(河海大学)水轮机类型、构造及工作原理_水电站

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1、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。第一章水轮机类型及构造第一章水轮机类型及构造第一节水力机械的种类第二节水轮机的工作参数第三节水轮机的主要类型及其构造第四节水轮机的型号第五节水流在水轮机转轮中的运动第六节水轮机基本方程第七节水轮机的效

2、率及最优工况第一章水轮机类型、构造及工作原理第一节水力机械的种类第一节水力机械的种类运动的水体动能势能水力机械旋转运动压力势能位置势能第一节水力机械的种类第二节水轮机的工作参数水能减少（水轮机）水能增加（水泵）水力工作机水能机械能水力原动机第一节水力机械的种类第二节水轮机的工作参数第二节水轮机的工作参数参数：水头、流量、功率、效率、转速等一、水头Head第二节水轮机的工作参数第二节水轮机的工作参数装机容量（InstalledCapacity）发电机的输出功率第二节水轮机的工作参数水轮机可以有不同转速，但H一定时，

3、一定的转轮直径D1有一个效率最高的转速n，通常由此转速选择相近的同步发电机转速。同步转速同轴电工学中：二、转速Speedofrotation第二节水轮机的工作参数磁极对数P34567891012同步转速n(r/min)1000750600500428.6375333.3300250磁极对数P141618202224262830同步转速n(r/min)214.3187.5166.7150136.4125115.4107.1100磁极对数P323436384042444850同步转速n(r/min)93.888.28

4、3.3797571.468.262.660磁极对数与同步转速系列第二节水轮机的工作参数第三节水轮机的主要类型及其构造第三节水轮机的主要类型及其构造水流能量转换特征反击式冲击式水轮机的主要类型第三节水轮机的主要类型及其构造水轮机所获得的能量H021第三节水轮机的主要类型及其构造该式表明水轮机所利用的水流能量为水流的势能Ep与动能Ed之和Ep=0,Ed=1→冲击式水轮机(只利用水流动能)0

5、式斜流式轴流式贯流式冲击式可逆式反击式轴流定浆式轴流转浆式水斗式双击式斜击式全贯流式半贯流式水轮机的分类灯泡式轴伸式竖井式第三节水轮机的主要类型及其构造一、反击式水轮机ReactionturbineDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontents动量改变（转轮作用于水产生）水流对转轮产生反作用力转轮旋转流过转轮的水流是连续的同一时间内所有转轮叶片间的流道都有水流通过水流V大小、方向改变第三节水轮机的主要类型及其构造水流

6、特征：幅向进入转轮，轴向流出转轮适用水头：20～500m，Hmax=734m叶片：固定10~20片最高效率：94%单机容量：几十kW～几十万kW实例：最高水头734m（奥地利依斯林电站）最大单机出力716MW（美国大古力电站）1混流式（Francisturbine、Mix-flowturbine）第三节水轮机的主要类型及其构造混流式水轮机转轮第三节水轮机的主要类型及其构造混流式水轮机的基本构造第三节水轮机的主要类型及其构造混流式水轮机的基本构造第三节水轮机的主要类型及其构造混流式水轮机的基本构造蜗壳spiralc

7、ase蜗壳spiralcase座环stayring导水机构Distributor转轮runner尾水管drafttube第三节水轮机的主要类型及其构造使水流产生圆周运动并引导水流均匀地、轴对称地进入座环。第三节水轮机的主要类型及其构造混流式水轮机的基本构造蜗壳spiralcase座环stayring导水机构Distributor转轮runner尾水管drafttube座环stayring第三节水轮机的主要类型及其构造组成：上环、下环及支柱组成。作用：支承水轮发电机组的重量及蜗壳上部部分混凝土的重量，并将此巨大的荷

8、载通过支柱传给厂房基础。第三节水轮机的主要类型及其构造混流式水轮机的基本构造蜗壳spiralcase座环stayring导水机构Distributor转轮runner尾水管drafttube导水机构Distributor第三节水轮机的主要类型及其构造主要为翼型活动导叶作用：①调节水轮机的流量；②引导水流按必须的方向进入转轮形成一定的速度矩。导叶开度openinga0(mm