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混流式水轮机的一般构造有哪些?

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  水轮机是水电站的主要设备之一。水轮机的工作情况决定于水头和流量等水力条件,而天然河道的水力条件是不同的。按照水流对水轮机转轮作用方式的不同,水轮机可分为冲击式和反击式两大类,前者是利用喷射水流的冲击力来转动,后者是利用水流流过转轮时在轮叶上产生的反作用力来转动。下面分享一些有关水轮机的知识介绍,混流式水轮机的一般构造有哪些?
  混流式水轮机是由转轮、轴和轴承、导水机构、水轮机室或机壳、底环(座环)、基础环和尾水管等主要部件构成的。水流直接从水轮机室四周经过导叶,辐向进入转轮,使转轮旋转作功,然后沿轴向流出转轮,从尾水管泄至下游。这种水轮机由于水流流经转轮的上述特点(辐向流进,轴向流出),所以称为混流式或辐轴流式。
  简单介绍几个混流式水轮机的一般构造。第一个,转轮,也称工作轮。它是将水流能量转变为机械能的基本部件。转轮是水轮机的心脏部分,实际上,各种类型水轮机的区别,主要是反映在转轮型式上。混流式水轮机的转轮是由轮毂(上冠)、轮叶和轮环(下冠)几部分组成。小容量水轮机的转轮多数是用铸铁制成,用键把转轮与轴连在一起。较大容量的水轮机则是用钢板焊接,或是将钢板压制成轮叶后,再浇铸在铸钢或铸铁的轮毂和轮环中。高水头水轮机常用优质铸铁或铸钢制成整体转轮。
  第二个来介绍轴与轴承。水轮机轴(主轴)起传递动力的作用,要求有很高的强度和刚度。一般要用优质钢制造,容量较小的时候,也可用普通圆钢制成。水轮机轴有竖轴(立式)和横轴(卧式)两种装置方式,支承轴承也有所不同。在竖轴装置的水轮机中,轴承分为上、下两部分,上部轴承位于发电机室地面上的轴承箱内,承受水轮机转动部分的重量和轴向水压力,要用推力轴承;下部轴承装在水轮机顶盖上,主要是防止轴在运转时产生摆动,叫做导轴承。导轴承结构比较简单,一般用硬木、橡胶或尼龙等材料制成轴瓦。
  第三个要说的是导水机构。它是由均匀分布在转轮四周的许多流线形导叶所组成的。导水机构的作用,主要是使水轮机室中的水流能沿着有利的方向进入转轮,并调节进入转轮的流量。导水机构有两种,一种是活动导叶式,另一种是固定导叶式。在活动导叶式中,当转动调速环时,所有导叶便同时绕导叶轴旋转,可以改变导叶的开启度,从而调节进入转轮的流量。固定导叶式的导叶不能转动,要用其他方法来调节流量。导水机构是水轮机中结构比较复杂的一部分,特别是活动导叶式。
  第四个介绍一下水轮机室。在小型水电站中,水轮机室有两种类型,一种是开敞式明槽,另一种是封闭式机壳。一个竖轴布置的开敞式明槽水轮机室,水轮机安装在宽阔的水槽中,水流会直接从水槽四周进入水轮机。这种机室用混凝土或砖石材料砌成,它是水电站厂房的一个组成部分。当水头较高时,例如6~8米以上,为了把发电机布置在上游水位以上,水轮机轴就要增长很多,同时厂房还要考虑承受较大的水压力和防止水的渗透问题,此时就应采用封闭式机壳来引水。这样厂房结构可以简化,机组占地面积较小,布置比较灵活,不过水轮机结构比较复杂。
  最后简单介绍一下尾水管。它是装在转轮后面的泄水设备,水流经过转轮以后便从尾水管泄至下游。尾水管是反击式水轮机的一个重要组成部分,对提高水轮机效率有很大作用。
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