水轮机水导及导水机构
水电站导水机构基本结构及作用
（2）控制环
接力器（看不见）
控制环
真空破坏阀
推拉杆
连杆
八、安全装置 剪断销
作用：在导叶关闭过程中如遇异物卡 住，传动操作力将急剧增大，当应力 增大到正常应力的1.5倍时，剪断销首 先剪断，以保护其它传动件不受损坏。
真空破坏阀
在导叶关闭时，破坏顶盖下部 的真空状态，减小由反水锤对机 组造成的损害。
• 导叶的轴颈密封
• 导叶的调整
导叶上、下端面和顶盖、 底环之间的间隙调整，由 调整螺钉（吊起螺钉）完 成。
导叶关闭后导叶之间的间隙 （密封）由连杆上的连接螺栓 调整，由紧固螺母锁紧。
调整螺栓
分半键
剪断销
• 圆锥式导水机构实物
3. 传动机构
作用：传递接力器压力油的作用力，使导叶转动，以达到 开、关导叶，实现调节机组流量的目的。
3. 圆锥式导 水机构。 导叶轴线 与水轮机 轴线成一 锥角布置 的圆锥式 导水机构。 常用于灯 泡式贯流 机组
• 圆锥式导水机构实物
五、导水机构的组成
主要组成部分有顶盖、底环、控制环、导叶、导 叶套筒、导叶传动机构（包括导叶臂、连杆、连 接板）和接力器等部件组成。
1、4、6尼龙轴瓦 2 底环 3 导叶 5 轴套 7 顶盖 8 连接板 9 转臂 10 分半键 11剪断销 12 连杆 13推拉杆 14 控制环 15 支座 16 补气阀 17 端盖及调节螺钉
Hs
g
(vu1r1
vu2r2 )
(2-42) (2-43)
水轮机流量方程
Q
r22
gH
1
2 b0
ctg0
r2 A2
ctg2
第五章 反击式水轮机的基本结构(二)
相对开度：导叶在任意位置时的开度a0与最大径向开 度a0max的比值。
a0
a0 a0 max
a0 Z 0
D1
对几何相似的水轮机相对开度值相同： a0 a0M
a0
D1 D1M
aoM
中小型水轮机真机与模型的导水机构，由于结构原
因不能保持几何相似。为此使真机导水机构的出水角
与模型相等，来获得导水机构出口水流的相似关系。
另一方面又要求减小电站水下开挖量及混凝土量， 土建工程最小，即减少电站一次性投资。
影响弯肘形尾水管性能的三个因素： （1）尾水管的深度：水轮机 导水机构底环平面至尾水管底 板平面之间的距离。
深度越大直锥段的长度可 取大一些，因而降低其出口即 肘管段进口及后面的流速，有 利于降低肘管内损失。
尾水管深度对运行稳定性影响很大，特别是混流式 水轮机因叶片角度不能调整而容易产生偏心涡带及振 动，研究表明：采用较大的深度可改善尾水管偏心涡 带所引起的振动。
D0 / D1 1.13 ~ 1.30
按导水机构能紧密关 闭的原则，确定叶栅密 度和翼弦长度L0：
L0Z0 1.1
D0
三、径向式导水机构的基本结构
基本要求 1.导水机构过流部件的尺寸应与模型水轮机相应部
件的尺寸保持几何相似，过流部件表面应光滑以减小 水力损失；
2.导水机构的最大开度要可靠并应留有一定的裕量， 以保证水轮有足够的过水能力；
1、4、6—尼龙轴瓦；2—导水机构底环；3—导叶；5—轴套； 7—水轮机顶盖；8—连接板；9—转臂；10—分半键；11—剪断销；
12—连杆；13—推拉杆；14—控制环；15—支座；16—补气阀
第五节 水轮机调节
电力系统向用户提供的电能质量：频率和电压应 保持在额定值附近的一定范围内。我国规定电力系 统频率为50Hz，偏差在0.2-0.5Hz。
水轮机工作原理
是水轮机内的相对水力损失情况。
水轮机变工况转轮进、出口速度三角形的讨论
水轮机的最优工况 工况——水轮机工作状况的简称。
在水轮机运行过程中，为了适应不同的负荷要求，必须改变导叶的安
放位臵（即改变导叶的出口角），调节流量，改变出力。 最优工况——效率最优的工况。 非最优工况——最优工况以外的工况。 水轮机在最优工况运行时，水力损失最小。而水力损失大小又主要取决 于转轮的进口水流角 1 W1 和 U 1的夹角）和出口水流角 2（ V2 和U 2的夹 （ 角）。理论上，最优工况应发生在进口水流无撞击、出口水流呈法向的条件
水轮机中的水流运动
⑶水流在进入导水机构前应具有一定的旋转环量（即具有一定的圆周 分速度），以保证在水轮机的主要工况下导叶处在不大的冲角下被绕流， 即水流进入导水机构时水力损失较小。
无撞击进口 相对速度 进口有撞击 （水力损失） 导叶骨线
漩涡消耗动能，加大水力损失 漩涡还可能引起空化，产生汽蚀
⑷有合理的断面尺寸及形状，以降低电站厂房投资及便于电站辅助设备 的布臵（如导水机构的接力器及传动机构的布臵）。
水流作用于叶片的力矩、水轮机基本方程式和效率
在dt时间内将转轮中的水流运动看成是稳定流动，则A’BCD’部分的 动量矩没有变化，因而流道的动量矩变化就等于BB’C’C部分的动量矩减
去AA’D’D部分的动量矩，即 q q q dtVu 2 r2 dtVu1r1 dt Vu 2 r2 Vu1r1 g g g
这些关系中最重要的是研究当流体通过转轮时流体扭转变化与流体传递到
转轮的力矩关系。水轮机的基本方程式就是在理论上建立这个关系。 根据动量矩定理，单位时间内水流质量对定轴的动量矩变化等于作用 在该质量上的全部外力对定轴的力矩和，即
水轮机导水机构检修作业指导书
顶盖起吊与检修
（1）顶盖起吊前做好与水车室墙壁的相对位置标记；
（2）安装4个顶盖专用吊攀；
（3）使用桥机主钩起吊，第一次起吊高度约10cm，制动5min检查无下滑溜钩现象发生，再将顶盖吊至安装场存放；
（4）清理顶盖上的油污及淤泥，打磨除锈，清理干净后按颜色要求刷油漆防腐。
存在风险：(1)在顶盖拆除时，会出现上下交叉作业，人员责任心不强，工器具摆放随意，会掉落砸伤人；(2)指挥人员精神状态不佳、指挥技能不熟及非专业人员进行指挥；(3)由于起重设备存在缺陷，工作人员在起吊设备时有可能导致设备损坏；(4)在顶盖检修除锈时，未正确佩戴口罩、防护眼镜，造成人员呼吸道、眼睛的伤害。
导叶立面间隙调整测量并调整偏心销孔与连杆销孔孔距标准值为740mm偏心销可调范围为土6mm但在实施调整时应控制在土立面间隙值在接力器处于无压紧行程无压的状态导叶自由状态下标值为从上10mm下递减至0mm上中俩值公差范围土020mm而在接力器加压紧行程后上中下均应为零允许局部间隙存在最大不超过015mm且总长度值不超过25x2522630mm最大开度标值为808mm但因导叶外形设计及工艺条件导叶立面间隙调整步骤
存在风险：(1)在锈蚀部位打磨时，未正确佩戴口罩，造成人员呼吸道伤害。
预控措施：(1)作业前交代安全注意事项，戴好防护口罩。
14.
拐臂及推力装置检修
（1）拐臂轴孔清洗后检查应无锈蚀、毛刺拉痕，否则用细砂布打磨光滑并涂黄油保护；
（2）检修后拐臂外表面应除锈刷漆，测量拐臂轴孔内径；
（3）推力机构检修，将结合面锈蚀或有毛刺部位用油石打磨平整，更换导叶止推装置止推板、抗磨板。
（5）检修所用工器具准备。
存在风险：在检修前准备工器具的过程中，搬运人手不够，工器具捆绑不牢靠，导致工器具压伤、砸伤人。
某抽水蓄能电站水轮机导水机构预装工艺
某抽水蓄能电站水轮机导水机构预装工艺发布时间：2022-08-12T01:53:03.727Z 来源：《中国建设信息化》2022年7期作者：衡鑫[导读] 某抽水蓄能电站水轮机导水机构具有尺寸大、零部件多、装配工序多以及装配要求高的特点。
衡鑫陕西能源电力运营有限公司，陕西西安 710016）摘要：某抽水蓄能电站水轮机导水机构具有尺寸大、零部件多、装配工序多以及装配要求高的特点。
为了在正式安装前及早的发现导水机构各部件装配过程中可能出现的制造误差等问题，在吊入转轮后保证顺利安装[1]，需要进行导水机构的预装配。
预装主要任务及要求有：顶盖和底环的同心度达到设计要求；活动导叶转动灵活、没有规律性的倾斜；立面及端面间隙满足设计要求；底环钻孔以及预装顶盖定位销钉。
本文简述了某电站导水机构的预装工艺、技术要求。
关键词：导水机构；机组中心；同心度；端面间隙；立面间隙 pumped storage power station Turbine guide water institutions pre-installed technology HENG XinAbstract：pumped storage power station Turbine guide water institutions with large size, parts, assembly process and assembly of high demand. In order to early find artifacts before formal installation manufacture error may occur in the process of assembly and can be installed successfully after hanging into the wheel. Therefore, Turbine guide water institutions preassembly is required. With main task: The top and bottom ring of concentricity to meet the design requirements;Activity guide vane flexible rotation, no regularity of tilt; Elevation and side clearance meet the design requirements; Bottom ring and drilling head positioning pin.This paper briefly describes pumped storage power station Turbine guide water institutions pre-installed technology, technical requirements, And pay attention to the problems in the process of software pre-installed. Key words: Turbine guide water institutions; The unit center; concentricity; End clearance; The facade clearance1.前言某抽水蓄能电站位于广东省深圳市盐田区和龙岗区交界处。
水轮机导水机构检修(A级)
梧州桂江电力有限公司水轮机导水机构检修1导水机构大修前的准备（包括安全措施）1．1机组停机，关闸，流道排水。
1．2调速器液压系统泄压，排油。
1．3轴承润滑油系统排油。
1．4轮毂油系统排油。
1．5测量转轮室与轮叶之间的间隙并做好记录。
1．6在转轮室下方搭设脚手架平台，高度以略低于转轮室分半线为宜。
1．7在安装场准备好放置转轮的钢支墩。
1．8准备好吊具、工器具、枕木及各种备件材料。
2导水机构大修的步骤和方法2．1拔除所有销钉，拆除水轮机室上半部与外配及尾水管的所有连接螺栓，用行车将其吊至安装间（此前要先行拆除伸缩节）。
2．2用高压油泵将转子顶起后，将水轮机转轮转至排油孔朝下位置，打开油封，排除轮毂油。
2．3拆除转轮泄水锥并放置尾水管内。
2．4安装防止轮叶转动的专用工具（制造厂家提供）、专用吊具及调整用具。
2．5拆除轮毂油管和操作油管（拆除前要先拆除受油器）。
2．6用行车主钩与专用吊具连接并调整好受力，用液压联轴器拆除转轮与大轴法兰的联接螺栓。
2．7将转轮吊至安装场预置的钢支墩上（详见水轮机转轮吊装方案）。
2．8拆除转轮室下部与外配水环及尾水管的连接螺栓，将下半部转轮室吊至安装场。
2．9用行车小钩吊住导叶接力器后拆除其与调速环的连接螺栓及地脚螺栓，将其整体吊至安装场。
2．10拆除导叶开度反馈传感器。
2．11在内配水环内侧拆除所有的导叶下部轴承套。
2．12通过外轴套的3个调整螺钉提起导叶，取下导叶与外配水环间的非金属垫片，并使导叶端面紧靠在外配水环的内表面。
2．13安装吊具及调整工具。
2．14拆除所有外配水环与座环（管壁座）的连接螺钉及定位销钉。
2．15将导水机构整体吊至安装场预置的支墩上，顺桥吊大车运行方向按与座环（管型座）法兰连接的法兰面朝下的位置落入支墩上。
2．16安装导叶下端临时支撑，调整外配水环的水平，使出水边法兰（上方）的水平度不大于0.2mm/m。
2．17按计划对导水机构的各部件进行检查及处理，通常需检查及处理的项目如下：2．17．1导叶及内配水环上的气蚀及泥砂磨损处理。
导水机构的组成和作用
导水机构的组成和作用导水机构是指用于引导水流或将水流分配到不同的方向的装置或系统。
它由多个组成部分组成，每个部分都有特定的作用和功能。
下面将详细介绍导水机构的组成和作用。
一、导水机构的组成1. 主管道：主管道是导水机构的核心部分，用来传输水流。
它通常由耐腐蚀和耐压的材料制成，如钢板、铸铁或塑料管道。
主管道的直径和长度根据实际需求和水流量来确定。
2. 支管道：支管道是与主管道相连的辅助管道，用来分配水流到不同的方向或区域。
支管道的数量和位置根据具体需求而定，可以通过阀门或流速控制器来控制水流的分配。
3. 弯头和三通：弯头和三通是导水机构中常见的连接件，用于改变水流的方向。
弯头通常用于水流需要转弯的地方，而三通则用于将水流分配到不同的支管道。
4. 阀门：阀门是导水机构中重要的控制部件，用于控制水流的开启和关闭，以及调节水流的流量和压力。
常见的阀门类型包括手动阀门、自动阀门和调节阀门等。
5. 泵站：泵站是导水机构中用于提升水流高度的设备，通过泵将水流推送到较高的位置。
泵站通常由泵、电机、控制系统和配管等组成，可以根据需要选择不同类型和规格的泵。
6. 过滤器：过滤器是导水机构中用于过滤水中杂质和固体颗粒的设备，可以保护导水机构的正常运行和减少设备的故障。
过滤器通常使用网状、筛孔或滤芯等材料制成，可以根据水质要求选择合适的过滤器类型。
二、导水机构的作用1. 引导水流：导水机构的主要作用是引导水流从水源到目标位置。
通过合理布置主管道和支管道，可以使水流按照预定的路径流动，从而满足不同场景下的用水需求。
2. 分配水流：导水机构可以将水流分配到不同的方向或区域。
通过调整支管道和阀门的开启程度，可以实现对水流的精确控制，满足不同区域或设备的用水需求。
3. 调节水流：导水机构中的阀门和调节阀门可以用来调节水流的流量和压力。
通过控制阀门的开启程度或调节阀门的开度，可以实现对水流的精确调节，满足不同设备或系统对水流的要求。
(河海大学)水轮机类型、构造及工作原理_水电站
米
示 ）
竖井式
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）
虹吸式
X
轴伸式
Z
第四节 水轮机的型号
二、冲击式水轮机的型号
2 CJ 20 – W - 120 / 2×10
一根轴上装的转轮数 水轮机型号 转轮型号
主轴布置型式 转轮标称直径（厘米） 每个转轮上的喷嘴数 设计射流直径（厘米）
关于转轮直径D1的规定
混流式 转轮进口边的最大直径
轴流式 斜流式 冲击式
3 贯流式（ Tubular turbine ）
水流特征：从流道进口到尾水管出口 均沿轴向（没有蜗壳）
适用水头：1~40m 叶片：定浆或转浆 单机容量：几kW~几万kW 效率：90~92%
第三节 水轮机的主要类型及其构造
灯泡贯流式水轮机 Bulb tubular turbine
❖ 水流基本沿轴向、 不转弯
第一章 水轮机类型及构造
知识要点：水轮机的型号，反击式、冲击式、可逆式
等水轮机的类型、结构以及对厂房结构布置影响。水 流在转轮中的运动、基本方程、能量损失、水轮机的 最优工况；水轮机的气蚀、吸出高度和安装高程。
重点难点：各种类型水轮机的特点、结构及其对厂房
结构布置的影响；速度三角形的概念；水轮机基本方 程的物理意义；水轮机的能量损失及其最优工况。
1
叶片转动轴线 与水轮机主轴 成45 ～ 60° 的锥角，叶片 数 8~12片。
2
转轮叶片 操作机构
注意
当由于轴向水推 力和温度变化等 引起水轮机轴向 位移时，其叶片 不得与转轮室内 壁接触。
第三节 水轮机的主要类型及其构造
二、冲击式水轮机 Impulse turbine
水流特征：水流以自由射流的水柱冲击转轮，利用水 流动能使转轮旋转。
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水轮机水导及导水机构--------------------------- 右江
编号：32 时间：2003-12-29 16:55:38
机械跟班实习（3）
水轮机水导及导水机构
一、水轮机导轴承
二、主轴密封
三、检修密封
四、顶盖
五、活动导叶接力器
六、蜗壳
七、座环
八、活动导叶
一、水导轴承
• 水导轴承的作用
• 一是承受机组在各种工况下运行时通过主轴传过来的径向力
• 二是维持已调好的轴线位置
• 本机组导轴承是筒式自润滑，油外循环冷却方式。
• 水导轴承由轴瓦、支座、旋转油箱及箱盖等组成。
• 轴瓦分四瓣，在其表面上铸上巴氏合金。
• 旋转油箱则固定到水轮机轴下法兰上，旋转油箱分四瓣，油箱盖同时也是主轴密封抗磨环的基面，所以制造安装时，一定要确保表面的水平度。
• 水轮机工况时，油是先冷却后润滑瓦面，再回到油箱里的；水泵工况，油是先润滑瓦面，然后在循环至冷却器进行冷却，再回到油箱的。
二、主轴密封
• 主轴密封位于水导轴承上面，主轴密封的形式是采用平衡式流体静压经向双端面机械密封。
• 主轴密封的炭精环
三、检修密封
• 检修密封是当机组检修、检查或由于主轴密封损坏时投入的一种密封，又称空气围带；
• 检修密封：当投入时压缩空气进入空气围带，使空气围带的凸出部位抱紧水导旋转油盆与之配合的加工面或大轴法兰，切断尾水以防水淹水车室。
四、顶盖
• 顶盖主要作用有：
• 形成流道并承受相应的流体压力
• 固定和支撑活动导叶及其连杆机构
• 支撑水导轴承
• 支撑并组成机组的密封，包括主轴密封、检修密封、上迷宫环等
五、活动导叶接力器
• 广蓄一期导水机构采用双接力器操作。
• 接力器由活塞缸、前后端盖、活塞、活塞杆以及相应的密封，锁定系统组成。
• 左手边（面向上游）的接力器有2 个对称的液压自动锁定装置。
液压锁定
• 导水叶在关闭时投入，可使导水叶有预紧力，减小导叶的漏水量。
• 液压自动锁定装置行程为68cm ，额定工作压力为64bar ，试验压力为96bar 。
机械锁定
• 右手边（面向上游）的接力器有2 个对称的手动锁定装置。
• 在导叶全开时投入，以避免在导水机构内部进行检查或检修时关闭导水叶而造成事故。
• 手动锁定装置的行程为50cm 。
六、蜗壳
• 在机组作水轮机运行时
• 蜗壳在座环圆周方向提供均匀的流速不变的压力水流进入转轮
• 在机组作为水泵抽水时• 蜗壳收集转轮所泵出的水流并将水流的动能转换成压能输入引水钢管
七、座环
• 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泵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
八、活动导叶
• 导叶安放在转轮与座环之间上下由顶盖和底环上的轴套固定
• 通过接力器和连杆机构来操纵导叶的开关
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