水电站02水轮机及其选择

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1、复习1．水电站的基本类型有坝式、引水式及混合式。坝式水电站分为河床式、坝后式；引水式水电站分有压引水式和无压引水式电站；混合式开发多为有压引水式电站。2．抽水蓄能电站和潮汐电站也是水能利用的重要型式。抽水蓄能电站主要解决电力系统的调峰问题；潮汐电站是开发海水能源的主要型式。3、水电站建筑物包括枢纽建筑物和发电建筑物两大部分。重庆电力高等专科学校复习一、枢纽建筑物挡水建筑物：坝、闸泄水建筑物：溢洪道、泄水洞、溢流坝过坝建筑物：过船、过木、过鱼二、发电建筑物进水建筑物：进水口、沉沙池引水建筑物：引水道、压力管道、尾水道平水建筑物：前池、调压室厂区枢纽：主厂房、副厂房、变电站、开关站等第二章水轮

2、机及其选择水力机械水轮机+发电机：水轮发电机组功能：发电水泵+电动机：水泵抽水机组。功能：输水水泵_水轮机+电动_发电机：抽水蓄能机组。功能：抽水蓄能重庆电力高等专科学校水轮发电机组水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站动力设备之一。重庆电力高等专科学校2.1水轮机的类型和构造重庆电力高等专科学校一、反击式水轮机定义：利用水流的势能和动能做功的水轮机称为反击式水轮机。特征：转轮的叶片为空间扭曲面，流过转轮的水流是连续的，而且在同一时间内，所有转轮叶片之间的流道都有水流通过，即水流充满转轮室。重庆电力高等专科学校反击式水轮机类型1.混流式：水流径向流入转轮

3、，轴向流出。适用范围：H=30-700m,单机容量：几万kW-几十万kW适用于高水头小流量电站。重庆电力高等专科学校混流式水轮机重庆电力高等专科学校重庆电力高等专科学校三峡水电站水轮机转轮该转轮由上冠、下环和15块叶片组焊而成。其外径10.44米，高5.2米，总重量445吨。重庆电力高等专科学校反击式水轮机类型2.轴流式：水流沿转轮轴向流入，轴向流出，水流方向始终平行于主轴。轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而转动。轴流转浆式：叶片能随工况的变化而转动，进行双重调节（导叶开度、叶片角度)。重庆电力高等专科学校轴流式水轮机重庆电力高等专科学校反击式水轮机类型3.斜流式：水流经过转轮时是斜向的。

4、转轮叶片随工况变化而转动，高效率区广。常用于抽水蓄能水电站。重庆电力高等专科学校反击式水轮机类型4.贯流式：水轮机的主轴装置成水平或倾斜。不设蜗壳，水流直贯转轮。水流由管道进口到尾水管出口都是轴向的。适用于低水头、大流量的河床式和潮汐水电站。重庆电力高等专科学校贯流式机组分类全贯流式：发电机转子安装在水轮机转轮外缘，其密封困难，现在较少使用。半贯流式：灯泡贯流式：发电机组安装在密闭的灯泡体内，使用较广泛，机组结构紧凑，流道形状平直，水力效率高。轴伸式贯流机组：发电机安装在外面，水轮机轴伸出到尾水管外面。竖井式贯流机组：发电机安装在竖井内。重庆电力高等专科学校灯泡式水轮机组重庆电力高等专科学

5、校轴伸式贯流机组重庆电力高等专科学校竖井贯流式水轮机重庆电力高等专科学校二、冲击式水轮机定义：利用水流的动能来做功的水轮机为冲击式水轮机。特征：由喷管和转轮组成。水流以自由水流的形式(P=Pa)冲击转轮，利用水流动能(V方向、大小改变)产生旋转力矩使转轮转动。在同一时刻内，水流只冲击着转轮的一部分，而不是全部重庆电力高等专科学校冲击式水轮机的类型水斗式特点是由喷嘴出来的射流沿圆周切线方向冲击转轮上的水斗作功。水斗式水轮机是冲击式水轮机中目前应用最广泛的一种机型。斜击式：射流中心线与转轮转动平面呈斜射角度双击式：水流穿过转轮两次作用到转轮叶片上斜击、双击水轮机构造简单，效率低，用于小型电站重

6、庆电力高等专科学校重庆电力高等专科学校重庆电力高等专科学校水斗式水轮机转轮轮叶轮盘重庆电力高等专科学校斜击式水轮机转轮重庆电力高等专科学校双击式水轮机转轮重庆电力高等专科学校三、水轮机的工作参数反映水轮机工作状况特性值的一些参数，称水轮机的基本参数。由水能出力公式:P=9.81ηQH可知，其基本参数包括工作水头H、流量Q、出力P、效率η，此外还有工作力矩M、机组转速n。重庆电力高等专科学校1.水头重庆电力高等专科学校(1)毛水头——上下游水位差Hg=ZU-ZD(2)工作水头——水轮机进出口断面总水头差即：H=EA-EB。反击式水轮机的工作水头毛水头-水头损失=净水头HG=EA-EB=Hg-

7、hI-A冲击式水轮机的工作水头HG=ZU-Z2-hI-A重庆电力高等专科学校1.水头（3）特征水头：表示水轮机的运行范围和运行工况。最大工作水头Hmax：电站运行范围内水轮机工作水头的最大值最小工作水头Hmin：电站运行范围内水轮机工作水头的最小值设计水头Hd：水轮机在最高效率点运行时的净水头额定水头Hr:水轮机在额定转速下，输出额定功率时的最小净水头平均水头Hw：电站运行范围内，考虑负荷和工作历时的水轮机工作水头的加权