水轮机类型构造及工作原理水电站.ppt

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）;第二节 水轮机的工作参数;;;装机容量 （Installed Capacity）;水轮机可以有不同转速，但H一定时，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。;;第三节 水轮机的主要类型 及其构造;;;;水轮机;一、反击式水轮机 Reaction turbine;水流特征：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）;混流式水轮机转轮; 混流式水轮机的基本构造; 混流式水轮机的基本构造;混流式水轮机的基本构造; 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。;混流式水轮机的基本构造;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，并将此巨大的荷载通过支柱传给厂房基础。;混流式水轮机的基本构造;主要为翼型活动导叶;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; 减压孔 补气装置 泄水锥 翼型扭曲叶片 (12~21片) 止漏环(迷宫环);混流式水轮机的基本构造; 将通过转轮做完功的水流排入下游河道，并回收转轮出口水流的部分能量。 ;水流特征：水流流过转轮时始终是沿轴向的 适用水头：2~70m 叶片：定浆或转浆 单机容量：几十kW~十几万可kW 实例：葛洲坝水电站17万kW/单机;轴流式水轮机叶片安放角;立轴式水轮机（vertical turbine with fixed blades）;轴流转浆式水轮机转轮（runner of Kaplan turbine ）;轴流式水轮机的特点;3;脉动水压力和水流的漏损;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%;灯泡贯流式水轮机 Bulb tubular turbine;水流特征：水流方向与主轴斜交， 斜向水流 适用水头：20～200m 叶片：转浆 8～12片 单机容量：几千kW～十几万kW 实例：小浪底 15万kW/单机;1;二、冲击式水轮机 Impulse turbine;管帽; 适用水头： 小型：40~250m 大型：400 ~ 1000m Hmax = 1767m 单机容量：几十千kW ~ 十几万kW 实例：磨房沟水电站12500kW/单机;喷嘴前折流板：避免因喷针快速移动导致在压力钢管内产生过高得水锤压力。 右下侧导流板：防止水流飞溅而造成附加损失。 特点：可设多个喷嘴和多个转轮。 大中型：立式布置；中小型：卧式布置。;冲击式水轮机; 发电：水轮机运行 抽水：水泵运行 适用水头： 混流式：30~600m 斜流式、轴流式 实例：密云，1.1/1.5万kW;大型;第四节 水轮机的型号;;二、冲击式水轮机的型号; 关于转轮直径D1的规定;反击式水轮机转轮标称直径系列(单位:cm);;第五节 水流在水轮机转轮中的运动; 恒定流：任一流体的物理量（如V）不随时间变化 非恒定流：V=V (t) 水轮机内的水流运动; 稳定工况 H、Q、n 不变 → 蜗壳、导叶、尾水管中为恒定流 转轮中的流动 相对于旋转坐标：恒定流，流线与迹线重合 相对于绝对坐标：非恒定流;假设;;第六节 水轮机基本方程;原理: 动量矩定律 单位时间内水流对水轮机的动量矩的改变=作用在该水流上的外力对同一轴的力矩; 取流面上一微小流束,列出动量矩方程;;;第七节 水轮机的效率及 最优工况;水力损失;;;;容积损失;二、水轮机的最优工况 ; 水轮机最优工况;V2最小→ 也最小 Vu2=0，水流出转轮后没有旋转可使尾水管中摩损减小;1、高水头水轮机，最优的转轮出流应为法向，但对中、低水头水轮机，取α2 略小于90°。 2、实际运行中，水轮机运行工况范围均有一定限制。; 3、若 ，可能会产生脱流, 出口角