豆国产95在线 | 亚洲_最近2019年日本中文免费字幕_精品无码人妻被多人侵犯AV_精品日本一区二区三区在线观看

業內資訊

水電站水輪機的主要類型

2020-10-17 01:43:12      來源:宜賓富源      點擊:0
水(shui)輪機(ji),英文名稱為(wei)turbine, water turbine或 hydraulic turbine,是一(yi)種將(jiang)水(shui)能(water energy)轉換成旋轉機(ji)械(xie)能(rotational mechanical energy)的(de)機(ji)械(xie)裝置。水(shui)輪機(ji)通(tong)過主軸(zhou)(main shaft/turbine shaft)帶動發(fa)電機(ji)(generator)將(jiang)旋轉機(ji)械(xie)能轉換成電能(electricalenergy)。水(shui)輪機(ji)與發(fa)電機(ji)通(tong)過主軸(zhou)聯接而(er)成的(de)整體(ti)稱為(wei)水(shui)輪發(fa)電機(ji)組(turbine-generator unit),簡稱機(ji)組(unit),是水(shui)電站主要設備之一(yi),1。
水輪機(ji)種類很多,目(mu)前(qian)按水輪機(ji)對水流能量的(de)轉換(huan)特征的(de)不(bu)同而分為兩大類,即反擊式水輪機(ji)(reaction turbine)和沖(chong)擊式水輪機(ji)(impulse turbine)。每種水輪機(ji)根(gen)據轉輪區內水流流動特征和轉輪(runner)結(jie)構(gou)特征的(de)不(bu)同又進一步細分。

水輪機
(圖中箭頭代表水流方向,上半部分為發電機,下半部分為水輪機
1. 反(fan)擊式水(shui)輪機
反擊式水(shui)輪(lun)機(ji)轉(zhuan)輪(lun)區(qu)內(nei)的(de)(de)水(shui)流(liu)在通(tong)過轉(zhuan)輪(lun)葉片(runner blade)流(liu)道時(shi),始(shi)終(zhong)是(shi)連續的(de)(de)充滿整個(ge)(ge)轉(zhuan)輪(lun)的(de)(de)有壓(ya)流(liu)動(dong),并在轉(zhuan)輪(lun)空(kong)間曲面型葉片的(de)(de)約(yue)束(shu)下(xia),連續不斷地改(gai)變流(liu)速的(de)(de)大(da)小和(he)方向(xiang),從而(er)對(dui)轉(zhuan)輪(lun)產生一個(ge)(ge)反作用力,驅動(dong)轉(zhuan)輪(lun)旋轉(zhuan)。當(dang)水(shui)流(liu)通(tong)過轉(zhuan)輪(lun)后,其動(dong)能(kinetic energy)和(he)勢能(potential energy)(包括位能和(he)壓(ya)能)均大(da)部分被轉(zhuan)換成轉(zhuan)輪(lun)的(de)(de)旋轉(zhuan)機(ji)械(xie)能。
反擊(ji)式水(shui)輪(lun)(lun)(lun)(lun)機(ji)(ji)按轉輪(lun)(lun)(lun)(lun)區內水(shui)流(liu)(liu)(liu)相對于主軸(zhou)流(liu)(liu)(liu)動方向的不同(tong),分為混流(liu)(liu)(liu)式水(shui)輪(lun)(lun)(lun)(lun)機(ji)(ji)(mixed flow turbine)、軸(zhou)流(liu)(liu)(liu)式水(shui)輪(lun)(lun)(lun)(lun)機(ji)(ji)(axial flow turbine)、斜流(liu)(liu)(liu)式水(shui)輪(lun)(lun)(lun)(lun)機(ji)(ji)(diagonal flow turbine)和貫(guan)流(liu)(liu)(liu)式水(shui)輪(lun)(lun)(lun)(lun)機(ji)(ji)(tubular turbine)四種。根據(ju)轉輪(lun)(lun)(lun)(lun)葉片是(shi)否可以轉動,又(you)將軸(zhou)流(liu)(liu)(liu)式、斜流(liu)(liu)(liu)式和貫(guan)流(liu)(liu)(liu)式分為定槳式水(shui)輪(lun)(lun)(lun)(lun)機(ji)(ji)(fixed blade turbine)和轉漿式水(shui)輪(lun)(lun)(lun)(lun)機(ji)(ji)(adjustable blade turbine)。
1.1 混流式(shi)水輪機
水(shui)(shui)流沿徑向流入轉(zhuan)輪(lun),然(ran)后(hou)以軸向流出(chu)轉(zhuan)輪(lun)。混流式水(shui)(shui)輪(lun)機又稱為弗(fu)朗(lang)西斯水(shui)(shui)輪(lun)機,因為其由美國工(gong)程(cheng)師(Francis)于(yu)1849年發明(ming),應用水(shui)(shui)頭(tou)范圍廣、結(jie)構簡單、運(yun)行(xing)穩定且效(xiao)率高,是目前應用最廣泛(fan)的一(yi)種水(shui)(shui)輪(lun)機。
混流式(shi)水輪機三維(wei)結構動畫(hua)演示
1.2 軸流(liu)式水輪機
水(shui)(shui)(shui)流(liu)在(zai)導葉與(yu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)輪(lun)(lun)(lun)之間由徑向(xiang)(xiang)流(liu)動(dong)(dong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變為軸(zhou)向(xiang)(xiang)流(liu)動(dong)(dong),而(er)在(zai)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)輪(lun)(lun)(lun)區(qu)內保(bao)持軸(zhou)向(xiang)(xiang)流(liu)動(dong)(dong)。根據(ju)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)輪(lun)(lun)(lun)葉片在(zai)運(yun)行中(zhong)能否轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong),分(fen)為軸(zhou)流(liu)定(ding)槳(jiang)式(shi)(shi)和(he)軸(zhou)流(liu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)槳(jiang)式(shi)(shi)兩種。軸(zhou)流(liu)定(ding)槳(jiang)式(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)輪(lun)(lun)(lun)機(ji)的轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)輪(lun)(lun)(lun)葉片是(shi)固定(ding)不變的,因而(er)結構(gou)簡(jian)單、造(zao)價(jia)較(jiao)低,但(dan)(dan)在(zai)偏離設計工(gong)(gong)況時效率會急劇下降,因此主(zhu)要(yao)適用(yong)于水(shui)(shui)(shui)頭(head)較(jiao)低、出(chu)力(li)(output)較(jiao)小(xiao)以及水(shui)(shui)(shui)頭變化(hua)幅度較(jiao)小(xiao)的水(shui)(shui)(shui)電站。軸(zhou)流(liu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)槳(jiang)式(shi)(shi)是(shi)由奧地利工(gong)(gong)程師(shi)卡(ka)普蘭(lan)(Kaplan)于1920年發明,故又(you)稱為卡(ka)普蘭(lan)水(shui)(shui)(shui)輪(lun)(lun)(lun)機(ji)(Kaplan turbine),其葉片(blade)可根據(ju)運(yun)行工(gong)(gong)況的改變而(er)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong),從而(er)擴大了高效率區(qu)的范(fan)圍(wei),提高了運(yun)行穩定(ding)性。但(dan)(dan)是(shi),這(zhe)種水(shui)(shui)(shui)輪(lun)(lun)(lun)機(ji)需要(yao)有(you)(you)一個操作葉片轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)的機(ji)構(gou),因此其結構(gou)較(jiao)復雜,造(zao)價(jia)較(jiao)高,一般應用(yong)于水(shui)(shui)(shui)頭、出(chu)力(li)均有(you)(you)較(jiao)大變化(hua)幅度的大中(zhong)型水(shui)(shui)(shui)電站。


1.3 斜流式(shi)水輪機
水(shui)流(liu)在轉輪(lun)(lun)區內(nei)沿著與主軸(zhou)成某一角度(du)的(de)(de)方向流(liu)動。斜流(liu)式(shi)(shi)水(shui)輪(lun)(lun)機(ji)(ji)是為(wei)了提高軸(zhou)流(liu)式(shi)(shi)水(shui)輪(lun)(lun)機(ji)(ji)的(de)(de)適(shi)用水(shui)頭而在軸(zhou)流(liu)轉槳式(shi)(shi)水(shui)輪(lun)(lun)機(ji)(ji)的(de)(de)基礎上(shang)改進提出的(de)(de)新機(ji)(ji)型,由(you)瑞士工(gong)程(cheng)師德里亞(Deriaz)于1956年發明,故又(you)稱德里亞水(shui)輪(lun)(lun)機(ji)(ji)(Deriaz turbine),其(qi)結(jie)構(gou)形式(shi)(shi)及性(xing)能特(te)征與軸(zhou)流(liu)轉槳式(shi)(shi)水(shui)輪(lun)(lun)機(ji)(ji)類似,但由(you)于其(qi)傾(qing)斜槳葉(xie)操作機(ji)(ji)構(gou)的(de)(de)結(jie)構(gou)特(te)別復雜,加工(gong)工(gong)藝要求和造價均(jun)較高,一般只在大中型水(shui)電站中使(shi)用。
1.4 貫流式水輪機
貫流式水(shui)輪機(ji)(ji)(ji)(tubular turbine)是一種流道近似直(zhi)筒(tong)狀的臥軸式水(shui)輪機(ji)(ji)(ji),不設引水(shui)蝸殼,葉(xie)片可采用固定的或可轉動的兩種。根據發電機(ji)(ji)(ji)裝(zhuang)置形式的不同,可分為全貫流式和(he)半(ban)貫流式兩類。
全貫流(liu)(liu)式水輪機的(de)發電(dian)機轉子直接(jie)安裝在(zai)轉輪葉片的(de)外緣,優點是流(liu)(liu)道平(ping)直、過(guo)流(liu)(liu)量大、效率高。但(dan)由(you)于轉輪葉片外緣的(de)線(xian)速度(du)大、周線(xian)長,旋轉密封(feng)困(kun)難,很少(shao)使(shi)用。
半貫流式水(shui)(shui)輪機(ji)(ji)有軸伸式水(shui)(shui)輪機(ji)(ji)(S-type turbine)、豎井式水(shui)(shui)輪機(ji)(ji)(pit turbine)和燈泡式水(shui)(shui)輪機(ji)(ji)(bulb turbine)。
軸伸貫流式水輪發電機組采(cai)用臥式布置,也有傾斜安裝(zhuang)的。


豎井貫(guan)流(liu)式水(shui)(shui)輪(lun)(lun)機是將發(fa)電機組安裝在水(shui)(shui)輪(lun)(lun)機上游側的一(yi)個混(hun)(hun)凝(ning)土豎井中,水(shui)(shui)輪(lun)(lun)機部分(fen)主要由導葉機構、轉(zhuan)輪(lun)(lun)室(shi)、轉(zhuan)輪(lun)(lun)、尾水(shui)(shui)管(guan)組成,轉(zhuan)輪(lun)(lun)主軸伸入混(hun)(hun)凝(ning)土豎井中,通(tong)過齒輪(lun)(lun)箱等增速裝置連接到發(fa)電機。


燈(deng)(deng)泡(pao)(pao)貫(guan)流(liu)式水(shui)輪(lun)(lun)機(ji)(ji)組(zu)的發電(dian)(dian)機(ji)(ji)密封安裝(zhuang)在(zai)(zai)(zai)水(shui)輪(lun)(lun)機(ji)(ji)上游側一個燈(deng)(deng)泡(pao)(pao)型的金(jin)屬殼(ke)體中,發電(dian)(dian)機(ji)(ji)水(shui)平方向(xiang)安裝(zhuang),發動機(ji)(ji)主軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)直接(jie)連(lian)接(jie)水(shui)輪(lun)(lun)機(ji)(ji)轉(zhuan)輪(lun)(lun)。燈(deng)(deng)泡(pao)(pao)貫(guan)流(liu)式水(shui)輪(lun)(lun)機(ji)(ji)組(zu)的水(shui)輪(lun)(lun)機(ji)(ji)部分(fen)由轉(zhuan)輪(lun)(lun)室、導葉機(ji)(ji)構、轉(zhuan)輪(lun)(lun)、尾(wei)水(shui)管組(zu)成;發電(dian)(dian)機(ji)(ji)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)直接(jie)連(lian)接(jie)到轉(zhuan)輪(lun)(lun),一同(tong)安裝(zhuang)在(zai)(zai)(zai)鋼制燈(deng)(deng)泡(pao)(pao)外(wai)殼(ke)上,發電(dian)(dian)機(ji)(ji)在(zai)(zai)(zai)燈(deng)(deng)泡(pao)(pao)殼(ke)內,轉(zhuan)輪(lun)(lun)在(zai)(zai)(zai)燈(deng)(deng)泡(pao)(pao)尾(wei)端(duan),發電(dian)(dian)機(ji)(ji)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)通過軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)支(zhi)持環(huan)(huan)固(gu)定(ding)在(zai)(zai)(zai)燈(deng)(deng)泡(pao)(pao)外(wai)殼(ke)上,轉(zhuan)輪(lun)(lun)端(duan)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)固(gu)定(ding)在(zai)(zai)(zai)燈(deng)(deng)泡(pao)(pao)尾(wei)端(duan)外(wai)殼(ke)上,發電(dian)(dian)機(ji)(ji)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)前端(duan)連(lian)接(jie)到電(dian)(dian)機(ji)(ji)滑環(huan)(huan)與轉(zhuan)輪(lun)(lun)變(bian)槳控制的油路裝(zhuang)置。鋼制燈(deng)(deng)泡(pao)(pao)通過上支(zhi)柱、下支(zhi)柱固(gu)定(ding)在(zai)(zai)(zai)混凝土(tu)基礎(chu)中,上支(zhi)柱也(ye)是人員出入燈(deng)(deng)泡(pao)(pao)的通道。


2.沖擊式水輪機
沖擊式水輪機的轉輪始終處于大氣中,來自壓力鋼管的高壓水流在進入水輪機之前已轉變成高度自由射流(high speed water jet),該射流沖擊轉輪的部分輪葉,并在輪葉的約束下發生流速大小和方向的改變,從而將其動能大部分傳遞給輪葉,驅動轉輪旋轉。在射流沖擊輪葉的過程中,射流內的壓力基本保持大氣壓不變,而轉輪出口流速明顯的減少。
沖擊(ji)式(shi)水(shui)(shui)(shui)輪機(ji)按射流沖擊(ji)轉(zhuan)輪的方式(shi)不同,分為水(shui)(shui)(shui)斗式(shi)水(shui)(shui)(shui)輪機(ji)(tangential flow turbine)、斜擊(ji)式(shi)水(shui)(shui)(shui)輪機(ji)(turgo turbine)和(he)雙擊(ji)式(shi)水(shui)(shui)(shui)輪機(ji)(cross flow turbine)。
2.1 水斗式水輪機(ji)
從噴(pen)嘴出(chu)來的高速自(zi)由射流沿轉輪(lun)圓周切(qie)線方向垂直(zhi)沖擊輪(lun)葉。水(shui)(shui)(shui)斗式(shi)水(shui)(shui)(shui)輪(lun)機(ji)由美國(guo)工程師(shi)培爾(er)頓(dun)(Pelton)于1989年發明(ming),又稱為培爾(er)頓(dun)水(shui)(shui)(shui)輪(lun)機(ji)(Pelton turbine)。水(shui)(shui)(shui)斗式(shi)水(shui)(shui)(shui)輪(lun)機(ji)適用于高水(shui)(shui)(shui)頭、小流量的水(shui)(shui)(shui)電站(zhan)。


2.2 斜擊式水輪機
從噴嘴出來(lai)的自由射流(liu)沿著與(yu)轉輪旋轉平面成(cheng)一角度(du)的方向(xiang),從轉輪的一側(ce)進(jin)入輪葉(xie),再從一側(ce)流(liu)出輪葉(xie)。與(yu)水(shui)斗(dou)式水(shui)輪機相比,斜擊式水(shui)輪機過(guo)流(liu)量(liang)大,但效率較低,一般(ban)多用于中小(xiao)型(xing)水(shui)電站。
2.3 雙擊式水(shui)輪機
從噴嘴(zui)出來的射流先后兩次沖擊轉輪葉(xie)片。
?