浅谈小型卧轴混流式水轮发电机安装要点

摘要：无论是大型的水轮发电机，还是中小型的水轮发电机，其使用过程中的安全性、稳定性，除了跟产品的出厂质量、运行管理的合理性有关之外，还跟其在投入运行之前的安装质量有关，一个好的产品，如果没有较高的安装精度，再好的水轮发电机也无法在实际运行中达到设计的使用标准。本文就简单的谈谈在小型卧轴混流式水轮发电机的安装过程中，需要把握的一些小技巧，或者说是安装的要点。

关键词：卧轴混流式水轮机穿孔转子蜗壳安装轴线调整

卧式水轮发电机通常用于中小型的发电站，其轴线成水平线，通常情况下，水轮机装在轴线的一端，而发电机则装在轴线的另一端。水轮机与发电机的主轴直接连成一体，而且共同旋转。而且根据飞轮的位置、轴承座的个数以及布置的不同，卧式水轮机可以分为两支点机组、三支点机组以及四支点机组。下面就根据卧式水轮机的特点，具体的谈谈在安装的过程中，一些方面的安装要点。

一、蜗壳的安装以及垂直度的调整控制

在进行蜗壳的安装之前，应该弄清楚蜗壳的基本特点。金属蜗壳是与座环连成整体的，并且带有底座和地脚螺栓，它是作为卧式水轮发电机安装的一个基准件，非常重要。除此之外，蜗壳的进水口通过直角弯管与压力钢管的水平段相连接。在蜗壳的安装过程中，蜗壳通常情况下都是与座环浇铸或者焊成一个整体，而且蜗壳是与导水机构组装成整体到货的，将这些部件加以分解清扫，然后组装成整体后进行安装，这样使部件的安装更为方便。在安装蜗壳的过程中应当注意的是，其中心位置的准确度是非常重要的，所以必须事先准备好标高中心架。然后将水轮机蜗壳、进水弯管组合安装后一次吊入并临时固定。然后安装标高中心架，中心架两端钢琴线的高差应≤0.02mm。在进行蜗壳的安装调试过程中，一定要注意其中心位置的调整与控制，要注意蜗壳中心轴线的平面位置误差要不大于5mm，轴线的高程误差在0~8mm以内，同时轴线的水平度误差要控制在0.06~1mm以内。最后也是最重要的是蜗壳的垂直度的调整。蜗壳的垂直度应达到≤0.02mm/m。蜗壳的垂直度会直接影响到机组轴线的水平情况，以及转轮与固定止漏环的同心性，在控制、调整蜗壳垂直度的时候，通常可以采用方形水平仪法和耳机听声法。方形水平仪法具体的做法比较简单，就是直接用方形水平仪靠在蜗壳的加工面上进行测量，其测量精度为0.02mm/m；而耳机听声法，是在靠近加工面的竖直两点处，悬吊一根钢琴线（Ø≤0.3m m），钢琴线的底端悬吊一约10kg的重锤，重锤浸入粘度较大的齿轮油中。然后利用耳机听声法用内径千分尺测量两点之间的距离，其测量精度为0.01mm/m。精度较高，比较常用。同时，考虑到安装尾水管可能把蜗壳拉斜，所以一般在蜗壳向顶盖方向倾斜0.05~0.1mm/m。对于蜗壳的左右偏斜精度上，只要用水平尺进行相关的测量即可，这个要求并不是很高。当上述各参数都调整好后，架设百分表监视，然后充分锚固，最后浇筑混凝土。以进水弯管法兰面为基准安装压力钢管水平段、进水阀、伸缩节等，这部分的安装要求不高，符合图纸要求即可。

轴流式水轮机转轮算例

题目：ZZ440水轮机转轮的水力设计方法：奇点分布法已知参数： ZZ440 —100转轮水力设计一.确定计算工况由模型综合特性曲线得到n110=115 (r/min ) ,Q110=820 ( l/s) zz440属于ns=325~875范围，为了使设计的转轮能在预期的最优工况下效率最高，计算工况与最优工况的关系按下式确定： n1l=(1.2~1.4)n 110 =138~161 (r/min) n= n.,^ H / D1(1.2 ~ 1.4)n110寸百/ D r 721.3 ~ 841.5 ( r/min) 故选定n=750 ( r/min ) 则实际n11= ^D1143.49 V H Q11=(1.35~1.6)Q110=1.4 Q110=1148<1650 (l/s) Q Q11D2JH1.4Q110D W H 6.0 m3/s 二.确定各断面叶栅稠密度l/t 据P213页(-)pj ~ n s关系，当ns=440时，得t 综合考虑一下关系： (二」 t "pi3 取D1=1000mm，取6 个断面R1~R6 依次为255、303、351、399、447、495 水力设计内容： (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 确定计算工况确定各断面叶栅稠密度l/t 选定进出口轴面速度Cz沿半径的分布规律，确定各断面的选定进出口环量r沿半径的分布规律，确定各断面的r 计算各断面进出口速度三角形，求知、2 第一次近似计算及绘图第二次近似计算 Cz1、Cz2 1、 n =91%, a om=18mm D1 a。 _ a0m 1m —18 39.13mm 0.46 (0.85~0.95片)Pj K 3(t)n (1.2 ~ 1.25 )n (\ K卩小的打

水轮机安装

水轮机安装水轮机部件在水电站内组装和调试的施工过程。水轮机部件包括尾水管、转轮室、座环、蜗壳、导水机构、转轮、主轴、导轴承、止水密封装置等。其中尾水管、转轮室、座环和蜗壳安装后均埋人混凝土中，称之为埋设部件。其余为可拆卸部件，其中转轮、主轴又称为转动部件。大、中型水轮机大多采用立式结构.小型水轮机多为卧式结构。根据水轮机结构型式不同，安装工艺方法也不同。立式水轮机安装大、中型水轮机的主要部件由于尺寸大，重量大，受运输条件限制，制造厂通常将其分为若干瓣加工制造，运至现场再组装成整体.如座环、顶盖等;有的部件运至现场后拼装焊接成整体，如尾水管、蜗壳及大型转轮等。所以安装也是制造的延续。随着单机容量增大，技术要求日益提高，安装前要认真制订好施工措施，保证良好的安装质量。水轮机安装定位首先根据水工建筑物测量基准点，定出水轮机的安装中心线和标高点。水轮机中心线以水平面坐标X、Y 轴表示。Y轴为机组上、下游水流方向线，上游侧为+Y，下游侧为一y;X轴为贯通厂房的横方向线，左侧为+X.右侧为一X。X、y轴的交点即为水轮机的中心点，通过中心点的垂直线即为水轮机垂直中心线。厂房上、下游墙上和左右两侧放置方位基准点和标高点，作为水轮机安装定位的依据。水轮机的埋设部件按

水轮机的中心线和安装高程找正，尾水管、转轮室、座环等几何圆心，严格地与水轮机垂直中心线和标高调整一致。部件上相应的X、Y 方位与水轮机的X、Y轴线调整一致。水轮机其他部件是以座环或转轮室的镬孔中心为准安装找正，其方法可分为钢琴线找正法和实物找正法两种。钢琴线找正法是在水轮机中心挂一条钢琴线，其下端挂一重锤，浸没于盛有机油的桶中。底环、导叶、顶盖等均按此钢琴线找正，使其互相保持同心。实物找正法是先将水轮机转轮和主轴吊入机坑，按座环或转轮室找正其中心位!，底环、导叶、顶盖、固定止漏环等再按转轮找正。尾水管、转轮室安装大型水轮机的尾水管，制造厂只供给成形的瓦片，在工地进行拼装焊接。调整好中心和高程，用拉紧螺栓固定后浇筑二期混凝土。抽流式水轮机在尾水管上方设有转轮室，其中心是作为机组安装中心线的基准，因此在安装时要精确调整其中心、高程，同时调整其圆度和同心度，加以固定后浇二期混凝土。座环、蜗壳安装和焊接混流式水轮机座环和蜗壳与轴流式水轮机结构不同，安装方式也不同。 (1)混流式水轮机的座环安装在尾水管的上方。座环一般是制成分瓣的结构，在现场用螺栓连接或焊接成整体。座环安装找正后，固定在支墩上。水轮机金属蜗壳一般由多节组成，每节蜗壳围绕着座环进行安装，先从和+X轴线重合的定位节开始，向上游方向和下游方向，同时从小头方向进行挂装.每调整好一条环

轴流式水轮机埋件安装工艺导则

轴流式水轮机埋件安装工艺导则 Guide for installation technology of embedded components of axial turbine DL/T5037—94 1994-11-14发布1995-03-01实施中华人民共和国电力工业部发布 1总则 1.1本工艺导则是根据《水轮发电机组安装技术规范》(GB8564—88)，并结合常用典型结构而编制。 1.2本工艺导则适用于大中型轴流式水轮机埋件安装施工，采用分瓣就位组合的安装方式。如起重机起重量足够大时，也可采用分段或整体就位。 2一般规定 2.1设备安装前应进行全面清扫、检查，并复核设备高度尺寸。 2.2设备基础板的埋设，应用钢筋或角钢与混凝土钢筋焊牢，其高程偏差一般不超过－5mm，中心和分布位置偏差一般不大于10mm。水平偏差不大于1mm/m。 2.3调整用楔子板成对使用，搭接长度应在2/3以上。 2.4设备组合面和法兰连接面，应光洁无毛刺，合缝间隙用0.05mm塞尺检查，应不能通过；允许有局部间隙，用0.10mm塞尺检查，深度不应超过合缝宽度的1/3，总长不应超过周长的20%；连接螺栓及销钉周围不应有间隙。组合缝处的安装面错牙一般不超过 0.01mm。为防止漏水过水面组合缝应该封焊。 2.5安装用X、Y基准线标点及高程点，测量误差不应超过±1mm。中心测量所使用的钢琴线直径一般为0.3～0.40mm，其拉应力应不小于1200MPa。 2.6设备过水表面应平滑，焊缝应磨平。埋件与混凝土表面相接，应平滑过渡。 2.7根据设备尺寸选用测量工具和测量方法。中心及圆度测量，一般选用带千分尺头的测杆，使用电测法(即带耳机的干电池回路。下同)。高程测量选用三级水准仪。水平测量，尺寸较小时选用水平梁和合象水平仪，大中型支柱式座环选用带铟钢尺的一级水准仪。 2.8根据设备结构和土建施工程序，选择埋件加固方案，并随一期混凝土施工，埋设相应基础板和地锚。 2.9设备安装应在基础混凝土强度达到设计值的70%后进行。 2.10大中型轴流式水轮机埋件结构如图1、图2、图3所示。安装工艺流程如图4所示。若因施工需要，也可选用其他安装工艺流程(见附录A和附录B)。

水轮机作业

第一章绪论（一）选择题 1．水轮机的工作水头是（）。（A）水电站上、下游水位差（B）水轮机进口断面和出口断面单位重量水流的能量差 2．水轮机的效率是（）。（A）水轮发电机出力与水流出力之比（B）水轮机出力与水流出力之比 3．反击式水轮机是靠（）做功的。（A）水流的动能（B）水流的动能与势能 4．冲击式水轮机转轮是（）。（A）整周进水的（B）部分圆周进水的 5．喷嘴是（）水轮机的部件。（A）反击式（B）冲击式（二）填空题 1．水电站中通过 ____________能转变成旋转机械能，再通过____________把旋转机械能转变成电能。 2．水轮机分为 _____________ 和 _____________两大类。 3．轴流式水轮机分为_____________ 和 _____________两种。 4．水轮机主轴的布置形式有_____________和_____________两种。 5．冲击式水轮机有_____________、_____________ 和_____________三种。（三）问答题 1.水轮机有哪些类型?划分类型的依据是什么?各类水轮机的适用范围是什

么？ 2.混流式与轴流式水轮机主要不同点有哪些？其适用范围有什么不同？ 3.简述各类水轮机转轮区水流的流动与转轮的结构特点。 4.水轮机的基本工作参数有哪些？有何含义？它们的代表符号和单位是什么？ 5.反击式与冲击式水轮机各有哪些过流部件?各有何作用? 6.水电站和水轮机的特征水头都有哪些？它们之间有何区别？ 7．冲击式水轮机的特点是什么？类型有哪些？试说明冲击式水轮机适合高水头的原因？ 8．反击式和冲击式水轮机在能量转换上有何区别？ 9．贯流式水轮机的特点是什么？类型有哪些？ 10．灯泡贯流式水轮机有哪些优点？简述灯泡贯流式水轮机基本组成部分。 11．灯泡贯流式机组的布置形式有几种，各自的适用条件是什么？ 12．灯泡贯流式机组与立式机组有何区别，相比较其优点是什么？ 13．喷管的作用是什么，其型式有几种？折向器和分流器的作用是什么，二者有何区别？ 14.水轮机的型号如何表示?各部分代表什么意义? 15．解释水轮机型号：?HL160-LJ-520、 ZZ560-LH-800、GD600-WP-250、 2CJ30-W-120/2×10。 16．了解我国已建及正在建的大型水电站的机组的单机容量和适用水头。（四）计算题 1．某水轮机的水头为18.6m ，流量为1130m 3/s ，水轮机的出力为180MW ，若发电机效率97.0=g η，求水轮机的效率和机组的出力g P 。 2．某水轮机蜗壳进口压力表的读数为a P 310650?，压力表中心高程为887m ，压力表所在钢管内径D = 6.0m ，电站下游水位为884m ，水轮机流量Q = 290 m 3/s ，若水轮机的效率%92=η，求水轮机的工作水头与出力。

水轮机的基本结构及其主要部件的作用

水轮机的基本结构及其主要部件的作用水轮机总体由引水、导水、工作和排水四大部分组成。 1、水轮机的引水部件：主要指蜗壳及座环等，水流由蜗壳引进，经过座环后才进入导水机构。蜗壳的作用是使进入导叶以前的水流形成一定的旋转，并轴对称地、均匀地将水流引入导水机构；座环的作用是：承受整个机组及其上部混凝土的重量以及水轮机的轴向水推力；以最小的水力损失将水流引入导水机构；机组安装时以它为基准。所以，座环既是承重件，又是过流件，也是基准件。因此，要求座环必须有足够的强度、刚度和良好的水力性能。 2、水轮机的导水机构：导水机构主要由操纵机构（推拉杆、接力器及其锁锭装置）、导叶传动机构（包括控制环、拐臂、连杆和连接板等）、执行机构（导叶及其轴套等）和支撑机构（顶盖、底环等）四大部分组成。其作用使进入转轮前的水流形成旋转，并可改变水流的入射角度，当发电机负荷发生变化时，用它来调节流量，正常与事故停机时，用它来截断水流。导水机构的操纵机构导水机构的操纵机构的作用是：在压力油的作用下，克服导叶的水力矩及传动机构的摩擦力矩，形成对导叶在各种开度下的操作力矩。导水机构的操纵机构分为直缸式和环形接力器两大类。调速环或接力器锁锭装置锁锭装置的作用是：当导叶全关闭后，锁锭投入，可阻止接力器活塞向开侧移动；一旦关侧油压消失，又可防止导叶被水冲开。导水机构的传动机构导水机构的传动机构的作用：是将操纵机构的操作力矩传递给导叶轴并使之发生转动。其型式主要有叉头式和耳柄式两种。太站为耳柄式，长站为叉头式。正常运行时应着重检查控制环、拐臂、连杆和连接板之间的连接销有无串出或脱落。剪断销及引线是否完好。导水机构的执行机构

卧式混流式水轮机安装-精选.

卧式混流式水轮机安装卧式机组安装前，除作好设备验收，清点工作外，还要根据制造厂说明书和设计图纸对预埋的引水管口、尾水管预留孔位及各基础螺栓孔位置进行测量检查，及早发现问题及时处理。卧式混流式水轮机安装的主要项目有：埋设部分的安装，蜗壳安装，基座及轴承的安装，水轮机转动部分的安装，轴线调整等项。一、埋设部分的安装卧式混流式机组埋设部分包括主阀、伸缩节、进水弯管。通常把这几件组合成一体，吊装就位后进行一次性调整，以减少调整工作量。调整台格后，加以固定，浇注二期混凝土。二、蜗壳安装卧式混流武水轮机的蜗壳通常与座环浇铸（焊）成整体，并与导水机构组装成整体到货的。蜗壳安装仍然是将这些部件分解清扫组装成整体后进行的，这样使部件组装更为方便，更能保证装配质量。蜗壳的吊装就位是在埋设部分的二期混凝土养生合格后进行的。为了保证连接质量，减少调整工作量，也可以与进水弯管、伸缩节、主阀连成整体一次调整，如图4 -3所示。 1．蜗壳的垂直调整蜗壳的垂直度，直接影响到机组轴线的水平以及转轮与固定止漏环的同心性，要严格控制。调整方法有：（1）方形水平仪法：用方形水平仪直接靠在蜗壳的加工面上测量，方法比较简单，精度可达到0.02～0.04mm/m。（2）吊线电测法：在靠近加工面2、4两点（图4-4）处悬吊一根钢琴线，用听声法测量2－2、4－4两点的距离。这种方法的精度可达到0.02rnm/m。考虑到安装尾水管可能把蜗壳拉斜，因此，一般使蜗壳向顶盖方向倾斜0. 05 -0.1mm/m。 2．蜗壳左右偏斜调整蜗壳左右偏斜要求精度不高，可以用水下尺测量加工面上1.3两点的水平腰即可，如图4- 4所示。如果偏斜太大，可用支承架12上的7进行调整(图4-3)。

水轮机作业

第1章概论（一）单项选择题 1．水轮机的工作水头是（）。（A ）水电站上、下游水位差（B ）水轮机进口断面和出口断面单位重量水流的能量差 2．水轮机的效率是（）。（A ）水轮发电机出力与水流出力之比（B ）水轮机出力与水流出力之比 3．反击式水轮机是靠（）做功的。（A ）水流的动能（B ）水流的动能与势能 4. 冲击式水轮机转轮是（）。（A ）整周进水的（B ）部分圆周进水的 5．喷嘴是（）水轮机的部件。（A ）反击式（B ）冲击式（二）填空题 1．水电站中通过把水能转变成旋转机械能，再通过把旋转机械能转变成电能。 2．水轮机分为和两大类。 3．轴流式水轮机分为和两种。 4．水轮机主轴的布置形式有和两种。 5．冲击式水轮机有、和三种。（三）计算题 1．某水轮机的水头为18.6m ，流量为1130m 3/s ，水轮机的出力为180MW ，若发电机效率97.0=g η，求水轮机的效率和机组的出力g P 。 2．某水轮机蜗壳进口压力表的读数为a P 310650?，压力表中心高程为887m ，压力表所在钢管内径D = 6.0m ，电站下游水位为884m ，水轮机流量Q = 290 m 3/s ，若水轮机的效率%92=η，求水轮机的工作水头与出力。第2章水轮机的工作原理（一）单项选择题 1．水轮机中水流的绝对速度在轴面上的投影是（）。（A ）轴向分量z v （B ）轴面分量m v 2．水轮机中水流的轴面分量m v 与相对速度的轴面分量m w （）。（A ）相等（B ）不相等 3．水轮机输出有效功率的必要条件是（）。（A ）进口环量必须大于0 （B ）进口环量必须大于出口环量 4．无撞击进口是指水流的（）与叶片进口骨线的切线方向一致。（A ）绝对速度（B ）相对速度 5．法向出口是指（）。（A ）出口水流的绝对速度是轴向的（B ）出口水流的绝对速度与圆周方向垂直（二）填空题 1．水轮机转轮中的水流运动是和的合成。 2．水轮机轴面上所观察到的水流速度分量是和。

论混流式水轮机各部件功能及其安装程序和要求

论混流式水轮机各部件功能及其安装程序和要求导叶：由导叶体和导叶轴两部分组成。为减轻导叶重量，常做成中空导叶。导叶的断面形状为翼型。导叶轴颈通常比连接处的导叶体厚度大，在连接处采用均匀圆滑过渡形状，以避免应力集中。导叶轴承：上、中、下轴套，高水头机组为防止导叶上浮力超过导叶自重，保证导叶上端面间隙，在导叶套筒的法兰上一般设有止推装置（止推压板或止推块）。导叶传动机构：导叶传动机构由控制环、连杆、导叶臂三部分组成，用于传递接力器操作力矩，使导叶转动，调节水轮机流量。该机构形式有叉头式受力情况较好和耳柄式受力情况相对较差。导水叶外围，座环的蝶形边与蜗壳相连，并被蜗壳包围。导轴承位于顶盖上，控制环口通过推拉环与接力器相连。在座环下发布置有基础环，通过锥形环与尾水管相连。混流式水轮机附属装置还有布置在顶盖上的真空破坏阀、吸力补气阀和放水阀等。水轮机的导水机构是有导叶、传动机构（转臂、连杆、控制环）、接力器、和推拉杆等组成。水轮机的底环是由上环、下环、和固定导叶三部分组成，它既是水轮机的通水部件，机组安装时的基准部件，又是机组运行的承重部件。要求具有水力损失小，具有一定的强度和刚度。混流式水轮机的转轮主要由上冠、叶片、下环、止漏环、泄水锥和减

压装置等组成。水轮机的转轮包括转体、叶片、泄水锥等。立轴混流式水轮机引水室采用金属焊接蜗壳，其进口与压力水管相连接，其余各节与座环相连。为了便与检修，在蜗壳上开有专门进人孔（蜗壳人孔门），其底部并有排水孔和阀门，以便排出蜗壳积水。座环位于蜗壳里，布置导水机构，它是水轮机的承重部分，又是过流部件在安装时它还是一个主要基准件，因此它要符合水力，强度和刚强等诸方面的要求。基础环埋在混凝土内，是转轮室的组成部分，早机组安装和检修拆卸转轮时，用来支撑水轮机转轮。混流式转轮上叶片（24），呈空间扭曲状，断面为流线型，是直接将谁能转换为机械能的最主要部件。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。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，止漏环又称迷宫环，作用是阻止水流从转轮上、下间隙处漏出，分转动和固定部分。水轮机导轴承的作用：一是承受机组在各种工况下运行时由主轴传来

水轮机试题综合

习题一 1．水轮机的基本工作参数通常有哪几个？它们的代表符号和单位是什么？ 2．什么叫水轮机的设计水头、最大水头、最小水头和净水头？ 3．某河床式电站在设计水头下：上游水位Z上=63m，下游水位Z下=44.4m，通过某台水轮机的流量m2/s,发电机效率, 水轮机效率，如忽略引水建筑物中的水力损失，试求水流出力、水轮机出力和机组出力。 4．现代水轮机的基本类型有哪些？它们的适应水头怎样？ 5．了解我国已建及正在建的大型水电站的机组的单机容量和适用水头。 6．反击式和冲击式水轮机在能量转换上有何区别？ 7．解释水轮机型号： HL160-LJ-520、ZZ560-LH-800、GD600-WP-250、 2CJ30-W-120/2×10。 8. 贯流式机组主轴都采用卧轴布置的优缺点有哪些？习题二 1.混流式水轮机的性能如何？ 2.混流式水轮机由哪几大部分组成？其工作过程怎样？ 3.水轮机的类型有几种，各种类型水轮机有何优缺点？ 4.转轮的作用是什么？转轮一般由哪几部分组成？ 5.混流式水轮机转轮与轴流式水轮机在结构上有何异同点？ 6.止漏环有哪几种类型，其作用范围怎样？ 7.什么叫水轮机的轴向水推力？如何估算？ 8.减压装置有几种类型？它们的工作的原理是怎样的 9.引水室的作用是什么？它有几种类型？ 10．金属蜗壳的应用条件、结构类型和一般的受力特点是怎样的？ 11．导水机构的作用是什么，它有几种类型？一般用来调节流量的方法有几种？ 12．导水机构的传动机构有何作用？它有哪几种类型？ 13．导叶的数目、开度、高度及相对高度、偏心距、进口角和出口角等用什么符号代表？基本概念如何？ 14．说明水轮机顶盖和底环的结构以及其和其它部件的装置关系？ 15．尾水管的类型有几种，各有何优缺点，其作用是什么？ 16.试用伯努里推导尾水管回收动能原理。 17．减轻尾水管振动的措施通常有几种方法？ 18．说明补气装置的作用？ 19．尾水管的十字架补气和短管补气装置结构怎样？应用范围如何？习题三 1.轴流式和混流式转轮中水流运动各有什么特点？

卧式的水轮发电机的安装

卧式的水轮发电机的安装卧式的水轮发电机,除容量很小的以外,都就是由底座、定子、转子、轴承座等组成。而且多数就是采用管道式通风冷却,机坑与进、出风道相连。因尺寸较小,转速较高,发电机定子与转子往往在厂内组装,经过试验后整体运到电站工地,安装工程相对简单。一、安装的质量要求与基本程序(一)安装的基本质量要求卧式发电机都就是以水轮机轴线为准进行安装的,最基本的质量要求就是:1、发电机主轴法兰按水轮机法兰找正时,偏心量≤0、04mm;倾斜≤0、02mm;2、以转子为准调整定子的位置,发电机应气隙均匀一致,最大偏差不大于平均气隙的±10%,实测气隙时,应对每个磁极的两端,就转子不同的3~4个位置(如每次让转子转过90°)测量,取所有实测值的平均值为准,再计算偏差的大小;3、定子的轴向位置应使定子中心偏离转子中心,偏向水轮机端1~1、5mm,以便机组运行时使转子承受与轴向水推力相反方向的磁拉力,减轻推力轴承负荷并有利于机组稳定。 (二)卧式水轮发电机的基本安装程序卧式水轮发电机的安装程序因具体结构的不同有所差异,但基本安装程序如下:1、准备标高中心架、基础板及地脚螺栓;2、安装底座;3、安装定子、轴承座;4、转子检查及轴瓦研刮;5、吊装转子;6、与水轮机连轴、轴线检查、调整;7、安装附属装置;8、机组启动试运行。二、卧式发电机转子的吊装卧式发电机底座、定子、轴承座的安装都以水轮机轴线为准,其安装方法与前述相同,但转子吊装与立式机组不同。由于卧式发电机转子两端用轴承座支撑,中部的磁轭、磁极悬空在定子内,且气隙不大,又不允许转子与定子摩擦,所以转子的装入与拆卸都必须沿水平方向移动,这就形成了所谓“穿转子”的特殊工艺过程,其过程如图所示。 1、准备工作(1)准备吊具、吊索。起吊转子时钢丝绳不能与转子两端接触,必须经过吊梁来悬挂转子。吊梁如图(a)所示,就是一根具有足够刚度的横梁,通常用工字钢或槽钢焊接而成。根据需要在吊梁上设置钢丝绳吊点,悬挂转子的钢丝绳尽可能垂直向下,而连接桥吊吊钩的钢丝绳夹角尽可能小。(2)准备临时支撑。穿转子必须分段进行,为了调整钢丝绳, 必须设置可靠的临时支撑,如图(b)、(d)。常用若干条形方木作支撑,但必须稳定可靠。 2、分步穿转子转子吊入(或吊出)定子要分步进行,其过程中需要调整钢丝绳。若法兰端的轴长不够,通常就是采用一段带法兰的钢管作为假轴,其法兰按主轴法兰加工,用连轴螺栓连接假轴使主轴加长,但必须保证假轴有足够的刚度。转子开始穿入定子时,为保证转子与定子的气隙,在气隙内放

ZZ560轴流式水轮机结构设计_毕业设计设计说明书

2013届热能与动力工程专业毕业设计（论文）毕业设计（论文）题目ZZ560轴流式水轮机结构设计专业热能与动力工程 1

摘要葛洲坝电站是我国代表性的低水头大流量、径流式水电站，兼具发电、改善航道等综合效益。本次设计主要是通过查阅相关设计手册，对葛洲坝电站型号为ZZ560-LH-1130的轴流转桨式水轮机结构进行设计，主要内容包括水轮机总体结构设计、导水机构及其传动系统设计，水轮机部分零部件，例如主轴，导叶等零件的设计。通过使用CAD绘图，本次设计过程更加便捷，设计成果更加精确。关键词：葛洲坝水电站，轴流式水轮机，转轮设计，结构设计， ABSTRACT

2013届热能与动力工程专业毕业设计（论文） Gezhouba Dam power plant is China's representative low head and largeDischarge,runoff hydropower stations,power generation,wita comprehensive benefits improve navigation etc.This design is mainly through access to relevant design manual,design of the Kaplan turbine structure of Gezhouba Dam power plant model for ZZ560-LH-1130,The main contents include design of water mechanism and its transmission system overall structure design of hydraulic turbine,guide,some parts of hydraulic turbine,such as the spindle,the design of guide vane and other parts. Using the CAD,the process of design is more convenient and the result is more accurate. KEY WORDS:GeZhouBa hydropower station,Kaplan turbine, station,runner,Structural design. 3

水轮机

三、解释下列名词（符号）的意义（每题3分，共24分） 1、GZ440-WP-750 2、单位流量 3、水轮机效率 4、轴流式水轮机的标称直径（图示） 5、水轮机的最优工况 6、叶片泵的基本方程 7、水轮机模型综合特性曲线 8、转浆式水轮机的协联关系四、计算题（每题8分，共24分） 1、已知混流式水轮机的工作水头H=26m，流量Q=16m3/s，转轮直径D 1 =2m，同步转速n=150r/min，水力效率ηs=0.9，导叶高度b 1=0.1D 1 ，假定无撞击进口和法向出口，且进、出口水流均匀，忽略叶片排挤，试确定叶片进口角β 1 。 2、已知某水电站海拨高程为300m，设计水头H=15m，选用轴流式水轮机允许空化系数σ=0.6，若将水轮机转轮中心线距离下游最低水位确定为-0.5m，问是否满足要求？为什么？（取水轮机的空化安全系数K=1.1） 3、已知ZZ440-LH-330型水轮机轮毂比d B /D 1 =0.5，导叶相对高度b /D 1 =0.375，导叶出口水流角α 0=50o，设计水头Hr=34.73m，设计工况下n 11 =120转/分，Q 11 =900 升/秒，试求D=2.64m的圆柱层上转轮进口的速度V 1、W 1 和角度β 1 （不计叶片排挤，并设轴面水流均匀分布，导叶出口至转轮进口流动无撞击）。五、问答题（每题5分，共20分） 1、简述轴流式水轮机的特点，并分析说明这种类型的水轮机为什么不能适应高水头？ 2、试说明水轮机选择设计的内容。 3、作出混流式水轮机模型综合特性曲线示意图，说明各曲线的含义。 4、试说明尾水管中的偏心涡带是怎样形成的？有何不利影响？三、解释下列名词（每题3分，共24分） 1、水轮机最优工况 2、水轮机蜗壳的包角 3、混流式水轮机吸出高度Hs（并画图表示） 4、水轮机飞逸转速 5、HL220—LJ—550 6、水轮机的相似定律 7、水轮机的无撞击进口和法向出口 8、空化、空蚀现象四、计算题（每题8分，共24分） 1．已知轴流式水轮机下列数据：D 1=8m，d g =3.2m，设计流量Q=215.5m3/s，设计水头Hr=14m，转速n=71.4转/分，水力效率ηs=0.92，试求在最优工况下，D 1 =8m

卧式的水轮发电机的安装

卧式的水轮发电机的安装卧式的水轮发电机，除容量很小的以外，都是由底座、定子、转子、轴承座等组成。而且多数是采用管道式通风冷却，机坑与进、出风道相连。因尺寸较小，转速较高，发电机定子和转子往往在厂内组装，经过试验后整体运到电站工地，安装工程相对简单。一、安装的质量要求和基本程序（一）安装的基本质量要求卧式发电机都是以水轮机轴线为准进行安装的，最基本的质量要求是： 1.发电机主轴法兰按水轮机法兰找正时，偏心量W倾斜旨2.以转子为准调整定子的位置，发电机应气隙均匀一致，最大偏差不大于平均气隙的± 10%实测气隙时，应对每个磁极的两端，就转子不同的3~4个位置（如每次让转子转过90°测量，取所有实测值的平均值为准，再计算偏差的大小； 3.定子的轴向位置应使定子中心偏离转子中心，偏向水轮机端1~，以便机组运行时使转子承受与轴向水推力相反方向的磁拉力，减轻推力轴承负荷并有利于机组稳定。（二）卧式水轮发电机的基本安装程序卧式水轮发电机的安装程序因具体结构的不同有所差异，但基本安装程序如下：1.准备标高中心架、基础板及地脚螺栓；2.安装底座；3.安装定子、轴承座；4.转子检查及轴瓦研刮；5.吊装转子；6. 与水轮机连轴、轴线检查、调整；7.安装附属装置；8.机组启动试运行。、卧式发电机转子的吊装卧式发电机底座、定子、轴承座的安装都以水轮机轴线为准，其安装方法与前述相同，但转子吊装与立式机组不同。由于卧式发电机转子两端用轴承座支撑，中部的磁轭、磁极悬空在定子内，且气隙不大，又不允许转子与定子摩擦，所以转子的装入和拆卸都必须沿水平方向移动，这就形成了所谓穿转子”的特殊工艺过程，其过程如图所示。 1.准备工作（1）准备吊具、吊索。起吊转子时钢丝绳不能与转子两端接触，必须经过吊梁来悬挂转子。吊梁如图（a）所示，是一根具有足够刚度的横梁，通常用工字钢或槽钢焊接而成。根据需要在吊梁上设置钢丝绳吊点，悬挂转子的钢丝绳尽可能垂直向下，而连接桥吊吊钩的钢丝绳夹角尽可能小。（2）准备临时支撑。穿转子必须分段进行，为了调整钢丝绳，必须设置可靠的临时支撑，如图（b）、（d）。常用若干条形方木作支撑，但必须稳定可靠。 2.分步穿转子转子吊入（或吊出）定子要分步进行，其过程中需要调整钢丝绳。若法兰端的轴长不够，通常是采用一段带法兰的钢管作为假轴，其法兰按主轴法兰加工，用连轴螺栓连接假轴使主轴加长，但必须保证假轴有足够的刚度。转子开始穿入定子时，为保证转子与定子的气隙，在气隙

轴流式水轮机的结构

第二节轴流式水轮机的结构一、概述轴流式水轮机与混流式水轮一样属于反击式水轮机，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。轴流式水轮机又分为轴流定桨式和轴流转桨式两种。轴流式水轮机用于开发较低水头，较大流量的水利资源。它的比转速大于混流式水轮机，属于高比转速水轮机。在低水头条件下，轴流式水轮机与混流式水轮机相比较具有较明显的优点，当它们使用水头和出力相同时，轴流式水轮机由于过流能力大（图2-15），可以采用较小的转轮直径和较高的转速，从而缩小了机组尺寸，降低了投资。当两者具有相同的直径并使用在同一水头时，轴流式水轮机能发出更多的效率。特别是轴流转桨式水轮机，由于转轮叶片和导叶随着工况的变化形成最优的协联关系，提高了水轮机的平均效率，扩大了运行范围，获得了稳定的运行特性，更是值得广泛使用的一种机型。图2-15 轴流式水轮机 1— 1— 1— 转轮接力器活塞；2—转轮体；3—转臂；4—叶片；5—叶片枢轴；6—转轮室图2-16所示是轴流转桨式水轮机的结构图。它的工作过程和混流式水轮机基本相同。水流经压力水管、蜗壳、座环、导叶、转轮、尾水管到下游。与混流式水轮机所不同的是负荷变化时，它不但调节导叶转动，同时还调节转轮叶片，使其与导叶转动保持某种协联关系，以保持水轮机在高效区运行。轴流式水轮机转轮位于转轮室内，轴流式水轮机转轮主要由转轮体、叶片、泄水锥等部件组成。轴流转桨式水轮机转轮还有一套叶片操作机构和密封装置。转轮体上部与主轴连接，下部连接泄水锥，在转轮体的四周放置悬臂式叶片。在转桨式水轮机的转轮体内部装有叶片转动机构，在叶片与转轮体之间安装着转轮密封装置，用来止油和止水。轴流式水轮机广泛应用于平原河流上的低水头电站，应用水头范围为3～55m ，目前最大应用水头不超过70m 。限制轴流式水轮机最大应用水头的原因是空化和强度两方面的条件。由于轴流式水轮机的过流能力大。单位流量11Q 和单位转速11n 都比较大，转轮中水流的相对流速比相同直径的混流式转轮中的高，所以它具有较大的空化系数。在相同水头下，轴流式水轮机转轮由于叶片数少，叶片单位面积上所承受的压差较混流式的大，叶片正背面的平均压差较混流式的大，所以它的空化性能较混流式的差。因此，在同样水头条件下，轴流式水轮机比混流式水轮机具有更小的吸出高度和更深的开挖量。随着应用水头的增加，将会使电站的投资大量增加，从而限制了轴流式水轮机的最大应用水头。另一方面是由于轴流式水轮机叶片数较少，叶片呈悬臂形式，所以强度条件较差。当使用水头增高时，为了保

卧式混流式水轮机的安装工艺

卧式混流式水轮机的安装工艺卧式机组安装前,除作好设备验收,清点工作外,还要根据制造厂说明书和设计图纸对预埋的引水管口,尾水管预留孔位及各基础螺栓孔位置进行测量检查,及早发现问题及时处理. 卧式混流式水轮机安装的主要项目有:埋设部分的安装,蜗壳安装,基座及轴承的安装,水轮机转动部分的安装,轴线调整等项. 一,埋设部分的安装卧式混流式机组埋设部分包括主阀,伸缩节,进水弯管.通常把这几件组合成一体,吊装就位后进行一次性调整,以减少调整工作量.调整合格后,加以固定,浇注二期混凝土. 二,蜗壳安装卧式混流式水轮机的蜗壳通常与座环浇铸(焊)成整体,并与导水机构组装成整体到货的.蜗壳安装仍然是将这些部件分解清扫组装成整体后进行的,这样使部件组装更为方便,更能保证装配质量. 蜗壳的吊装就位是在埋设部分的二期混凝土养生合格后进行的.为了保证连接质量, 减少调整工作量,也可以与进水弯管,伸缩节,主阀连成整体一次调整. 三,尾水管的安装蜗壳调整好后,为防止装尾水管及浇二期混凝土时是蜗壳变位,要求已调好的蜗壳进行临时加固,然后才能吊装尾水管. 将尾水管吊装到安装位置就位后,安装与调整过程中不要使蜗壳受力,以免把蜗壳拉偏.所以在尾水管调整过程中要靠钢支架和拉紧器承受其重量.在尾水管与蜗壳连接时以及浇注二期混凝土时,要严密监视蜗壳的垂直度. 四,基础底板的安装卧式机组的基础底板,大部分由型钢焊成整体,机座组合面经过刨铣加工.尺寸较大的则分为两块或多块. 基础底板安装前,先初步按机组中心线和基准高程点把放置底板的地面凿毛,在适当的位置放上垫板,并在每块垫板上放一对锲铁,找好锲铁顶面高程,然后把基础底板放在锲铁上. 五,轴承的安装卧式机组轴承的安装是卧式机组安装的关键程序,对机组的安全运行起决定性的作用.轴承安装包括刮瓦,轴承座安装和轴承间隙调整. 1. 轴瓦刮研在通常情况下,滑动轴瓦已在制造厂经过刮研,工地安装时,只需要做校验性的精刮.刮瓦通常是在主轴还未吊装之前进行的. 2. 轴承座安装轴承座的安装基准则根据机型不同而不同.对于卧式混流式机组则以止漏环为准线,按此要求挂钢琴线,精确调整钢琴线的水平和中心位置.然后用环形部件测中心的方法测量各轴瓦两端最下一点和两侧到钢琴线的距离,使两侧距离相等,距最下一点等于轴颈的半径. 3. 轴承间隙调整轴承间隙大小直接影响到机组运行稳定性和轴承的温度,对机组的安全运行至关重要.轴承间隙的大小决定轴瓦单位压力,旋转线速度,润滑方式等因素.制造厂家均有明确要求,通常在轴颈的0.1%~0.2%范围内,高速机组取最小值,低速机组取最大值,轴径大于500mm的取小值.对于采用压力油润滑方式的轴瓦,其间隙可适当增大些. 六,水轮机转动部分安装轴承座安装调整合格后,把水轮机轴和飞轮吊放在轴承座上,等待发电机转子吊入后一起找正. 水轮机转轮的安装要在盘车合格后才能进行.

轴流式水轮机基本结构

轴流式水轮机基本结构轴流式水轮机与混流式水轮一样属于反击式水轮机，二者结构上最明显的差别是转轮，其次是导叶高度。根据转轮叶片在运行中能否调节，轴流式水轮机又分为轴流定桨式和轴流转桨式两种型式。轴流式水轮机用于开发较低水头（3m~55m），较大流量的水能资源。它的比转速大于混流式水轮机，属于高比转速水轮机。在低水头条件下，轴流式水轮机与混流式水轮机相比较具有较明显的优点，当它们使用水头和出力相同时，轴流式水轮机由于过流能力大（图5-13），可以采用较小的转轮直径和较高的转速，从而缩小了机组尺寸，降低了投资。当两者具有相同的直径并使用在同一水头时，轴流式水轮机能发出更多的功率。但在相对高水头条件下，轴流式水轮机除了空化系数较大，厂房要有较大开挖量外，飞逸转速和轴向水推力较混流式水轮机高。轴流转桨式水轮机，由于桨叶和导叶随着工况的变化形成最优的协联关系，提高了水轮机的平均效率，扩大了运行范围，获得了稳定的运行特性，是一种值得广泛使用的优良机型。限制轴流式水轮机最大应用水头的原因是空化和强度两方面的条件。由于轴流式水轮机的过流能力大。单位流量和单位转速都比较大，转轮中水流的相对流速比相同直径的混流式转轮中的高，所以它具有较大的空化系数。在相同水头下，轴流式水轮机由于桨叶数少，桨叶单位面积上所承受的压差较混流式叶片的大，桨叶正背面的平均压差较混流式的大，所以它的空化性能较混流式叶片的差。因此，在同样水头条件下，轴流式水轮机比混流式水轮机具有更小的吸出高度和更深的开挖量。随着应用水头的增加，将会使电站的投资大量增加，从而限制了轴流式水轮机的最大应用水头。另一方面是由于轴流式水轮机桨叶数较少（3~8片），桨叶呈悬臂形式，所以强度条件较差。当使用水头增高时，为了保证足够的强度，就必须增加桨叶数和桨叶的厚度，为了能够方便地布置下桨叶和转动机构，转轮的轮毂比，亦要随之增大，这些措施将减少转轮流道的过流断面面积，使得单位流量下降。当达到某一水头时，轴流式水轮机的单位流量甚至比混流式水轮机的还要小。这种情况也限制了轴流式水轮机应用水头的提高。但是,随着科学技术的发展,通过改进转轮的设计方法,选择更加合理的流道几何参数和桨叶的型线,使得桨叶背面的压力分布更加均匀,降低桨叶正面和背面的平均压差,从而达到

卧式混流式水轮机安装教学内容

卧式混流式水轮机安装

卧式混流式水轮机安装卧式机组安装前，除作好设备验收，清点工作外，还要根据制造厂说明书和设计图纸对预埋的引水管口、尾水管预留孔位及各基础螺栓孔位置进行测量检查，及早发现问题及时处理。卧式混流式水轮机安装的主要项目有：埋设部分的安装，蜗壳安装，基座及轴承的安装，水轮机转动部分的安装，轴线调整等项。一、埋设部分的安装卧式混流式机组埋设部分包括主阀、伸缩节、进水弯管。通常把这几件组合成一体，吊装就位后进行一次性调整，以减少调整工作量。调整台格后，加以固定，浇注二期混凝土。二、蜗壳安装卧式混流武水轮机的蜗壳通常与座环浇铸（焊）成整体，并与导水机构组装成整体到货的。蜗壳安装仍然是将这些部件分解清扫组装成整体后进行的，这样使部件组装更为方便，更能保证装配质量。蜗壳的吊装就位是在埋设部分的二期混凝土养生合格后进行的。为了保证连接质量，减少调整工作量，也可以与进水弯管、伸缩节、主阀连成整体一次调整，如图4 -3所示。 1．蜗壳的垂直调整蜗壳的垂直度，直接影响到机组轴线的水平以及转轮与固定止漏环的同心性，要严格控制。调整方法有：（1）方形水平仪法：用方形水平仪直接靠在蜗壳的加工面上测量，方法比较简单，精度可达到0.02～0.04mm/m。（2）吊线电测法：在靠近加工面2、4两点（图4-4）处悬吊一根钢琴线，用听声法测量2－ 2、4－ 4两点的距离。这种方法的精度可达到0.02rnm/m。考虑到安装尾水管可能把蜗壳拉斜，因此，一般使蜗壳向顶盖方向倾斜0. 05 -0.1mm/m。 2．蜗壳左右偏斜调整蜗壳左右偏斜要求精度不高，可以用水下尺测量加工面上1.3两点的水平腰即可，如图4- 4所示。如果偏斜太大，可用支承架12上的7进行调整(图4-3)。

轴流式水轮机的结构

轴流式水轮机的结构一、概述轴流式水轮机与混流式水轮一样属于反击式水轮机，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。轴流式水轮机又分为轴流定桨式和轴流转桨式两种。轴流式水轮机用于开发较低水头，较大流量的水利资源。它的比转速大于混流式水轮机，属于高比转速水轮机。在低水头条件下，轴流式水轮机与混流式水轮机相比较具有较明显的优点，当它们使用水头和出力相同时，轴流式水轮机由于过流能力大（图2-15），可以采用较小的转轮直径和较高的转速，从而缩小了机组尺寸，降低了投资。当两者具有相同的直径并使用在同一水头时，轴流式水轮机能发出更多的效率。特别是轴流转桨式水轮机，由于转轮叶片和导叶随着工况的变化形成最优的协联关系，提高了水轮机的平均效率，扩大了运行范围，获得了稳定的运行特性，更是值得广泛使用的一种机型。图2-15 轴流式水轮机 1—1— 1—转轮接力器活塞；2—转轮体；3—转臂；4—叶片；5—叶

图2-16所示是轴流转桨式水轮机的结构图。它的工作过程和混流式水轮机基本相同。水流经压力水管、蜗壳、座环、导叶、转轮、尾水管到下游。与混流式水轮机所不同的是负荷变化时，它不但调节导叶转动，同时还调节转轮叶片，使其与导叶转动保持某种协联关系，以保持水轮机在高效区运行。轴流式水轮机转轮位于转轮室内，轴流式水轮机转轮主要由转轮体、叶片、泄水锥等部件组成。轴流转桨式水轮机转轮还有一套叶片操作机构和密封装置。转轮体上部与主轴连接，下部连接泄水锥，在转轮体的四周放置悬臂式叶片。在转桨式水轮机的转轮体内部装有叶片转动机构，在叶片与转轮体之间安装着转轮密封装置，用来止油和止水。轴流式水轮机广泛应用于平原河流上的低水头电站，应用水头范围为3～55m ，目前最大应用水头不超过70m 。限制轴流式水轮机最大应用水头的原因是空化和强度两方面的条件。由于轴流式水轮机的过流能力大。单位流量11Q 和单位转速11n 都比较大，转轮中水流的相对流速比相同直径的混流式转轮中的高，所以它具有较大的空化系数σ。在相同水头下，轴流式水轮机转轮由于叶片数少，叶片单位面积上所承受的压差较混流式的大，叶片正背面的平均压差较混流式的大，所以它的空化性能较混流式的差。因此，在同样水头条件下，轴流式水轮机比混流式水轮机具有更小的吸出高度和更深的开挖量。随着应用水头的增加，将会使电站的投资大量增加，从而限制了轴流式水轮机的最大应用水头。另一方面是由于轴流式水轮机叶片数较少，叶片呈悬臂形式，所以强度条件较差。当使用水头增高时，为了保证足够的强度，就必须增加叶片数和叶片的厚度，为了能够方便地布置下叶片和转动机构，转轮的轮毂比 1D dh d h =，亦要随之增大，这些措施将减少转轮流道的过流断面面积，使得单位流量11Q 下降。当达到某一水头时，轴流式水轮机的单位流量甚至比混流式水轮机的还要小。这种情况也限制了混流式水轮机应用水头的提高。但随着科学技术的发展，相信轴流式水轮机的应用水头会进一步提高。二、转轮体

轴流式水轮机的结构

一、概述轴流式水轮机与混流式水轮一样属于反击式水轮机，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。轴流式水轮机又分为轴流定桨式和轴流转桨式两种。轴流式水轮机用于开发较低水头，较大流量的水利资源。它的比转速大于混流式水轮机，属于高比转速水轮机。在低水头条件下，轴流式水轮机与混流式水轮机相比较具有较明显的优点，当它们使用水头和出力相同时，轴流式水轮机由于过流能力大（图2-15），可以采用较小的转轮直径和较高的转速，从而缩小了机组尺寸，降低了投资。当两者具有相同的直径并使用在同一水头时，轴流式水轮机能发出更多的效率。特别是轴流转桨式水轮机，由于转轮叶片和导叶随着工况的变化形成最优的协联关系，提高了水轮机的平均效率，扩大了运行范围，获得了稳定的运行特性，更是值得广泛使用的一种机型。

1—1— 1— 转轮接力器活塞；2—转轮体；3—转臂；4—叶片；5—叶片枢轴；6—转轮室图2-16所示是轴流转桨式水轮机的结构图。它的工作过程和混流式水轮机基本相同。水流经压力水管、蜗壳、座环、导叶、转轮、尾水管到下游。与混流式水轮机所不同的是负荷变化时，它不但调节导叶转动，同时还调节转轮叶片，使其与导叶转动保持某种协联关系，以保持水轮机在高效区运行。轴流式水轮机转轮位于转轮室内，轴流式水轮机转轮主要由转轮体、叶片、泄水锥等部件组成。轴流转桨式水轮机转轮还有一套叶片操作机构和密封装置。转轮体上部与主轴连接，下部连接泄水锥，在转轮体的四周放置悬臂式叶片。在转桨式水轮机的转轮体内部装有叶片转动机构，在叶片与转轮体之间安装着转轮密封装置，用来止油和止水。轴流式水轮机广泛应用于平原河流上的低水头电站，应用水头范围为3～55m ，目前最大应用水头不超过70m 。限制轴流式水轮机最大应用水头的原因是空化和强度两方面的条件。由于轴流式水轮机的过流能力大。单位流量11Q 和单位转速11n 都比较大，转轮中水流的相对流速比相同直径的混流式转轮中的高，所以它具有较大的空化系数σ。在相同水头下，轴流式水轮机转轮由于叶片数少，叶片单位面积上所承受的压差较混流式的大，叶片正背面的平均压差较混流式的大，所以它的空化性能较混流式的差。因此，在同样水头条件下，轴流式水轮机比混流式水轮机具有更小的吸出高度和更深的开挖量。随着应用水头的增加，将会使电站的投资大量增加，从而限制了轴流式水轮机的最大应用水头。另一方面是由于轴流式水轮机叶片数较少，叶片呈悬臂形式，所以强度条件较差。当使用水头增高时，为了保证足够的强度，就必须增加叶片数和叶片的厚度，为了能够方便地布置下叶片和转动机构，转轮的轮毂比 1D dh d h =，亦要随之增大，这些措施将减少转轮流道的过流断面面积，使得单位流量11Q 下降。当达到某一水头时，