理论教育 混流式水轮机导水部件的设计与优化

混流式水轮机导水部件的设计与优化

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于混流式水轮机来说,导水部件通常采用导叶式导水部件,它的主要部件是导叶,按照导叶数目又分为单导叶和多导叶两种,中小型混流式水轮机一般采用闭式多导叶部件。混流式水轮机的导水机构的导叶转轴轴线布置在与水轮机主轴轴线平行的圆柱上,这种导水机构较简单,安装、检修方便,并能保证具有较高的效率,因而获得较广泛的应用。高水头的卧式混流式机组一般采用两个导叶轴承;立式机组的导叶轴承一般采用三个。

混流式水轮机导水部件的设计与优化

导水部件位于引水部件和工作部件之间,在水轮机中指的就是导水机构,主要功用有以下四部分:

(1)调节进入转轮的流量,改变水轮机的出力,使其与机组外负荷变化相适应。

(2)形成水流在进入转轮前必须的旋转以符合转轮工作的需要。

(3)截断水流,实现停机。

(4)利用剪断销装置保护自身结构不受损坏。

导水机构除为实现上述主要目的所需要的部件外,还有为了把水引向转轮构成通道的顶盖和底环等部件,这样从结构上构成一个完整的导水机构。对于混流式水轮机来说,导水部件通常采用导叶式导水部件,它的主要部件是导叶,按照导叶数目又分为单导叶和多导叶两种,中小型混流式水轮机一般采用闭式多导叶部件。

混流式水轮机的导水机构的导叶转轴轴线布置在与水轮机主轴轴线平行的圆柱上,这种导水机构较简单,安装、检修方便,并能保证具有较高的效率,因而获得较广泛的应用。它的组成如图1-18和图1-19(a)、(b)所示。其中图1-18为立式机组布置形式的导水机构,图1-19为卧式机组布置形式的导水机构。它们均由导叶、导叶传动机构(包括转臂、连杆和控制环等)等组成。

图1-18 立式混流式水轮机导水机构(www.daowen.com)

1—顶盖;2—套筒(封水箱);3—导叶上轴承;4—止推压板;5—导叶臂;6—连板;7—端盖;8—调节螺钉;9—分半键;10—剪断销;11—连杆;12—推拉杆;13—控制环;14—轴承支架;15—导叶中轴承;16—导叶;17—底环;18—导叶下轴承;19—座环

图1-19 卧式混流式水轮机导水机构

1—导叶臂;2—端盖;3—调节螺钉;4—连板;5、16—剪断销;6、8—销钉;7—联臂;9、15—控制环;10—控制环支座;11—分半键;12—后盖;13—抗磨板;14—前盖;17—压环;18—密封环导叶下轴承;19—导叶上轴承;20—导叶;21—导叶下轴承

导叶均匀地分布在转轮外围,其下为底环,上为顶盖,导叶的断面形状为翼形,首端较厚,尾端较薄,这样既可保证强度又可减少水力损失。由于应用水头的大小和水轮机出力的不同,导叶有不同的结构。一般的导叶采用整体铸造,材料为ZG30、ZG20MnSi或ZG1Cr18Ni9Ti等。为了使导叶转动灵活,在导叶轴颈处装有导叶轴承。对小型高水头水轮机组,一般采用两个轴承,上下导叶轴承都装在顶盖内。对于大中型水轮机组导叶受力较大,一般采用三个轴承,下轴承装在底环内,上中轴承装在专门的导叶套筒内,导叶套筒则呈环形固定在顶盖上。高水头的卧式混流式机组一般采用两个导叶轴承;立式机组的导叶轴承一般采用三个。

导叶轴承的润滑方式分为两种。老式机组大多数采用锡青铜轴承,加注黄油润滑;近年来生产的导水机构一般均采用自润滑工程塑料轴瓦或者是自润滑铜基钢背瓦。工程塑料轴瓦,一般用于电站水质较好的情况下。为防止水从轴颈漏出,导叶轴承一般在中、下轴承与导叶之间装有L形和O形橡皮密封圈密封,如图1-20所示。

图1-20 导叶轴承

1—套筒(封水箱);2—导叶上轴承;3—导叶轴;4—导叶中轴承;5—L形橡胶密封;6—顶盖;7—导叶;8—O形橡胶密封;9—导叶下轴承;10—底环

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