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1、水輪機(jī)的分類水輪機(jī)的類型1、反擊式水輪機(jī)定義:利用水流的勢(shì)能和動(dòng)能做功的水輪機(jī)稱為反擊式水輪機(jī)。特征:轉(zhuǎn)輪的葉片為空間扭曲面,流過(guò)轉(zhuǎn)輪的水流是連續(xù)的,而且在同一時(shí)間內(nèi),所有轉(zhuǎn)輪葉片之間的流道都有水流通過(guò),即水流充滿轉(zhuǎn)輪室。(1)混流式:水流徑向流入轉(zhuǎn)輪,軸向流出。適用范圍:H=20-700m,單機(jī)容量:幾萬(wàn)kW-幾十萬(wàn)kW廣泛應(yīng)用于中高水頭、中小流量電站?;炝魇剿啓C(jī)轉(zhuǎn)輪及機(jī)組(2)軸流式:水流沿轉(zhuǎn)輪軸向流入,軸向流出,水流方向始終平行于主軸。適用范圍:H=3-80m廣泛應(yīng)用于中低水頭、大流量電站。軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪及機(jī)組根據(jù)其轉(zhuǎn)輪葉片在運(yùn)行中能否
2、轉(zhuǎn)動(dòng),分為:A、軸流定槳式轉(zhuǎn)輪葉片是固定不動(dòng)的,因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)較低。但它在偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行時(shí)效率會(huì)急劇下降。適用于水頭較低、出力較小以及水頭變化幅度較小的水電站。B、軸流轉(zhuǎn)槳式轉(zhuǎn)輪葉片可以根據(jù)運(yùn)行工況的改變而轉(zhuǎn)動(dòng),從而擴(kuò)大了高效率區(qū)的范圍,提高了運(yùn)行的穩(wěn)定性。但是,這種水輪機(jī)需要有一個(gè)操作葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu),因而結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,造價(jià)較高。適用于水頭、出力均有較大變化幅度的大中型水電站。(2)斜流式:水流經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)輪時(shí)是斜向的。轉(zhuǎn)輪葉片隨工況變化而轉(zhuǎn)動(dòng),高效率區(qū)廣,結(jié)構(gòu)特復(fù)雜,加工工藝要求和造價(jià)均較高。適用水頭在軸流式與混流式水輪機(jī)之間,約為40~200m
3、。常用于抽水蓄能水電站。(3)貫流式:水輪機(jī)的主軸裝置成水平或傾斜。不設(shè)蝸殼,水流直貫轉(zhuǎn)輪。水流由管道進(jìn)口到尾水管出口都是軸向的。適用于低水頭、大流量的河床式和潮汐水電站。葉片:固定的或可轉(zhuǎn)動(dòng)的兩種。應(yīng)用:貫流式水輪機(jī)的適用水頭為1~25m,適用于低水頭、大流量的河床式和潮汐水電站。目前我國(guó)自行研制的最大的燈泡貫流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑為5.5m,單機(jī)出力為15MW。類型:全貫流式、半貫流式。全貫流式:發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪外緣,其特點(diǎn)是流道平直、過(guò)流量大、效率高。但由于轉(zhuǎn)輪葉片外緣的線速度大、周線長(zhǎng),因而旋轉(zhuǎn)密封困難。目前這種機(jī)型已很少使用。半貫
4、流式:水輪機(jī)的主軸裝置成水平或傾斜。不設(shè)蝸殼,水流直貫轉(zhuǎn)輪。水流由管道進(jìn)口到尾水管出口都是軸向的。適用于低水頭、大流量的河床式和潮汐水電站。燈泡貫流式:發(fā)電機(jī)組安裝在密閉的燈泡體內(nèi),使用較廣泛,機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊,流道形狀平直,水力效率高。軸伸式貫流機(jī)組:發(fā)電機(jī)安裝在外面,水輪機(jī)軸伸出到尾水管外面。豎井式貫流機(jī)組:發(fā)電機(jī)安裝在豎井內(nèi)2、沖擊式水輪機(jī)定義:利用水流的動(dòng)能來(lái)做功的水輪機(jī)為沖擊式水輪機(jī)。。特征:轉(zhuǎn)輪始終處于大氣中,來(lái)自壓力鋼管的高壓水流在進(jìn)入水輪機(jī)之前已轉(zhuǎn)變成高速自由射流,該射流沖擊轉(zhuǎn)輪的部分輪葉,并在輪葉的約束下發(fā)生流速大小和方向的急劇改變
5、,從而將其動(dòng)能大部分傳遞給輪葉,驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。在射流沖擊輪葉的整個(gè)過(guò)程中,射流內(nèi)的壓力基本不變,近似為大氣壓。在同一時(shí)刻內(nèi),水流只沖擊著轉(zhuǎn)輪的一部分,而不是全部。類型:水斗式、斜擊式、雙擊式。(1)水斗式水斗式的特點(diǎn):從噴嘴出來(lái)的高速自由射流沿轉(zhuǎn)輪圓周切線方向垂直沖擊輪葉。水斗式的適用:適用于高水頭、小流量的水電站。大型水斗式水輪機(jī)的應(yīng)用水頭約為300~1700m,小型水斗式水輪機(jī)的應(yīng)用水頭約為40~250m。(2)斜擊式特點(diǎn):從噴嘴出來(lái)的自由射流沿著與轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)平面成一角度的方向,從轉(zhuǎn)輪的一側(cè)進(jìn)入輪葉再?gòu)牧硪粋?cè)流出輪葉。與水斗式相比,其過(guò)流量較大
6、,但效率較低。適用:一般多用于中小型水電站,適用水頭一般為20~300m。(3)雙擊式特點(diǎn):從噴嘴出來(lái)的射流先后兩次沖擊在轉(zhuǎn)輪葉片上。這種水輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便,但效率低、轉(zhuǎn)輪葉片強(qiáng)度差。適用:僅適用于單機(jī)出力不超過(guò)1000kW的小型水電站,其適用水頭一般為5~100m。(三)水輪機(jī)適用水頭OVER