混流式水輪機(jī)的一般構(gòu)造有哪些？
發(fā)布時(shí)間：2021-01-05 16:37
水輪機(jī)是水電站的主要設(shè)備之一。水輪機(jī)的工作情況決定于水頭和流量等水力條件，而天然河道的水力條件是不同的。按照水流對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪作用方式的不同，水輪機(jī)可分為沖擊式和反擊式兩大類，前者是利用噴射水流的沖擊力來轉(zhuǎn)動(dòng)，后者是利用水流流過轉(zhuǎn)輪時(shí)在輪葉上產(chǎn)生的反作用力來轉(zhuǎn)動(dòng)。下面分享一些有關(guān)水輪機(jī)的知識(shí)介紹，混流式水輪機(jī)的一般構(gòu)造有哪些？
混流式水輪機(jī)是由轉(zhuǎn)輪、軸和軸承、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、水輪機(jī)室或機(jī)殼、底環(huán)（座環(huán)）、基礎(chǔ)環(huán)和尾水管等主要部件構(gòu)成的。水流直接從水輪機(jī)室四周經(jīng)過導(dǎo)葉，輻向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，使轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)作功，然后沿軸向流出轉(zhuǎn)輪，從尾水管泄至下游。這種水輪機(jī)由于水流流經(jīng)轉(zhuǎn)輪的上述特點(diǎn)（輻向流進(jìn)，軸向流出），所以稱為混流式或輻軸流式。
簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)混流式水輪機(jī)的一般構(gòu)造。第一個(gè)，轉(zhuǎn)輪，也稱工作輪。它是將水流能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的基本部件。轉(zhuǎn)輪是水輪機(jī)的心臟部分，實(shí)際上，各種類型水輪機(jī)的區(qū)別，主要是反映在轉(zhuǎn)輪型式上?；炝魇剿啓C(jī)的轉(zhuǎn)輪是由輪轂（上冠）、輪葉和輪環(huán)（下冠）幾部分組成。小容量水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪多數(shù)是用鑄鐵制成，用鍵把轉(zhuǎn)輪與軸連在一起。較大容量的水輪機(jī)則是用鋼板焊接，或是將鋼板壓制成輪葉后，再澆鑄在鑄鋼或鑄鐵的輪轂和輪環(huán)中。高水頭水輪機(jī)常用優(yōu)質(zhì)鑄鐵或鑄鋼制成整體轉(zhuǎn)輪。
第二個(gè)來介紹軸與軸承。水輪機(jī)軸（主軸）起傳遞動(dòng)力的作用，要求有很高的強(qiáng)度和剛度。一般要用優(yōu)質(zhì)鋼制造，容量較小的時(shí)候，也可用普通圓鋼制成。水輪機(jī)軸有豎軸（立式）和橫軸（臥式）兩種裝置方式，支承軸承也有所不同。在豎軸裝置的水輪機(jī)中，軸承分為上、下兩部分，上部軸承位于發(fā)電機(jī)室地面上的軸承箱內(nèi)，承受水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量和軸向水壓力，要用推力軸承；下部軸承裝在水輪機(jī)頂蓋上，主要是防止軸在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生擺動(dòng)，叫做導(dǎo)軸承。導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，一般用硬木、橡膠或尼龍等材料制成軸瓦。
第三個(gè)要說的是導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。它是由均勻分布在轉(zhuǎn)輪四周的許多流線形導(dǎo)葉所組成的。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的作用，主要是使水輪機(jī)室中的水流能沿著有利的方向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，并調(diào)節(jié)進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的流量。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)有兩種，一種是活動(dòng)導(dǎo)葉式，另一種是固定導(dǎo)葉式。在活動(dòng)導(dǎo)葉式中，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)速環(huán)時(shí)，所有導(dǎo)葉便同時(shí)繞導(dǎo)葉軸旋轉(zhuǎn)，可以改變導(dǎo)葉的開啟度，從而調(diào)節(jié)進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的流量。固定導(dǎo)葉式的導(dǎo)葉不能轉(zhuǎn)動(dòng)，要用其他方法來調(diào)節(jié)流量。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)是水輪機(jī)中結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的一部分，特別是活動(dòng)導(dǎo)葉式。
第四個(gè)介紹一下水輪機(jī)室。在小型水電站中，水輪機(jī)室有兩種類型，一種是開敞式明槽，另一種是封閉式機(jī)殼。一個(gè)豎軸布置的開敞式明槽水輪機(jī)室，水輪機(jī)安裝在寬闊的水槽中，水流會(huì)直接從水槽四周進(jìn)入水輪機(jī)。這種機(jī)室用混凝土或磚石材料砌成，它是水電站廠房的一個(gè)組成部分。當(dāng)水頭較高時(shí)，例如6~8米以上，為了把發(fā)電機(jī)布置在上游水位以上，水輪機(jī)軸就要增長(zhǎng)很多，同時(shí)廠房還要考慮承受較大的水壓力和防止水的滲透問題，此時(shí)就應(yīng)采用封閉式機(jī)殼來引水。這樣廠房結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化，機(jī)組占地面積較小，布置比較靈活，不過水輪機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
最后簡(jiǎn)單介紹一下尾水管。它是裝在轉(zhuǎn)輪后面的泄水設(shè)備，水流經(jīng)過轉(zhuǎn)輪以后便從尾水管泄至下游。尾水管是反擊式水輪機(jī)的一個(gè)重要組成部分，對(duì)提高水輪機(jī)效率有很大作用。
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