第一章 灯泡贯流式水轮机得结构Word格式文档下载.docx

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　　3.土建投资少

　　贯流式水电站得机组结构紧凑,与同一容量得轴流转桨式机组相比,其尺寸较小,可布置在坝体内,取消了复杂得引水系统,可以减少厂房得建筑面积,减少电站得开挖量与混凝土用量。

根据有关资料分析,土建费用可以节省20％～30％。

　　4.运行方式多

　　贯流式水轮机适合作可逆式水轮机运行。

由于进出水流道没有急转弯,使水轮机发电与抽水均能获得较好得水力性能。

它可应用于潮汐电站,具有双向发电、双向抽水与双向泄排水等6种功能。

因此,很适合综合开发利用低水头水力资源。

　　5.见效快

　　贯流式水电站一般比轴流式水电站建设周期短、投资小、收效快、淹没移民少;

电站靠近城镇,有利于发挥地方兴建电站得积极性。

　　第一节贯流式水轮机得分类及简介

　　贯流式水轮机组按总体布置方式得不同可分为以下几种:

（1）全贯流式。

（2）灯泡贯流式。

　　（3）竖井贯流式。

　　（4）轴伸贯流式。

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　　（5）虹吸贯流式。

　　按运行工况不同可分为以下3种:

（1）单向贯流式。

（2）双向贯流式。

　　（3）可逆贯流式。

　　一般习惯按总体布置方式得不同来分类,而很少按运行工况分类,所以本节按总体布置方式得不同分类,介绍贯流式机组得类型。

　　一、全贯流式水轮机

　　全贯流式水轮机得流道平直,水流可沿轴向一直流过导叶、转轮叶片与尾水管,故称为全贯流式水轮机,也称为直线流动得水轮机——管型水轮机。

由于全贯流式发电机转子布置在水轮机转轮得外缘,故称为轮缘贯流式水轮机,如图1—1所示。

　　世界上第一台贯流式水轮发电机就是全贯流式水轮机,由瑞士爱舍维斯（EscherWyss）公司于1937年制造,并安装在德国得莱茵河上。

单机容量.为1753kW,转轮直径为2.05m。

经过若干次改进,目前单机容量最大得全贯流式机组也就是由爱舍维斯公司制造,安装在加拿大得安纳波利斯电站,于1983年投产发电。

该机组最大出力达20MW,转轮直径7.6m,最大应用水头7.1m。

目前全世界已有100多台这类机组投入运行。

由于全贯流式水轮机得发电机密封止水较困难,因此它在世界上应用不多,我国应用得更少。

目前正在研制500kW得机组,已通过鉴定。

正在运行得机组有1958年哈尔滨工业大学试制得功率为200kW得全贯流式水轮机,该水轮发电机组安装在黑龙江青年水电站:

湖北白莲河水库渠首得机组容量为120kW,转轮直径1.2m,最大运行水头5m。

　　全贯流式水轮机得优点就是:

无传动轴、结构紧凑、便于整装,这可直接放在溢洪道内或大坝溢流段得下部闸墩内。

因该机组得发电机布置在过流道以外得宽敞处,所以通风好,检修方便。

当发电机布置在轮缘外时,转子飞轮力矩大,运行易于稳定。

实际上这类机组得发电机转子与水轮机得转轮已经结合为一体,所以厂房跨度很小,可节省大量土建投资.

第二章灯泡贯流式水轮发电机得结构

　　灯泡贯流式水轮发电机由贯流式水轮机驱动。

贯流式水轮机就是一种带有固定或可调转轮叶片得轴流式水轮机得特殊型式,它得主要特征就是转轮轴线采取水平或倾斜布置,并与水轮机进水管与出水管水流方向一致,整个机组置于水中。

贯流式水轮发电机具有结构紧凑、重量轻得优点。

发电机总体结构通常采用两支点悬吊型结构,发电机与水轮机共用一根主轴。

发电机通风冷却系统通常采用径、轴向混合强迫通风冷却方式。

灯泡贯流式水轮发电机主要包括定子、转子、泡头、组合轴承。

位于水轮机得上游侧,泡头与定子相连,定子与水轮机座环相连,水轮机座环作为发电机定子及泡头得主要支撑。

为增加机组刚度,防止振动,在泡头部分设有辅助支撑。

转子为无轴结构,悬垂于水轮机主轴上。

　　第一节灯泡贯流式水轮发电机定子得结构

　　一、定子结构方式

　　目前,灯泡贯流式机组定子结构采用较普遍得结构方式,定于机座式结构方式与定子贴壁式结构方式。

　　1.定子机座式结构方式

　　该结构方式与一般立式机组相同。

发电机定子铁心叠压成形后,通过螺栓将其固定在定子机座上,定子机座再同灯泡体外壁结合在一起,如图2—1所示。

　　这种结构方式得优点就是定子机座机械强度高,运输中变形小,发电机定子安装容易,适用于直径大、发电机采用强迫通风密闭循环、冷却采用空气冷却器得通风冷却方式得发电机。

　　2.定子贴壁式结构方式

　　该结构方式与一般立式机组不同,省去了定子机座,利用灯泡体外壳作为发电机定子机座,要求机座壁与定子铁心接触良好,如图2—2所示。

在机座内、外壁表面喷涂一层软质得传热材料,如铜、锡、铝等,使铁心热态膨胀时与机座壁充分贴紧,增加发电机贴壁结构得散热能力。

由于定子铁心同灯泡体外壁结合在一起,可充分利用灯泡体得外壁将定子产生得热量直接传散到流道中得河水中,并可减小发电机与灯泡体外壳直径,缩小发电机组灯泡比,进一步优化过流条件,就是一种经济、效率高得结构方式。

但这种结构方式因定子机座利用了灯泡体外壳,必须加厚灯泡体外壳才能保证其强度与刚度。

同时,对定子安装技术也要求较高,对于定子发热后得变形,也要充分考虑。

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第三章灯泡贯流式水轮发电机辅助设备得结构及特点

　　第一节概述

　　灯泡贯流式水电站得主体设备为灯泡贯流式水轮发电机组。

它得辅助设备有与机组配套得附属设备,如通风冷却系统、调节设备、油系统、压缩空气、技术供水、排水、水力监测设备等,这些辅助设备就是为控制机组得启动、并网调整负荷,保持转速恒定、停机润滑、冷却、制动、水力参数得监测与防止飞逸等服务得,因此,辅助设备对保证水电站与水力机组得安全经济运行、机组出力与电能质量等方面起着决定性作用。

水电站得容量越大,自动化水平越高,则辅助设备得内容越复杂,其作用也越重要。

因此.研究辅助设备对水力机组、水电站及电力系统得影响,探讨各辅助设备系统得结构原理、运行、维护及检修等问题,就是水电站动力设备系统技术工作得重要组成部分。

　　第二节灯泡贯流式水轮发电机得通风与冷却

　　水轮发电机得通风冷却方式与其发电机得结构方式有很大关系。

发电机得通风冷却方式必须结合发电机组得结构来讨论。

由于灯泡式水轮发电机组得直径小、转速低、λ值又很大,依靠发电机转子所产生得风压较常规水轮发电机低很多,本能满足通风冷却得要求,故不宜采用常规得自通风冷却方式,而需要采用具有外鼓风得强迫循环通风冷却方式。

采用空气作第一冷却介质就是绝大多数灯泡式发电机首选得冷却方式。

空气将发电机产生得损耗带出成为热风,通过水空热交换器（水空冷却器）将空气冷却,冷风通过外鼓风吹入发电机。

　　一、灯泡贯流式水轮发电机得通风方式

　　灯泡贯流式发电机得通风方式通常采用以下3种方式。

　　1.轴向通风方式

　　该方式就就是冷风只沿轴向流动,由轴流风机使冷风通过转子支架上得通风孔从上游侧流至转子得下游侧,然后进入发电机定子与转子之间,流经磁极端部、定子支架、磁极间气隙、磁极与定子间气隙、定子冲片齿上通风气隙等,在上游侧端部汇合后,通过空气冷却器进入轴流风机,达到对发电机转子、定子得冷却,完成密封空气得循环,如图3—1所示:

这种通风方式得优点就是定子铁心无径向通风沟,铁心长度可缩短,适用于定子铁心长度小于1.5m得发电机。

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　　2.轴、径向通风方式

　　该通风方式中,冷风沿发电机轴向、径向都有流动,在发电机定子、转子都设有径向风孔与轴向风沟,如图3—2所示。

该方式就是利用转子上能够产生径向风压得鼓风作用,加上轴向通风,使冷风比较均匀地在发电机内流动,通风效果较好,适用于定子铁心长度大于1.5m得发电机。

　　3.径向通风方式

　　径向通风方式中,冷风只沿发电机径向流动对发电机进行冷却,如图3—3所示。

这种冷却方式与常规机组一样,主要就是利用转子本身得元件（如风扇）产生径向风压,通过定、转子上得径向风孔让冷风流动。

它得优点就是发电机定子铁心结构简单,适用于转速较高得发电机组。

近年来,径向通风方式有较大得发展,即利用转于支臂磁轭与磁极得风扇作用获得较高得负压,再通过磁轭上得径向风沟,将冷风吹入定子铁心,对发电机进行冷却。

此方式称为磁轭风沟通风系统,它可以减小或完全省去外加电动鼓风机,提高发电机得效率。

第四章灯泡贯流式水轮发电机组得安装

　　第一节灯泡贯流式水轮发电机组安装概述

　　灯泡贯流式水轮发电机组就是一种卧式水轮发电机组。

由于该机型具有库区淹没小、建设时间短、效率高、投资小、收益快等优点而应用逐渐广泛。

灯泡贯流式水轮发电机组按桨叶就是否能操作可分为转桨式与定桨式两种。

转桨式水轮机比定桨式水轮机安装复杂,本章主要介绍转桨式水轮发电机组得安装工艺,其基本得安装流程与方法亦可供定桨式水轮机安装时参考。

　　1.灯泡贯流式机组得基本安装程序

　　灯泡贯流式水轮发电机组因型号、容量、应用水头及生产厂家得不同,结构上有所区别,如单支腿支承、多支腿支承、两轴承结构、三轴承结构等。

由于结构不同,安装方法也有所异。

同时由于土建进度、设备到货情况、场地条件得不同也会有所变化。

但就是,灯泡贯流式水轮发电机得基本结构大同小异,安装得程序也基本相同。

施工队伍要充分利用施工条件与设备,先进行基础埋设,大部件组装,然后将已组装好得大件按顺序吊人机坑进行安装。

贯流式水轮机组得安装大致按以下3部分进行:

（1）埋设部分得安装。

灯泡贯流式水轮发电机组得埋设部分包括尾水管里衬、外（内）管形壳（座）、灯泡头下支撑基础板、侧向支撑基础板、墩子盖板、发电机吊装孔框架、接力器支墩基础、管路埋设等,如图1—21所示。

（2）转动部分得安装。

包括水轮机转轮、发电机转子、主轴及主抽内得操作油管等。

为了便于安装,将部分非转动部分小部件,如组合轴承、水导轴承、支持环与导水锥等组装在主轴上吊装。

　　（3）非转动部分得安装。

包括发电机顶罩（灯泡头、中间环、进入竖井及踏板等）、受油器、定子、支持环、组合轴承、水轮机导轴承、导水机构、转轮室及机组附属设备等。

　　2.灯泡贯流式机组安装得一般要求

（1）设备在安装前应进行全面清扫、检查。

对重要部件得尺寸及配合公差应进行校核。

厂家预装设备,应进行分解检查、清扫并作相关试验。

（2）设备组装时,设备分瓣组合面与安装法兰面均应进行清洗、除毛刺、去高点等工作。

安装时组合面应按要求涂密封胶,组合面与法兰面间隙用0.05mm塞尺检查,且不能通过。

组合面允许有局部间隙,用0.10mm塞尺检查,深度不应超过法兰宽度得1／3,总长不超过周长得20％。

连接螺栓与销钉周围不应有间隙。

组合缝处安装面错牙不超过0.10mm。

定子上、下游端面法兰组装后,应根据实际情况进行水压渗漏试验。

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　　（3）M42及以上螺栓应进行仔细检查、清洗及试装。

检查螺栓螺纹有无损坏及不良