葉操作的液壓傳動系統(tǒng)軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)圖片視頻結(jié)構(gòu)圖片視頻結(jié)構(gòu)視頻結(jié)構(gòu)圖片視頻結(jié)構(gòu)視頻結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)視頻軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機轉(zhuǎn)輪在運行過程中可控制槳葉繞自身軸線轉(zhuǎn)動，槳葉轉(zhuǎn)動的角度稱為槳葉轉(zhuǎn)角或裝置角，通常以φ表示。轉(zhuǎn)輪主要由轉(zhuǎn)輪體、槳葉、槳葉操作機構(gòu)、泄水錐、槳葉密封裝置及槳葉的操作系統(tǒng)等組成轉(zhuǎn)輪體的主要作用是裝置轉(zhuǎn)輪槳葉和布置轉(zhuǎn)槳操作機構(gòu)，轉(zhuǎn)輪體又稱輪轂，根據(jù)外形，可分為圓柱形和球形兩種1-外油管；2-內(nèi)油管；3-溢油管；4-主軸法蘭連接螺栓；5-活塞；6-活塞環(huán)；7-輪轂；8-泄水錐連接螺栓；9-放油閥；10-密封；11-槳葉樞軸；12-卡環(huán)；13-圓柱銷；14-轉(zhuǎn)臂；15-銷軸；16-連桿；17-鍵；18-操作架；19-分半卡環(huán)；20-端蓋；21-泄水錐；22-螺栓；23-導(dǎo)向鍵；24-圓銷軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機轉(zhuǎn)輪返回返回（a）圓柱形轉(zhuǎn)輪體（b）球形轉(zhuǎn)輪體返回轉(zhuǎn)輪體動畫演示返回槳葉是水流能量轉(zhuǎn)換的主要部件，呈空間扭曲狀，斷面為翼型。轉(zhuǎn)輪槳葉由槳葉本體和樞軸兩部分組成。槳葉樞軸結(jié)構(gòu)1-槳葉；2-槳葉法蘭；3-樞軸;4-螺栓（a）整體式（b）分件式返回返回槳葉操作機構(gòu)示意圖1-槳葉；2-槳葉轉(zhuǎn)軸；3、4-軸承；5-轉(zhuǎn)臂；6-連桿；7-操作架；8-接力器活塞；9-操作軸返回槳葉操作機構(gòu)安裝在轉(zhuǎn)輪體內(nèi)，它是由調(diào)速器來控制的，其作用是用來改變槳葉的轉(zhuǎn)角。帶操作架操作機構(gòu)由轉(zhuǎn)輪接力器、操作軸、操作架、連桿、轉(zhuǎn)臂等組成。葉片操作機構(gòu)返回葉片操作機構(gòu)動作原理返回1-轉(zhuǎn)輪體；2-螺釘；3-保險墊；4-護蓋；5-泄水錐泄水錐連接結(jié)構(gòu)返回返回λ型可拆卸式槳葉密封裝置不可拆卸式槳葉密封裝置1-樞軸；2-止推軸套；3、轉(zhuǎn)臂；4-磷青銅彈簧片；1-螺釘；2-壓環(huán)；3-密封環(huán)；4-頂起環(huán)；5-膠皮墊片；6-雙頭螺柱；7-牛皮圈；8-鎖定片；5-彈簧；6-槳葉法蘭；7-螺釘；8-轉(zhuǎn)輪體9-螺帽；10.槳葉；11.轉(zhuǎn)輪體；12.壓環(huán)為了防止轉(zhuǎn)輪體內(nèi)的壓力油向外滲漏或外部壓力水滲入轉(zhuǎn)輪體內(nèi)，在槳葉和轉(zhuǎn)輪體之間必須設(shè)置槳葉密封裝置。槳葉密封裝置主要有不可拆卸式密封和可拆卸式密封兩種型式。組合式槳葉密封裝置1-“O“型密封圈；2-壓環(huán)；3、支撐環(huán)；4-“v“型密封圈；5-墊片；6.槳葉；7-轉(zhuǎn)輪體；8-槳葉法蘭；9-X型密封環(huán)；10-螺釘；11-V型密封環(huán)；12-頂起環(huán)；13-彈簧；14-轉(zhuǎn)輪體；15-彈簧；16-導(dǎo)向銷；17-螺栓；18-預(yù)緊環(huán)；19-“V”形密封圈；20-墊環(huán)；21-“”形密封圈；22-壓環(huán)；23-葉片；24-“O”形密封圈；25-轉(zhuǎn)輪體（c）V、型組合密封裝置（b）V、X型組合密封裝置（a）V型橡膠環(huán)雙向密封裝置返回6．槳葉操作的液壓傳動系統(tǒng)槳葉操作的液壓傳動系統(tǒng)由槳葉接力器、內(nèi)外操作油管、受油器、固定油管和葉輪配壓閥組成。其作用是將葉輪配壓閥的壓力油送入槳葉接力器的開啟腔或關(guān)閉腔，實現(xiàn)葉輪的開啟或關(guān)閉操作。同時，將葉輪的操作信號反饋至調(diào)速器中。壓力油回油漏油槳葉反饋信號去調(diào)速器操作油管槳葉接力器葉片操作架轉(zhuǎn)輪體水輪機大軸4）槳葉操作系統(tǒng)泄水錐受油器結(jié)構(gòu)1-排油孔；2-壓力油管；3-恢復(fù)鋼絲繩；4-滾輪架；5、花鍵軸；6-恢復(fù)軸承；7-受油器體；8-內(nèi)油管；9-上軸瓦；10、軸瓦座；11-有機玻璃蓋板；12-測量孔；13-甩油盤；14-受油器底座；15.中軸瓦；16.外油管；17.下軸瓦；18-組合螺栓；19-絕緣墊板；20-絕緣套管；21-絕緣墊板；22.限位螺釘；23.紫銅墊片；24.橡膠石棉墊；25.發(fā)電機小軸1）受油器自整位受油器結(jié)構(gòu)1-壓力油管；2-節(jié)流板；3-受油器頂筒；4-中軸瓦座；5、上軸瓦座；6-回油管；7-上軸瓦；8-上壓板；9-止漏盤根；10、下軸瓦座；11-排氣閥；12-內(nèi)油管；13-中軸瓦；14-中壓板；15.甩油盤蓋；16.外油管；17.下軸瓦；18-下壓板；19-受油器底座；20-甩21-緊固螺釘；22.上操作油管；23.壓板螺釘；24.上操作油管；25.發(fā)電機小軸1）受油器

受油器及操作油管1-恢復(fù)軸承；2-受油器體；3?-操作油管頭部；4-槽孔；5-上操作油管；6-鋼套；7-中操作油管；8-法蘭；9-導(dǎo)向管；10-螺釘；11-外操作油管；12-內(nèi)操作油管；13-下操作油管2）操作油管操作油管由內(nèi)油管12和外油管11組成。操作油管分上、中、下三段，各段之間采用法蘭連接。為增加其剛度，在主軸中心孔內(nèi)裝有一定數(shù)量的引導(dǎo)瓦。在裝有引導(dǎo)瓦地部位，操作油管焊有導(dǎo)向套。返回操作油管演示動畫操作架活塞樞軸連桿返回2.1.3軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)實例如圖所示，為ZZ560－LH－1130軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)輪型號為560，立軸、混凝土蝸殼，轉(zhuǎn)輪直徑為1130cm。水輪機基本參數(shù)有：最大水頭Hmax＝27m，設(shè)計水頭Hr＝18.6m，最小水頭Hmin＝10.6m。額定流量Qr＝1130m3/s，額定轉(zhuǎn)速nr=54.6r/min，飛逸轉(zhuǎn)速nrun＝120r/min，額定輸出功率Pr＝175.3MW。實例圖片ZZ560－LH－1130型水輪機1-基礎(chǔ)環(huán)；2-底環(huán)；3-導(dǎo)葉；4-座環(huán)；5-頂蓋；6-支持蓋；7-導(dǎo)葉傳動機構(gòu)；8-控制環(huán)；9-導(dǎo)葉軸套；10-套筒密封；11-真空破壞閥；12-接力器；13-推力軸承支架；14-主軸；15-導(dǎo)軸承；16-主軸密封；17-檢修密封；18-轉(zhuǎn)輪；19-槳葉密封；20-轉(zhuǎn)輪接力器兼操作架2.1.4水輪機轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)的擴展知識1-減壓裝置；2、6-止漏環(huán)；3-上冠；4-槳葉；5-泄水錐；7-下環(huán)點擊看大圖1.混流式水輪機轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)(a)低水頭(b)中水頭?(c)高水頭高比轉(zhuǎn)速中比轉(zhuǎn)速低比轉(zhuǎn)速

D1<D2D1=D2D1>D2混流式水輪機轉(zhuǎn)輪形狀2）混流式水輪機的結(jié)構(gòu)型式整鑄轉(zhuǎn)輪把槳葉、上冠和下環(huán)整體鑄造而成的轉(zhuǎn)輪鑄焊轉(zhuǎn)輪鑄焊轉(zhuǎn)輪是指將轉(zhuǎn)輪的上冠、槳葉和下環(huán)分別鑄造，然后焊接成整體示意圖組合轉(zhuǎn)輪當(dāng)轉(zhuǎn)輪直徑大于5.5m時，因受運輸條件或鑄造能力的限制，有必要把轉(zhuǎn)輪分半制作，運到現(xiàn)場再組合成整體鑄焊轉(zhuǎn)輪

1-上冠；2-槳葉；3-下環(huán)；4-焊縫混流式水輪機轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)實例（1）HL200－LJ－550型水輪機。如圖所示，HL200－LJ－550混流式水輪機，轉(zhuǎn)輪型號為200，立軸、金屬蝸殼，轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑為550cm。水輪機的基本參數(shù)為：最大水頭Hmax＝126m，額定水頭Hr＝112m，最小水頭Hmin＝81m。額定流量Qr＝307m3/s，額定轉(zhuǎn)速nr=125r/min，飛逸轉(zhuǎn)速nrun＝260r/min，額定輸出功率Pr＝306MW，最大效率ηmax=92.5%，軸向水推力Fh＝9810kN，吸出高度Hs=－5m，安裝高程Z＝286m。實例圖片

1-蝸殼；2-座環(huán)；3-導(dǎo)葉；4-轉(zhuǎn)輪；5-減壓裝置；6-止漏環(huán)；7-接力器；8-導(dǎo)軸承；9-平板密封；10-抬機式檢修密封；11-主軸；12-控制環(huán)；13-抗磨板；14-支持環(huán)；15頂蓋；16-導(dǎo)葉傳動機構(gòu)；17-尼龍軸套；18-導(dǎo)葉密封；19-真空破壞閥；20-吸力式空氣閥；21-十字補氣架；22-尾水管鋼板里襯HL200－LJ－550水輪機剖面圖混流式水輪機轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)實例（2）HL100－LJ－210型水輪機。如圖所示，HL100－LJ－210為低比速混流式水輪機，它應(yīng)用于水頭較高的水電站。該水輪機的基本參數(shù)有：最大水頭Hmax＝318m，額定水頭Hr＝270m，最小水頭Hmin＝260m。額定流量Qr＝17.3m3/s，額定轉(zhuǎn)速nr=500r/min，飛逸轉(zhuǎn)速nrun＝839r/min，額定輸出功率Pr＝41.5MW，軸向水推力Fh＝1078.7kN，吸出高度Hs=－3.4m，安裝高程Z＝875.8m。實例圖片

1-上錐管；2-分瓣鑄造的座殼與座環(huán)；3-基礎(chǔ)環(huán)；4-底環(huán)；5-導(dǎo)葉；6-套筒；7-L型橡皮密封；8-抗磨板；9-控制環(huán)；10-剪斷銷；11-導(dǎo)葉臂；12-接力器；13-冷卻器；14-真空破壞閥；15-徑向鍵；16-轉(zhuǎn)輪；17-水封裝置；18-主軸；19-筒式軸承；20-轉(zhuǎn)動油盤；21-調(diào)相進氣管兼作均壓排水管；22-空氣圍帶；23-連接螺栓；4-吸力空氣閥；25-泄水錐；26-下部固定梳齒止漏環(huán)；27-水位信號器HL100－LJ－210型水輪機（1）流道結(jié)構(gòu)簡單、水力損失小。（2）機組過水能力大、比轉(zhuǎn)速和效率高。（3）機組尺寸小，重量輕。（4）結(jié)構(gòu)布置緊湊，土建投資少。（5）貫流式水輪機適合作可逆式水泵水輪機運行。隨著國內(nèi)貫流式機組設(shè)計、制造水平的提高，水頭在25m以下的水頭段中，已基本取代軸流式機組。它與中、高水頭水電站、低水頭立軸的軸流式水電站相比，具有以下顯著的優(yōu)點。2.1.4水輪機轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)的擴展知識2．貫流式水輪機全貫流式水輪機半貫流式水輪機軸伸式堅井式虹吸式燈炮式2．貫流式水輪機全貫流式水輪機的發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁極與水輪機轉(zhuǎn)輪槳葉合為一體，而發(fā)電機的磁極直接安裝在水輪機槳葉的外緣上，其上有密封防止?jié)B漏。如圖所示軸伸貫流式機組均采用臥式布置。如圖所示它是將發(fā)電機布置于一堅井內(nèi)，水輪機與發(fā)電機的連接是通過齒輪或皮帶等增速裝置連接在一起。如圖所示虹吸貫流式是把水輪機裝在一虹吸管道中而得名的。如圖所示燈泡貫流式水輪機把發(fā)電機密封安裝在水輪機上游側(cè)一個燈炮形的金屬殼體中，水輪機轉(zhuǎn)輪與發(fā)電機主軸水平連接。如圖所示全貫流式水輪機返回軸伸貫流式水輪機返回堅井貫流式水輪機圖返回虹吸貫流式水輪機圖返回?zé)襞谪灹魇剿啓C返回如圖所示，為GZ003－WP－550貫流轉(zhuǎn)槳式水輪機結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)輪型號為003，臥軸燈泡式，轉(zhuǎn)輪直徑為550cm。該水輪機基本參數(shù)有：最大水頭Hmax＝10m，設(shè)計水頭Hr＝6.2m，最小水頭Hmin＝3m。額定流量Qr＝199m3/s，額定輸出功率Pr＝10.46MW，額定轉(zhuǎn)速nr=78.9r/min，飛逸轉(zhuǎn)速nrun＝215r/min。實例圖片

1-上錐管；2-分瓣鑄造的座殼與座環(huán)；3-基礎(chǔ)環(huán)；4-底環(huán)；5-導(dǎo)葉；6-套筒；7-L型橡皮密封；8-抗磨板；9-控制環(huán)；10-剪斷銷；11-導(dǎo)葉臂；12-接力器；13-冷卻器；14-真空破壞閥；15-徑向鍵；16-轉(zhuǎn)輪；17-水封裝置；18-主軸；19-筒式軸承；20-轉(zhuǎn)動油盤；21-調(diào)相進氣管兼作均壓排水管；22-空氣圍帶；23-連接螺栓；4-吸力空氣閥；25-泄水錐；26-下部固定梳齒止漏環(huán)；27-水位信號器GZ003－WP－550型水輪機燈泡貫流式水輪機結(jié)構(gòu)實例水斗式水輪機又稱貝爾頓式水輪機，它與反擊式水輪機的水能能量轉(zhuǎn)換特征不同，只利用水流的動能。2.1.4水輪機轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)的擴展知識3.水斗式水輪機水斗式水輪機的布置型式有臥軸和立軸兩種。其中，臥軸適用于中小型機組，主軸可配置1～3個轉(zhuǎn)輪，由于轉(zhuǎn)輪空間上布置不方