1、四川宜宾伊力集团横江发电公司大鱼孔电站灯泡贯流式水轮机简介初步认识灯泡贯流式水轮发电机结构l 贯流式水轮机的导叶和转轮间的水流基本上无变向流动，加上采用直锥形尾水管，排流不必在尾水管中转弯，所以效率高，过流能力大，比转数高，特别适用于水头为320米的低水头电站。这种水轮机装在潮汐电站内还可以实现双向发电。这种水轮机有多种结构，使用最多的是灯泡式水轮机。l 灯泡式机组的发电机装在水密的灯泡体内。其转轮既可以设计成定桨式，也可以设计成转桨式。世界上最大的灯泡式水轮机(转桨式)装在美国的罗克岛第二电站，水头12.1米，转速为85.7转/分，转轮直径为7.4米，单机功率为54兆瓦，于1978年投入运行
2、。 大鱼孔电站水轮机简介一、水轮机的工作原理l 水轮机是水力发电的原动机，它的作用是将水流的能量转换为转轴的旋转机械能的机器。l 水轮机的工作过程：水流进入水轮机后，水流的能量传递给水轮机，再变成随主轴旋转的机械能。反映水轮机工作的参数主要有：水轮机工作水头、水轮机流量、水轮机的出力、水轮机效率、水轮机转速和水轮机的转轮直径等。l 水流的机械能是水量和水流单位机械能的乘积。即E=9.81QHt,或者表达为水的流量、水头、水的密度、重力加速度与水流通过时间的的乘积。二、水轮机基本参数我厂水轮机采用东风电机厂有限公司生产的GZ995-WP-450型贯流式水轮机。2.1 工作水头最大水头 8.0m
3、最小水头 3.21m额定水头 7.7m 加权平均水头 7.67m汛期加权平均水头 7.45m2.2 功率额定功率 10.36MW2.3 转速额定转速 100r/min飞逸转速(非协联工况） 313r/min2.4 额定流量 145.4m3/s2.5 额定工况点效率 94.0%2.6 允许吸出高度 -5.5m2.7 轴向水推力正向水推力 111t 反向水推力 149t2.8 安装高程 305.5m三、灯泡贯流式水轮机结构 水轮机本体包括转轮、转轮室、座环、尾水管、导水机构、流道盖板、主轴、主轴密封、水导轴承、组合轴承、接力器、受油器及油管、水气管路、仪表管路、地板扶梯等。1.尾水管 尾水管里衬是
4、防止水流对混凝土尾水管直接冲刷而设置的金属衬板，由钢板卷制而成，在距上游进口处设有四只测压头作为电站测试水压之用。里衬装有尾水管进人门。尾水管里衬下半部分装有安装用支腿。以备安装调整使用。 尾水管的作用：1.把从转轮出来的水流平稳的引向下游；2、使水轮机多利用一部份水头；3、使水轮机多利用一部份水流动能。2.座环 座环是机组的主要支撑，承受机组大部分重量，水的压力、浮力、正反向推力、发电机扭矩等，并将这些负荷传递到基础混凝土上，因而有足够的强度，刚度。泡头下部侧向支撑作为辅助支撑。 座环承受机组主要重量并作为安装时的基准，上部竖井、下部竖井有足够的尺寸，同时作为检修、进人及油、水、气、电缆的通
5、道。 3.导水机构 结构作用：导水机构为圆锥式，16只具有空间曲面的导叶成65锥角组成封闭的多棱锥面。主要功能是使水流在进入转轮前产生环量，并根据机组功率的需要调节流量，水轮机停止运行时，导叶关闭切断水流。 组成：由外配水环、内配水环、导叶、控制环、压环、套筒、导叶臂、传动机构、重锤装配及锁锭装置等组成。 导水：通过调节导叶开度可调节机组转速、功率。关导叶时则可切断水流使机组停机。导叶轴套采用具有自润滑性能的钢背复合材料，分别安装在内、外配水环上。为测量导叶后外配水环内水压力设有四只测压头。 控制环上悬挂有 12.5T的重锤，可在正常停机或调速系统故障时靠重锤作用来关闭导叶，保证机组安全。 传
6、动机构：由导叶臂、连板与控制环、导叶组成为一空间运动系统，连板机构采用球形付，磨擦面为钢对铜，定期注入润滑脂,在导叶处设有拉断销,相隔布置。当导叶间有异物卡住不能关闭时，拉断销被拉断而保证了其它零件不至损坏，拉断销拉断时能自动发出信号，以便进行停机并更换损坏的拉断销。4.转轮 转轮是水轮机的重要部件，通过它将水流的能量转换为机械能，再通过主轴传给发电机转换为电能。转轮由四个叶片、转轮体、转轮体芯、叶片传动机构等组成，轮毂比为0.36。 桨叶密封采用“V”、“X“型橡胶组合密封，在不拆卸桨叶的情况下，可以更换密封。桨叶密封将作整体耐压试验，以保证不漏油、不渗水。 转轮体内油压由轮毂高位油箱保持，
7、大于上下游水位压力。转轮体上设有排油、排气装置。 桨叶操作系统由接力器缸、活塞、转臂、连杆等组成，采用缸动式结构，活塞固定不动，来自受油器开关腔的压力油通过接力器缸的运动，带动连杆、转臂操作叶片转动。转轮接力器额定操作油压为6.3MPa。5.转轮室 转轮室包括基础环、伸缩节。转轮室为钢板焊接结构，有足够的强度和刚度。转轮室与叶片配合面为球面，球面段一般采用整体不锈钢板热压成形，为了便于安装，分上、下两半。 基础环上装有伸缩节，后部焊在尾水管上，它是伸缩节、转轮室的基础，要求与管形座具有一定的同轴度及平行度要求。基础环采用钢板焊接结构，在安装调整轴线后，下游端与尾水管里衬补焊牢。基础环要承受转轮
8、室传来的水力振动，因而要求与混凝土结合牢固。 在转轮室与基础环之间设有圆形胶条密封及伸缩节，轴向调节量为15mm。6.主轴主轴由主轴、联轴螺钉护罩及主轴护罩组成。水轮机与发电机共用一根轴，两端有法兰分别与转轮体及发电机轴相联。7.水导轴承 采用动静压结合式油膜轴承，轴瓦采用轴承合金材料，为分半结构，内径610mm，瓦长500mm，总间隙为0.40.58mm。动压运行，静压启动，机组在启动及停机过程中由高压油系统将机组的转动部分顶起； 水导轴承内不设冷却器，轴承由重力油箱系统供给循环油，轴瓦可以从进人竖井单独吊出进行检修。轴承两端的端盖上设有防漏油，防进水的密封装置。8.主轴密封 主轴密封是防止
9、流道内压力水通过转动与静止部分之间的间隙漏至灯泡体内部，它由主轴工作密封和检修密封组成。密封的设计可在不拆水轮机径向轴承的情况下调整、更换密封。 主轴工作密封采用聚四氟乙稀盘根密封形式，并将漏水通过水箱下部的排水管排到集水井。为防止密封材料磨损主轴，在主轴上装有不锈钢衬套和清洁水润滑。 检修密封采用空气围带式密封，停机或检修时，围带内通入压缩空气以便围带扩胀，防止水进入灯泡体内。9.受油器 受油器装在发电机定子上，采用浮动瓦结构，由受油器体、受油器座、前油箱、操作油管装配等组成。 受油器将来自调速器主配压阀的开、关腔压力油管通过操作油管（装配的内外油管）与转轮的活塞相通，构成操作转轮叶片转动的
10、供油系统，其额定工作油压6.3MPa。 受油器设有漏油回收和排出装置，桨叶接力器位移指示装置，受油器与发电机所有联接处都设有绝缘材料。受油器转动与固定部分留有一定的反向推力位移裕量。10.组合轴承 组合轴承由正、反推力轴承和径向轴承组成。由镜板承受正、反推力，正推力瓦共8块，采用刚性支撑，反向推力瓦共8块，采用橡胶垫支撑方式。推力轴承采用动压运行，浸油润滑冷却方式，油槽内充满油，推力轴承润滑油由正推力进油与反推力进油组成进入油槽，由油槽上部排出至液压泵站。正、反推力瓦均为弹性金属料瓦。 径向轴承采用分半结构，径向轴承设有静压减载装置，在机组起动时或停机时；机组转速达到额定的95%时投入。径向轴
11、承采用动压运行，静压起动和停机的方式。为适应主轴的挠度变化，根据轴系计算结果，对径向轴承的大法兰进行偏车，以保证机组在运行工况下，主轴和径向轴承基本垂直。径向轴承瓦面为巴氏合金。 径向轴承润滑油来自重力油箱，排入轴承油槽。轴承润滑油采用强迫外循环冷却方式，润滑油由重力油箱经管道引入轴承，润滑轴承后，热油分两路经管道汇入液压泵站，液压泵站用油泵将热油经冷却器送至重力油箱，以此循环往返。11.流道盖板及发电机进人筒 流道盖板：为钢板焊接结构，由框架、盖板和导水板三部分组成。框架四侧应有与混凝土牢固联接的锚具。盖板与框架采用法兰联接，接合面有止漏措施，导水板与框架采用螺栓联接。 进人孔：发电机舱进人
12、孔设在顶罩上方，进人孔有足够的尺寸作为检修、进人及油、水、气、励磁电缆的通道。孔内设有爬梯，并有防滑处理。进人孔采用钢板焊接而成，其底部与顶罩把合成一体，上部穿出流道盖板。12.导叶接力器 采用两只后铰式直缸接力器，额定操作油压6.30Mpa，行程为706mm，与机组水平中心线成45布置。它由接力器缸、活塞、推拉杆及前后缸盖等组成。接力器保证在水轮机运行范围内都能可靠地操作导叶，调速器事故时靠重锤关闭导叶。接力器设有导叶机械液压分段关闭装置。13.重力油箱系统及轴承高低压油管路 水导轴承装置和组合轴承都采用动静结合式轴承，径向轴承起动和停机用的液压减载装置所需的高压油来自高压泵组，高压油管由液
13、压泵站引出，由座环下部进人洞引至径向轴承底部，高压管路中设有滤油器，单向阀等元件。 高位润滑油箱提供各轴承正常运行和事故停机的润滑、冷却用油。轴承润滑油采用强迫外循环冷却方式，轴承润滑油由重力油箱从座环上部进人筒经管路进入组合轴承，水导轴承内，热油从排油管路流至轴承回油箱，再由液压泵站中的低压泵组经油冷却器，滤油器送至重力油箱，重力油箱置于机组中心线24.0m以上的高处，如果重力油箱油面超过最高油位时，回油管路使油流回液压泵站，低压泵组的工作压力3.0MPa。 高位增压油箱的油保持恒定的压力送至受油器上恒压油管内，流往转轮体内，以防浆叶密封损坏时流道中的水进入轮毂。油箱溢油流入调速器油箱。机组各轴承用油与调速器用油相同，但油系统互不相通，各自独立使用。
