轴轮转浆式水轮机介绍最详细最全
各类型水轮机的型式和适用情况表
各类型水轮机的型式和适用情况表类型名称适用情况
反击式水轮机混流式应用普遍，性能稳定，效率较高（最高达94%），适用水头范围从十几米到六、七百米，单机容量从几个千瓦到几十个
千瓦，可适用于大、中、小型水电站
轴流式
轴流转浆式：适用于低水头（几米到几十米）、大流量，大、
中型水电站，单机容量最大可达二十多万千瓦，性能稳定，
高效率区宽广。
轴流定浆式：适用于低水头、大流量、中小型水电站，单机
容量从几个千瓦到数百千瓦，运行稳定性较差，低负荷运行
时效率低。
斜流式斜流式水轮机是一种新型机型，适用水头较广，最高达二百米，性能稳定，高效率区宽广，亦可适用于抽水蓄能电站。
贯流式过水能力大，水力损失较小，效率较高，结构紧凑，适用水头可达二十多米，单机容量从几个千瓦到几万千瓦，适用于
低水头电站和潮汐电站。
冲击
式水轮机水斗式
适用于高水头（最高达1760米）电站，单机容量从十多千
瓦到二十多万千瓦，性能稳定，效率较反击式水轮机低些，
但结构简单。
斜击式水头适用范围从二十多米到三百米，转轮结构较水斗式简单，制造容易，过水能力较水斗式大些。
轴流转桨式水轮发电机组的盘车方法
轴流转桨式水轮发电机组的盘车方法任鹏【摘要】T urning axis adjustment of hydroelectric generating set is a key process of installation or fitting back during overhaul .The turning process of Kaplan turbine is more complex than that of Francis turbine because it has a set of operation pipeline more than the Francis turbine .Combining with the turning work of unit 2 hydroelectric generating set during class A overhaul in Nierji water power plant ,characteristics and focus of Kaplan turbine turning work are analyzed and discussed .%水电机组盘车轴线调整是安装或大修回装中的一项关键工艺，轴流转桨式机组轴系较混流式多一套操作油管，使其盘车工艺愈加复杂。
结合尼尔基发电厂2号水轮发电机组A 级大修中的盘车工作，分析论述了轴流转桨式机组盘车工作的特点和重点。
【期刊名称】《长春工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P50-53)【关键词】轴流转桨;弹性油箱;弹性盘车;操作曲管;刚性盘车【作者】任鹏【作者单位】嫩江尼尔基水利水电有限责任公司发电厂，黑龙江齐齐哈尔161005【正文语种】中文【中图分类】TK7330 引言水电机组轴线调整结果好坏，对发电机磁拉力、各部轴承导瓦受力等均具有重要影响，直接影响机组运行稳定性。
工作任务4轴流式水轮机转轮的认知
– Ⅱ为带操作架的结构
转轮接力器结构• 4Fra bibliotek叶片密封装置– （1）叶片密封装置的作用
– 在叶片与转轮体的接触处安装密封的目的是防止水 流进入转轮体内部和防止转轮体内部的油向外渗漏。 这是因为：
– A、转桨式水轮机在运行中需要转动叶片以适应不同 的工况，当叶片操作机构工作时，一些转动部件与 其支持面间需要进行润滑，因此在转轮体内是充满 了一定压力的压力油（重力+离心力）。B、转轮体 外是高压水流。
• 5、泄水锥
– 泄水锥的外形尺寸由模型试验确定。中小型机组的 泄水锥大多采用ZG30铸造。
• 2、叶片
– 根据工作水头的大小，轴流式水轮机叶片数 目为3～8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有所削弱， 对于高水头的转轮可能就无法满足强度要求 了。
知识介绍
• 1、轴流式（转浆）水轮机的转轮组成 • 2、轴流式水轮机的操作油管和受油器
• 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。
– 这种机构多数采用在叶片数为4～5的大型机组上。
1—螺帽； 2—套筒； 3—销； 4—连杆； 5—轴套； 6—限位板； 7—转臂
• （2）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。
水轮机概述
第一节水轮机概述一、水轮机工作参数1、水轮机工作水头（1）水轮机槪念：水流付出的能量转换成旋转机械能的机器。
（2）水轮机工作水头：水轮机进口断面与出口断面水流单位能量之差。
公式H=Hst-Δh发电机水轮机ⅠⅠγZIⅡ∏ⅡⅡα1v122g1即：水轮机工作水头等于水电站净水头。
Hst---水电站毛水头，等于上下游水位差Δh----水头损失，引水管的沿程水力与局部水力损失（3）设计水头：水轮机发额定出力是的最小水头。
2、水轮机的功率和效率（1）水轮机的功率：单位时间内，水流对水轮机所做的功。
用N表示。
公式：N=9.81QHη其中：Q为水轮机流量η为水轮机效率，现在的水轮机效率可达90%以上，而模型效率可达95%。
（2）水轮机效率：水轮机把水轮机出力与水流出力之比，主要有三方面的效率损失：①容积效率：即一部分水量没有流经转轮做功，损失了。
如：主轴漏水，下迷宫环漏水等。
用ηq表示。
2②水流效率：转轮在旋转过程中，克服水的阻力所损失的功率，用ηd表示。
③机械效率：克服主轴与轴承之间的摩擦阻力所消耗的功率，用ηm表示。
则：水轮机的效率为η=ηq×ηd×ηm3、流量单位时间内流过转轮的水量，以Q表示，单位m³／s。
两种说法：①水轮机发额定出力时的最大流量②在设计´水头下，水轮机发额定出力时的流量。
4、水轮机的转速（1）定义：单位时间内水轮机旋转次数，以n表示。
n10´Hav公式n=──────D13其中：n10´为最优单元转速Hav 为加权平均水头，在某些情况下可取设计水头。
（2）水轮机额定转速按（1）式计算结果，取相近发电机同步转速为水´轮机额定转速，可大于计算结果。
同步转速按n=f×60／P计算。
其中f=50HZ，P为磁极对数。
（3）飞逸转速：水轮机发额定出力时，突然跳闸，而调速器又失灵，不能关／闭导水机构，以致转速快速上升，并达到某一最高值后稳定，这个空转的最高转速就是水轮机的飞逸转速。
轴流定桨式水轮机安装、使用、维护说明书
ZDXX-LM-160水轮机安装、使用、维护说明书目录一、概述 (2)二、基本数据 (2)三、结构说明………………………………………… 2～3四、安装说明………………………………………....3～5五、使用维护说明…………………………………….5～7六、运输说明 (7)七、标记说明 (7)八、常见故障及处理办法……………………………8～9１一、概述水轮机是将水能转换为机械能的水力原动机，它适用于中、小型电站，供发电之用，其出力的大小取决于工作的水头和流量。
型号说明：ZDXXX－LM－160型水轮机ZD－表示轴流定浆式xxxx－表示转轮型号L－表示主轴布置为立式M－表示明槽式160－表示转轮标称直径为160cm二、技术数据1、使用范围：型号 ZDxxx－LM－160适用水头HP（米） 2.5～6流量Q（米3/秒）4～20转速n（转/分） 150～500出力N（千瓦）100～1000旋转方向由上向下看为顺时针调速方式自动或手动传动方式法兰直联三、结构说明本水轮机为轴流定浆式，水自引水渠道、前池、拦污栅和启闭闸门进入水轮机室，经活动导叶引向转轮，在水力作用下，使转轮旋转，然后由主轴通过法兰与发电机直联传动，把机械能转变为电能，由转轮流出的水，经尾水管流入尾水渠道。
当负荷变化时，通过水轮机的导水机构来调节过流量，以保证机２组稳定在额定转速下运行。
导水机构的开闭，通过调速器完成。
1、转动部分转轮是水轮机的核心零件，通过它将水能转换为机械能，其结构采用铸钢组焊（或组装、整铸），叶片型线采用我国研制的性能先进的转轮模型换算而成，转轮体下部的泄水锥用螺钉紧固，为使过流表面光滑平整，泄水锥与转轮体联接后，凹陷处灌注环氧树脂或铅，并修磨平整光滑。
主轴采用法兰刚性联接，其上轴端是法兰与电机法兰端面配合，通过螺栓传递扭距；下轴端是法兰与转轮体端面联接，通过端面横销及紧固螺栓传递扭矩，主轴与橡胶瓦水导轴承配合。
1、导水机构导水机构的作用是将来自引水室的水流，以一定的速度和方向引入转轮，形成转动前所需的均匀能量，控制环在转轮室上端面可以转动，借助于连板销、连板、导叶销，调节导叶的开度，改变过流量，调节负荷的大小，同时当需要停机时，可关闭导水结构，封住水流。
轴轮转浆式水轮机介绍(最详细)
位置
额定容量 (MW)
加拿大 越南 塔吉克斯坦 俄罗斯 苏丹 尼日利亚
3x86.5 2×55.4 2×115 1×52.5 4X80 3x120
转轮 直径 (m)
6.3
6.0 8.5 6.6 5.6 6.8
叶片数 投运 运营情况 时间
5
1984 良好
4
2023 良好
4
2023 良好
6
2023 良好
6
转轮 直径 (m) 10.2
8.0
10.4 6.4 8.0 9.0 10.1
叶片数
5 6 5 5 5 5 4
投运 运营情况 时间
1982 1996 2023 2023 2023 2023 2023
良好 良好
良好 良好 良好 良好 安装中
国际大型轴流水电站
项目
尼伯温 西山 山图迪斯II 切姆良 上阿特巴拉 凯恩吉
水力开发
先进旳设计手段
水力设计
CFD— 水力设计计算
模型试验 — 指导与修正
Ansys
先进旳设计手段
刚强度分析
I-deas
Hale Waihona Puke 轴系动态特征分析 三叶动态涡频分析
先进旳设计手段
推力轴承支架 直缸接力器 混凝土蜗壳 弯肘形尾水管
总体布置
机坑里衬 顶盖 轴承 密封 主轴
推力轴承支架 支持盖 导叶 座环 蜗壳 转轮 转轮室 尾水管
转轮室
分为上、中、下三段 流道表面采用马氏体不锈钢 流道表面全部精加工
里衬
尾水管锥管段
流道里衬范围
蜗壳导流段
尾水管中墩导流段
并能够根据顾客要求增长
感谢！
总体布置
水轮机介绍及专业知识
行业网络招聘专家一览英才网网络招聘成员水轮机介绍及专业知识水轮机将水流的能量转换为旋转机械能的水力原动机。
主要应用于水电站驱动水轮发电机产生电能，为水电站的关键动力设备。
发展简史 水轮机系由古代的水轮或水车演变而来。
1827年法国工程师B.富尔内隆制成 6马力的反击式水轮机。
1849年经美国工程师J.B.弗朗西斯设计改进形成了现代混流式水轮机，故称为弗朗西斯水轮机。
1850年出现冲击式水轮机。
到1880年美国工程师L.A.佩尔顿取得水斗型冲击式水轮机的专利，世人称之为佩尔顿水轮机。
随着水电开发的进展，水轮机的类型、性能和结构日趋完善。
1912年奥地利工程师V.卡普兰设计出第一台转桨轴流式水轮机，故称为卡普兰水轮机。
到20世纪40～50年代又相继出现贯流式和斜流式水轮机，同时水轮机又发展为水泵水轮机，应用于抽水蓄能电站。
水轮机的类型已能适应水电开发的不同任务和不同水头的要求。
中华人民共和国成立以后，很快建成中国的水轮机制造工业，拥有20多个水轮机制造厂，已生产出2000万kW 以上的水轮机装备全国的水电站，并向国外出口。
分类 水轮机分为反击式和冲击式两大类。
反击式水轮机按转轮区域内水流运动的方向分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式。
其组成部件有蜗壳(引水室)、导水机构、转轮、尾水管、轴和轴承等。
冲击式水轮机按射流冲击水斗的方式不同分为水斗式、斜击式和双击式，后两种仅适用于小型水轮机。
其组成部件有喷嘴、转轮、机壳、轴与轴承等。
各类水轮机在使用水头、单机容量和尺寸方面的世界最高水平见表。
（见彩图）行业网络招聘专家一览英才网网络招聘成员混流式水轮机 水流沿径向进入转轮然后沿轴向自转轮流出的水轮机（图1）。
适用水头一般为20～700m ，适用水头范围广，结构简单，运行可靠，应用最为广泛。
中国制造的最大混流式水轮机安装在青海省龙羊峡水电站,水轮机容量32.65万kW 。
中国混流式水轮机的最高使用水头为318m ，安装在四川省渔子溪一级水电站，水轮机额定出力为4.15万kW 。
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 。
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2015 安装中
6
2015 安装中
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?HE 装机超过8000MW 最大尺寸转轮直径 10.4m(乐滩 电站) 最高出力 235MW (水口电站) 最高水头 78m (石门电站)
乐滩电站
葛洲坝电站（大江、二江） 水口电站
水力开发
模型试验 国家重点试验室
递扭矩方式
水导轴承
带轴领的分块瓦式 冷却器内置或外置 边壁冷却
主轴密封
径向密封 弹簧径向块 盘根
轴向密封 浮环式
检修密封 精过滤器
导叶操作机构
活动导叶
导叶在正常运行 范围内具有自关 闭趋势
直缸接力器 摇摆接力器
导叶操作机构
摩擦轴衬+剪断销联合作用 自润滑轴瓦 导叶轴颈采用U形密封
座环
整体座环，上环板整圈 支墩式座环 固定导叶 足够刚强度 蜗壳衬板 与蜗壳在制造厂制成整体
总体布置
? 下机架结构
转轮
? 轮毂小 ? 桨叶数4、5、6、8个 ? 桨叶外圆设有裙边 ? 高效率 ? 优良的抗汽蚀性能
减小桨叶变形
转轮
高强度桨叶轴套
缸动式桨叶操作机构
双向桨叶密封
桨叶VOD精炼 00Cr13Ni5Mo
主轴
? 锻钢20SiMn整锻 ? 轴转轮侧及发电机主轴侧均为法兰连接 ? 如要求转轮互换，转轮侧可以采用摩擦传
转轮室
分为上、中、下三段 流道表面采用马氏体不锈钢 流道表面全部精加工
里衬
流道里衬范围 尾水管锥管段
蜗壳导流段
尾水管中墩导流段
并可以根据用户要求增加
感谢！
转轮 直径 (m) 10.2
8.0
10.4 6.4 8.0 9.0 10.1
叶片数
5 6 5 5 5 5 4
投运 运行情况 时间
1982 1996 2005 2005 2006 2009 2015
良好 良好
良好 良好 良好 良好 安装中
国际大型轴流水电站
项目
尼伯温 西山 山图迪斯II 切姆良 上阿特巴拉 凯恩吉
轴流转桨式水轮机
轴流转桨式水轮机
HE ? 56个水电站 ? 147台轴流转桨
式水轮机
国内大型轴流水电站
项目
位置
葛洲坝 水口 乐滩 尼尔基 白云源 大化扩机 桐子林
湖北 福建 广西 黑龙江 浙江 广西 四川
额定容量 (MW)
13X129 7×204 4×153.1 5×63.8 1×61.55 1×122.4 4X150
位置
额定容量 (MW)
加拿大 越南 塔吉克斯坦 俄罗斯 苏丹 尼日利亚
3x86.5 2×55.4 2×115 1×52.5 4X80 3x120
转轮 直径 (m)
6.3
6.0 8.5 6.6 5.6 6.8
叶片数 投运 运行情况 时间
5
1984 良好
4
2007 良好
4
2011 良好
6
2011 良好
6
先进的设计手段
水力设计
CFD— 水力设计计算
模型试验 — 指导与修正
先进的设计手段特性分析 三叶动态涡频分析
先进的设计手段
推力轴承支架
总体布置
直缸接力器 混凝土蜗壳
机坑里衬 顶盖 轴承 密封
主轴
弯肘形尾水管
推力轴承支架 支持盖 导叶 座环 蜗壳 转轮 转轮室 尾水管