水轮机结构
卧式混流式水轮机结构
卧式混流式水轮机结构
卧式混流式水轮机是一种常用的水力发电设备，其结构主要包括水轮机本体、导水管道、调节机构、发电机组等组成部分。
水轮机本体通常由转子、定子、导叶、叶轮等组成，其中转子和定子是水轮机的核心部分，它们通过磁力耦合相互作用，将水能转化为机械能。
导水管道用于引导水流流动，使其能够充分利用水头和水量，提高水轮机的效率。
调节机构则用于控制水轮机的输出功率，以适应不同负荷的需求。
发电机组则将水轮机输出的机械能转化为电能，供应给电网。
总体来说，卧式混流式水轮机结构复杂、各部分相互关联，需要精细设计和施工，以确保其性能和可靠性。
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水轮发电机结构及工作原理介绍
水流冲击水轮机叶片带动水轮机旋 转
发电机将机械能转化为电能
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水轮机通过传动装置将机械能传递 给发电机
电能通过输电线路传输到电网供用 户使用
效率定义：发电机在单位时间内输出的电能与消耗的机械能之比 影响因素：发电机的设计、制造、运行条件等 提高效率的方法：优化设计、提高制造精度、改善运行条件等 效率计算公式：η=P/P0其中P为输出电功率P0为输入机械功率
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汇报人：
农村地区：为偏 远地区提供电力 供应
城市景观：作为城 市景观的一部分提 供照明和装饰
水利工程：用于 水利工程的监测 和控制
环保领域：用于 污水处理和环保 监测
水轮发电机的优缺 点
清洁能源：水 轮发电机利用 水能发电是一
种清洁能源
效率高：水轮 发电机的效率
较高可达到 90%以上
运行成本低： 水轮发电机的 运行成本较低 维护费用也较
水轮发电机的工作原理：水流通过水轮机带动发电机转子旋转产生电能 发电机的运行特性：根据水流量、水头、转速等因素调整发电机的输出功率和频率 发电机的运行状态：正常运行、停机、故障等 发电机的维护和保养：定期检查、维护和保养确保发电机的正常运行和寿命
水轮发电机的类型
工作原理：利 用水流的冲击 力推动水轮机 旋转从而带动
水轮发电机结构及工 作原理介绍
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水轮发电机的结构
水轮发电机的工作 原理
水轮发电机的类型
水轮发电机的应用 场景
水轮发电机的优缺 点
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水轮发电机的结构
水轮机类型与构造—冲击式水轮机的主要部件
3.4.4 折流板
3.4.4.2 折流板的动作
➢ 不是将整个射流而将其大部分或小部分偏离转轮水斗；
➢ 采用折向器将增加自喷嘴口至射流进入转轮斗叶处之间的距离，
这会在某种程度上降低水轮机的能量指标。
3.4.5 机壳
3.4.5.1 机壳的形状
机壳
3.4.5 机壳
3.4.5.2 机壳的作用及要求
➢ 机壳的作用是将转轮中排出的不再做功的尾水排往下游而不溅落
1-缸体；2-填料压盖；3-喷嘴座；4-填料盒；5-填料；6-杠杆；7-喷嘴口环； 8-折向器；9-销杆；10-喷针；11-喷针座；12-喷嘴；13-喷管； 14-杆体；15-喷管弯管
3.4.2 喷嘴
3.4.2.2 喷嘴的作用
➢ 喷嘴的作用：
（1）将水流的压力势能转换为射流动能。
（2）改变喷管的过流量及水轮机的功率。
在转轮和射流上。
➢ 机壳必须保证有足够的空间，过小，会增加转轮旋转时的阻力损
失。过大，则又增加水轮机的外形尺寸。
➢ 机壳内的压力要求与大气相当。机壳的形状应有利于转轮出水流
畅。机壳要具有足够的强度、刚度和耐振性能。
➢ 机壳上一般开有进入门孔，下部应装有静水栅。
3.4.1 转轮
3.4.1.2 斗叶的结构
1—工作面；2—切水刃； 3-侧面；4-尾部；5-出水边； 6-进水边；7-横向筋板； 8-纵向筋板；9-背面； 转轮作用是将水的核心。
3.4.1 转轮
3.4.1.2 斗叶的结构
3.4.2 喷嘴
3.4.2.1 喷嘴的结构
➢ 为了较好地完成这些功能，要求喷针轴线与喷射机构轴线重合。
喷针沿此轴线移动，且喷嘴头内壁应具有收敛形的圆形断面。在 关闭位置，喷针能封闭住喷嘴的出口孔。
水轮发电机的结构(讲义)
机组旋转中心垂直度测量计算
机组旋转中心垂直度是指机组转动部分在转动过
程中，各转动部分旋转中心线的垂直度。 机组旋转中心垂直度的获得，可以通过测量和计 算大轴任意两个断面在0°和180°两个方位下的偏 心值来得到。垂直度的调整可以通过调整推力轴 承抗重螺栓高差或者调整承重机架水平来调整。
大 轴 旋 转 中 心 示 意 图
弹性垫支承氏推力轴承示意图
导轴承
导轴承是用来承受水轮发电机组转动部分
的径向机械不平衡力和电磁不平衡力，并 约束轴线径向位移和防止轴的摆动，使机 组轴线在规定数值范围内旋转的结构。
1—轴承座；2—密封罩； 3—滑转子；4—主轴； 5—导轴承瓦； 6—套筒； 7—支柱螺钉；8—冷却 器
导轴承结构
发电机制动系统
托盘
托盘的作用是减小轴瓦的变形。另外，托盘的轴
向柔度在运行中有一定的均衡负荷作用。 其材质应选用能承受较大弯曲应力的高强度材料。
绝缘垫
通常在轴承座下面或推力头与镜板结合面之间装
设绝缘垫，切断轴电流回路，保护轴瓦工作面， 并起到绝缘和调整轴线的双重作用。
油的循环冷却 轴承的油循环冷却方式有内循环和外循环两种。
的水轮发电机，磁轭可用铸钢或整圆的厚 钢板制造，不需要专门的转子支架。
对于定子铁芯外径较大的水轮发电机，磁
轭通过转子支架和主轴连成一体。
磁轭的外缘加工有T尾、鹇尾槽或螺孔，用
以固定磁极。
机架
机架是立轴水轮发电机安置推力轴承、 导轴承、制动器及水轮机受油器的支撑 部件，是水轮发电机较为重要的结构件。
伞式两种。
推力轴承位于转子上方的发电机称为悬式发电机，
它适用于转速在100r/min以上。 推力轴承位于转子下方的发电机称为伞式发电机， 无上导的称为全伞式，有上导的称为半伞式，它适 用于转速在150r/min以下。
水轮机结构介绍(修改
水轮机结构介绍(修改水轮机是一种将水流动能转化为机械能的能量转换设备。
它广泛应用于水利发电、水运和水泵系统中。
水轮机的结构主要包括水轮机本体、水轮机导水系统和机械传动系统。
水轮机本体是水流能源转换的核心部分，主要包括叶片、转轴、机壳和调节装置。
叶片是水轮机工作的关键部件，它们负责将水流的动能转化为机械能。
叶片设计的好坏直接影响水轮机的效率和性能。
传统的水轮机叶片采用曲线叶型，通过调节叶片的角度来改变水流作用力的大小和方向。
随着科技的发展，一些新型水轮机采用直线叶型或深蛙叶型，能够提高水流的利用率和水轮机的效率。
转轴是水轮机的支撑和连接部件，负责传递水轮机本体产生的机械能。
转轴通常由高强度的材料制成，以承受高速旋转和重力的力量。
为了减小径向力和横向力在轴上的作用力，水轮机通常采用双小头设计，即转轴两端直径较小。
机壳（也称为机舱）是水轮机本体的外部保护罩，主要作用是引导水流流过叶片并改变水流的动能。
机壳的设计通常根据水流的流动特性和水轮机的运行要求来确定。
一般情况下，机壳的形状为半圆形，但也有其他形状如V形、矩形等。
调节装置是水轮机用于控制水流流量和转速的装置，以适应不同工况下的需要。
常见的调节装置有凸缘门、直翼与导轮、调节叶片等。
凸缘门是一种用于改变水流流量的装置，通过提高或降低凸缘的高度来控制水流的流速。
直翼与导轮是一种通过改变水流的流向来调节转速和输出功率的装置，通过改变导轮角度来改变水流对叶片的作用力。
调节叶片是一种通过改变叶片角度来调节水流的流量和转速的装置，与叶轮本体相连，并可以通过调整杆或液压缸来改变叶片的角度。
水轮机导水系统用于将水流引导到水轮机本体，包括水渠、堰坝、引水隧洞、水闸等。
水轮机导水系统的设计和建设对于水轮机运行的稳定性和效率至关重要。
优化的导水系统应具有合理的水流路径、充分利用水资源、减少水流泄露和压力损失。
机械传动系统用于将水轮机本体产生的机械能传递给其他机械设备，常见的机械传动系统有直接驱动和间接驱动两种形式。
卧式混流式水轮机结构
卧式混流式水轮机结构
卧式混流式水轮机是一种混合式水轮机，它将混合式水轮机
的优点和卧式水轮机的优点结合起来，具有较高的效率和较低的
成本。
它的结构由水轮机本体、水轮机轴、水轮机壳、水轮机叶轮、水轮机控制装置和水轮机排水装置组成。
水轮机本体是水轮机的主要部件，它由水轮机轴、水轮机壳、水轮机叶轮等组成。
水轮机轴是水轮机的核心部件，它由轴承、
轴套、轴瓦、轴箱等组成，负责传递动力。
水轮机壳是水轮机的
外壳，用于保护水轮机内部的部件，并防止水轮机受到外界的污染。
水轮机叶轮是水轮机的主要部件，它由叶轮、叶轮轴、叶轮
轴承等组成，负责将水的动能转化为机械能。
水轮机控制装置是水轮机的重要部件，它由控制器、控制阀、控制齿轮等组成，负责控制水轮机的运行状态。
水轮机排水装置
是水轮机的重要部件，它由排水管、排水阀、排水泵等组成，负
责将水轮机产生的热能排出。
卧式混流式水轮机具有较高的效率和较低的成本，是一种非
常有效的水轮机。
它的结构简单，维护方便，可以满足不同的应
用需求，是一种非常受欢迎的水轮机。
水轮机结构介绍范文
水轮机结构介绍范文水轮机是一种将水的动能转化为机械能的装置，是发电厂中常用的水力发电装置。
水轮机的结构包括水轮机转子、定子和调节装置。
水轮机转子是水能转化的主要部分。
它一般由转轮、叶片和轴承组成。
转轮是一个直径较大的圆盘，由高强度的金属材料制成，通常是铸铁或钢。
转轮上有一系列的叶片，叶片的形状有直线型、曲线型、斜面型等，可以根据具体的水力条件进行设计。
叶片的材料通常是耐磨的合金钢。
转轮的直径决定了水轮机的功率大小，直径越大，功率越大。
轴承用于支撑转轮，并使其能够旋转。
水轮机定子包括水轮机轮槽、喷口和进流导管。
轮槽是由金属材料制成的圆筒形结构，安装在转轮的外围。
它的作用是将水引入叶片之间，使水对叶片施加压力，产生转动力。
喷口是水流进入轮槽的出口，通常位于轮槽的下部。
进流导管用于将水从水库或河流引导到水轮机的轮槽中，通常是金属管道或混凝土构筑物。
水轮机的调节装置用于控制水流的流量和压力，以便适应不同的发电负荷。
常见的调节装置有进水阀门和偏心机构。
进水阀门的开度可以调节进入轮槽中的水流量，从而控制水轮机的转速。
偏心机构是一种可以改变喷口的位置的装置，通过改变喷口的位置，可以调整水流对叶片的压力，从而改变水轮机的转速。
水轮机的工作原理是利用水流的动能和压力作用于叶片上，将水的动能转化为转轮的机械能。
当水流经过叶片时，叶片受到水的冲击力，产生力矩将转轮带动旋转。
转动的轴通过连接装置将机械能传递给发电机或其他机械设备。
水轮机广泛应用于水力发电、水泵站和水厂等场所。
在水力发电过程中，利用水轮机将水的潜能和动能转换为电能，实现可持续能源的利用。
同时，由于水轮机具有结构简单、运行可靠、维护成本低等优点，因此得到了广泛的应用和推广。
总之，水轮机是一种将水的动能转化为机械能的装置，由转子、定子和调节装置组成。
它的工作原理是利用水的动能和压力作用于叶片上，将水的动能转化为转轮的机械能。
水轮机具有结构简单、运行可靠等优点，在水力发电、水泵站等领域有着广泛的应用。
水轮发电机结构及工作原理介绍
水轮发电机结构及工作原理介绍水轮发电机是一种利用自然水流的动能来产生电能的装置。
它是电力工业中最为常见的发电机之一，被广泛应用于水力发电站和小型水电站中。
本文将介绍水轮发电机的结构组成及其工作原理。
一、水轮发电机的结构组成1. 水轮机水轮机是水轮发电机中的核心部件，它通过水的冲击力将水的动能转化为机械能。
水轮机通常由转子、转子叶片和轴组成。
转子是水轮机的主要部件，负责承载叶片和转动。
转子叶片用来接收水流冲击力，将动能转化为转子运动能量。
轴则将转子连接到发电机，使其能够转动。
2. 水导装置水导装置是控制水流进入水轮机的装置，它的作用是将水流引导到水轮机的转子上。
水导装置通常由水闸、引水渠和水轮机进水口组成。
水闸和引水渠用来控制水流的流量和流速，可以根据实际需要进行调节。
水轮机进水口是水流进入水轮机转子的地方，需要保证水流的稳定和流量的均匀分布。
3. 输电系统输电系统是将水轮发电机产生的电能传输到用户端的系统。
它由发电机、变压器、输电线路和配电系统组成。
发电机是将机械能转化为电能的设备，它通过转子的旋转产生感应电动势，从而产生交流电。
变压器负责将发电机产生的低电压升高为输电线路所需的高电压，以减少输电损耗。
输电线路将电能从发电厂传输到用户端，而配电系统则将电能从输电线路引导到用户家庭或工厂。
二、水轮发电机的工作原理水轮发电机的工作原理基于水能转化为机械能，再由机械能转化为电能的过程。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 水的冲击力当水流通过水闸和引水渠进入水轮机时，会受到水轮机转子上叶片的阻力，从而产生冲击力。
这种冲击力将水的动能转化为机械能，使转子开始旋转。
2. 转子的旋转转子受到冲击力作用后开始旋转，旋转的速度取决于水流的流量和水轮机的设计。
转子旋转会带动轴一起旋转，将机械能传递到发电机中。
3. 感应电动势转子的旋转会产生变化的磁场，使静子（固定在发电机内部的零部件）中的导体产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中运动时，会在导体两端产生电势差，即感应电动势。
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水轮机结构
一、简介
（一）、简介
水轮机是水电厂将水轮转换为机械能的重要设备。
1、按能量方式转换的不同，它可分为反击式和冲击式两类。
反击型
利用水流的压能和动能，冲击型利用水流动能。
2、反击式中又分为混流、轴流、斜流和贯流四种；
3、冲击式中又分为水斗、斜击和双击式三种。
1）、混流式：
水流从四周沿径向进入转轮，近似轴向流出
应用水头范围：30m~700m
特点：结构简单、运行稳定且效率高
2）、轴流式
水流在导叶与转轮之间由径向运动转变为轴向流动
应用水头：3~80m
特点：适用于中低水头，大流量水电站
分类：轴流定桨、轴流转桨
3）、冲击式
转轮始终处于大气中，来自压力钢管的高压水流在进入水轮机之前已经转变为高速射流，冲击转轮叶片作功。
水头范围：300~1700m
适用于高水头，小流量机组。
（二）、水轮机主要类型归类
二、水轮机主要基本参数
1、水轮机主要基本参数
水头：Hg、H、Hmax、Hmin、Hr（设计水头）
流量：Q
转速:f=np/60
出力：N=9.81QHη（Kw）
效率：η
2、水轮机型式代号
混流式：HL
斜流式：XL
轴流转桨式：ZZ
轴流定桨式：ZD
冲击（水斗式）：CJ
双击式：SJ
斜击式：XJ
贯流转桨式：GZ
贯流定桨式：GD
对于可逆式，在其代号后增加N
3、混流式水轮机
型号：HL100—LJ—210
HL：代表混流式水轮机
100：转轮型号（也称比转速）
LJ：立式金属蜗壳
210：转轮直径（210厘米）
4、轴流式水轮机
ZZ560—LH—1130
ZZ：轴流转桨式水轮机
560：转轮型号
LH：立式混凝土蜗壳
1130：表示转轮直径为1130厘米
5、冲击式水轮机
CJ47—W—170/2X15.0
CJ：冲击式
W：卧轴
170：转轮直径170cm
2：2个喷嘴
15.0：射流直径
三、水轮机主要部件
（一）、组成
引水部件、导水部件、工作部件、泄水部件1、引水部件
组成：引水室（蜗壳）、座环
作用：以较小的水力损失把水流均匀地、对称地引入导
水部件，并在进入导叶前形成一定的环量。
2、导水部件
组成：导叶及其操作机构、顶盖、底环
作用：调节进入转轮的流量和形成转轮所需的环量
3、工作部件
组成：转轮
作用：直接将水流能量转化为旋转的机械能
4、泄水部件
组成：泄水锥、尾水管
作用：引导水流进入下游，尾水管同时还在转轮后形成真空，利用转轮出口到下游尾水之间的位能，恢复转轮出口处的部分动能损
失，以提高效率。
（二）、水轮发电机组装置形式
立式和卧式
立式：根据推力头的位置分悬式、全伞式、半伞式（三）、混流式水轮机主要结构
由转轮、主轴、导轴承、主轴密封、座环、蜗壳、顶盖、
底环、泄流环（基础环）、止漏环、抗磨板、导叶及其
操作机构、机坑里衬、机坑内环形吊车、尾水管等组成。
将水轮机分成三大部分：转动部分、固定部分、埋入部
分
1、转动部分
转动部分是机组的核心组成部分，是水能转换成机械能
/电能的关键。
转动部分及其相关部件主要包括：转轮、主轴、主轴密
封等。
2、转轮
转轮是实现水能转换的主要部件，它将大部分水能转换
成转轮的旋转机械能，并通过水轮机主轴传递给发电
机。
水轮机的转轮是将水能转换成机械能。
3、主轴
主轴是承受水轮机转动部分的重量及轴向水推力所产生的拉力，同时传递转轮产生的扭矩。
4、转轮拆卸方式
现在立式机组转轮的拆卸可以有三种方式：
下拆：将尾水锥管和底环以及转轮由下方取出；
中拆：即取出一段中间轴并拆除顶盖后，将转轮由水车
室取出；
上拆：用传统方式，吊出发电机转子并拆除顶盖后由上
方取出转轮。
5、主轴密封
主轴密封是水轮机关键部件之一，水轮机在运行过程中，其主轴密封的安全可靠运行，直接关系到水轮机是否安全运行
分类：平板密封（映站）、端面密封、螺旋（水泵）密
封、滑动架密封等。
作用是：有效地阻挡尾水管中的水从主轴与顶盖之间的间隙上溢，防止水轮机导轴承及顶盖被淹，维持轴承和机组的正常运行。
6、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。
7、固定部分
顶盖、底环、座环、支持环等
8、埋入部分
蜗壳、座环等
9、水轮机导轴承
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
10、筒式水导轴承循环方式
筒式瓦的油循环方式是采用自循环，润滑油的自循环工作原理：当机组运行时，安装在大轴上的水导轴承旋转油盆与大轴一起旋转，旋转时油盆中油也跟着旋转，由于离心力的作用，油盆中的油位形成边缘高，中心低的状态，即形成一个抛物面。
在压差的作用下，油经固定不动的轴承体圆周外部的进油孔进入瓦面的下环形油槽，由于大轴的转动使油沿轴瓦面上的斜向油沟上移，并流经整个瓦面，使大轴与轴瓦之间的润滑良好，同时带走热量，热油流到上环形油槽经排油管流至冷却器，热油经冷却后通过进油管进入油盆，以上润滑油的路径为一次工作过程。
机组运行时润滑油如此往复进行不停的循环，来满足轴承的运行需要。
11、导水机构
组成：由导水机构由顶盖、底环、导叶、连杆机构和接
力器等组成。
作用：
1、是使水流进入转轮之前形成旋转并改变水流的入射
角度；
2、当机组出力发生变化时，用来调节流量。
3、正常与事故停机时，用来截断水流。
导叶的转动最终通过接力器和连杆机构来操纵导叶的开关
12、顶盖
主要作用：
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13、底环
作用：
与顶盖一起形成过流通道
安装导叶下轴承
14、基础环（支持环）
作用
在机组安装时放座环，成为座环的基础。
在水轮机安装及检修时，用来放置转轮。
15、尾水管
尾水管位于转轮的下方是主要的通流部件，作用是引
导进出转轮的水流。
水泵水轮机作水轮机运行时要求尾水管的断面为缓慢
扩散型
16、其他
紧急真空破坏阀：消除抬机现象
补气装置：尾水管十字架补气、尾水短管补气、轴心孔
补气
17、埋设管路
埋设管路主要包括
机组排水管路
机组测压管路
压水系统管路
回水排气管路
机组冷却润滑系统管路
18、水轮机气蚀（空化）及磨损
分类：间隙、空腔、翼型、局部
19、水轮机振动
按振动的原因：水力、机械、电磁
按振动方向：轴向和径向
振动允许值：250~375r/min 合格为0.10
摆度允许值：250r/min 0.05mm/m 375r/min 0.04mm/
m
20、水轮机保护装置
水轮机保护装置是当机组在启停和运行过程中发生危及设备和人身安全的故障时，自动采取保护或联锁措施，防止事故产生和避免事故扩大，从而保证人和设备的安全不受损害或将损害降到最低限度。
保护装置主要包括
振动保护装置
压力保护装置：如转轮上腔水压力、冷却水压力
温度保护装置
导轴承油位保护装置
复习思考题
HL200-LJ-320的具体含义？
水轮机的主要部件由哪几部分组成？各部件的主要作
用是什么？
水轮机按振动的原因分为哪几种？主要由哪些方面引
起？
某电站设计水头120m，单机引用流量25m3/s，该水轮
机效率为94.6%，试计算该水轮机的出力。
假如发电机
的效率为98%，该机组的额定出力是多少？。