水电站水轮机结构详细解

1、水电站水轮机结构详解    一、转轮室装配，转轮室装配包括转轮室、基础环、伸缩节。    1、转轮室为钢板焊接结构,上部在桨叶转角范围内90°易汽蚀区域采用不锈钢，与叶片配合面为球面，喉部直径为5277mm，为了便于安装，分上、下两半，用螺栓把合在一起，采用14橡胶条密封 。转轮室用螺栓和外导水环把合在一起，把合法兰处密封采用16橡胶条密封。    2、基础环上装有伸缩节，后部焊在尾水管上，它是伸缩节、转轮室的基础与座环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

2、端与尾水管里衬焊牢。基础环要承受转轮室传来的水力振动，因而要求与混凝土结合牢固。    3、伸缩节安装在转轮室与基础环之间,采用27橡胶条密封结构,可有效地防止漏水,伸缩节轴向调节间隙15mm，作为消除安装时的间隙误差之用，也可消除因厂房基础变形而对机组结构之影响。    二、座环装配，座环装配分为座环、下游外锥两部分。    1、座环是机组的主要支撑，承受机组大部份重量，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，因而应具有足够的强度、刚度。座环是整个机组的安装基础，水轮机

3、的导水机构，发电机定子，组合轴承等都固定在其法兰上，并以此为基础顺序安装。座环分为内环两半，外环两半，在水平方向有两个固定导叶，在垂直方向有两个进人筒，既为座环的主要受力构件，也作为安装油、水、气管路和电气线路，更换水轮机导轴承、密封、组合轴承的通道。在座环的外圆布置一些调整螺杆和锚钉，安装调整用。    2、导水机构，灯炮贯流式机组导水机构的主要功能是产生水流进入转轮前环量,并根据机组的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。导水机构装配主要包括：外配水环、内配水环、导叶、控制环、压环、套筒、导叶臂及传动机构等组成。  

4、60; 2.1 外配水环分成两半,两半之间以及与座环法兰把合面间用“O”橡胶条密封。外配水环和导叶配合面为球面，半径SR3782mm,外配水环上设有16只导叶套筒孔，与主轴中心线成65°夹角，并等距分布。为测量导叶后外配水环内水压力而设有四只G1/2测压孔，用以接仪表用。外配水环上焊有限位块，限制导叶最大开度位置。    2.2 内配水环采用钢板焊接结构，内配水环和外配水环共同组成流道，与导叶的配合为球形半径SR1745mm，球形均布16只导叶下轴孔，与主轴中心线成65°夹角，在其下部设有扇形板，是水导轴承的支承部件，并设置四只G1/2测压孔以

5、测量导叶后内配水环外部水压力之用。    2.3 导叶共16只，其轴心线与主轴中心线为65°，导叶是形成转轮叶片前所需环量的唯一部件，其各断面的出口角与转轮叶片的各断面进口角相对应，因此具有空间曲面，调整导叶开度即可调整机组的转速、功率。全关时则可切断水流使机组停机。导叶间采用本体金属接触式密封，导叶上轴瓦密封处堆有不锈钢层，导叶与内配水环、外配水环的间隙为0.81.6mm,导叶转角范围为2°-78°，总转角为80°    2.4 控制环为两半结构,用螺栓把合,其上均匀分布16只耳孔,与连板导叶

6、臂组成传动机构,接力器通过传动机构来控制导叶的转动。控制环装在外导水环下游侧法兰外部，与外配水环之间采用滚动摩擦，以减少摩擦力，槽内装有S50mm钢珠，用油润滑。在控制环水平中心线上另有一耳板悬挂27t的重锤，正常时与接力器一同操作导叶关闭。当调速器事故时，靠重锤本身自重形成关闭力矩操作导叶关闭，保证机组安全。    2.5 传动机构由导叶臂、连杆与控制环、导叶组成为一空间传动系统，当导叶间有杂物卡住不能关闭时，连板上拉断销破断并由信号器自动发出信号。    三、转轮装配    转轮是水轮机的重要部件，通

7、过它将水流的能量转换为机械能。经主轴传给发电机转换为电能。转轮型号为，转轮装配包括叶片、转轮体芯、活塞缸和叶片传动机构等。转轮名义直径为5.5米,缸动式结构,轮毂比0.36,工作油压6.0Mpa,四只叶片,叶片可根据水头、负荷通过调整至最佳位置，以保证水轮机在高效率工况下运行。    1、转轮体在叶片转角范围内呈球形,直径1980mm球面外壁开有四个孔，内装铜轴套，为叶片系统的外部轴承，转轮体上设有放油阀和通气孔，用以安装、试验、检修时放油、充油、排气之用。转轮体与主轴法兰用12个M1004双头螺柱把合，设有4个140圆柱销传递扭矩。  

8、60; 2、与转轮体用12个M64X4的螺柱相连接,并配有4个100圆筒销传递扭矩,转轮体四面均布着四个孔,内装铜轴套与转轮体上的四个孔形成叶片轴的内、外支承，中间设有160通孔，用于安装操作油管。    3、为无枢轴结构，与转臂用7个M90联接螺栓把合在一起，2个90圆柱销传递扭矩，叶片法兰的密封形式采用“V”、“X”橡胶组合密封，可有效地保证不漏油、不渗水，叶片材料选用ZGOCr13Ni6Mo,有很好的耐磨性及抗气蚀性。    4、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

9、缸的运动，带动连杆、转臂操作叶片转动。接力器缸和导向筒的配合部位设置两个导向键可防止活塞缸转动。活塞与活塞缸之间设有良好密封，可有效减少两腔漏油，活塞直径990mm,操作油压6.0Mpa.    四、主轴装配    1、主轴，本机组是一根主轴，轴身直径898mm，与水导发导轴承配合直径分别为900mm和950mm,轴长6517mm,轴内径160mm，转轮端法兰直径1640mm,发电机转子端法兰1550mm，两端法兰分别与转轮、转子用螺栓联接，并有销子传递扭矩。    2、联轴螺钉护罩，护罩分两半,它与大轴

10、法兰端面及径向均设有密封条密封,护罩的作用是使转轮体和主轴之间的把合螺栓不泡在水里,避免螺栓的水下疲劳破坏。    五、水导轴承装置    水轮机导轴承采用动、静压结合式油膜轴承，轴瓦采用锡基合金材料，分半结构，内径900mm，瓦长685mm,总间隙为0.60.78mm。当水轮机转速超过95%额定转速时，轴承为动压运行。此时轴承油膜由动压形成。润滑油来自重力油箱。使用HU46透平油。排油自流至设在水轮机机坑的液压泵站。当水轮机起动及机组停机过程中，转速低于95%额定转速时，轴承为静压运行，此时由高压油泵供给高压油通至轴瓦下部的高压进油

11、腔，用高压油将主轴顶起形成油膜，避免在低速时油膜破裂导致烧坏轴瓦。    考虑到水轮机转轮及发电机转子的重量使主轴弯曲。加之机组运行过程中，发电机单边磁拉力的作用，主轴将不断改变挠度值用其变形方向，因此轴承采用自位结构，使轴瓦能随主轴作相应地调整。    轴瓦下部设有一只电阻水温度计，既能读数也能发出信号，当轴瓦温度达到70°C时，发出信号指令机组事故停机。    六、主轴密封   1、主轴密封是防止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，它由主轴密封及检修密

12、封组成。   2、主轴密封采用GFO纤维编织盘根密封形式，并将漏水通过水箱下部的排水管排至集水井。盘根设有清洁水润滑。   3、检修密封采用空气围带式密封，停机检修时，围带内通入压缩空气使围带扩胀。防止流道内的水进入灯泡体内。    七、受油器操作油管装配   1、受油器装在发电机定子上,它由受油器体、受油器座、前油箱、操作油管装配等组成。   2、受油器将来自调速器主配压阀的开、关操作压力油通过操作油管与转轮内的活塞缸相通，构成操作转轮叶片转动的供油系统。受油器的内腔将重力油箱的油通

13、至转轮体内腔形成一个恒定的压力油，用以叶片与转轮体间的密封，防止流道内的水进入转轮体内。转轮叶片的转角通过回复机构反馈至调速器。    八、组合轴承    1、组合轴承由正、反推力轴承和径向轴承组成。由镜板承受正推力，正推力瓦共10块，采用弹性支承，反向推力瓦共10块，采用橡胶垫支撑方式，镜板直径1900mm，正、反推力瓦，内径1200mm,外径1890mm，支撑中心1890mm。径向轴承内径950mm，长810mm，分半结构，径向轴承设有静压式液压减载装置，在机组起动时或停机时，机组转速达到额定转速的95%时投入。 

14、60;  2、推力轴承采用动压运行方式。径向轴承采用动压运行、静压起动和停机的方式。推力轴承采用浸油润滑冷却方式。油槽油面淹没推力瓦之外径，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。    3、径向轴承润滑油来自重力油箱，分两面排出，下游面排入反推力轴承油槽，上游面排入上油槽。轴承润滑油采用强迫外环冷却方式，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重力油箱，以此循环往复。        九、接力器

15、    机组采用两个直径为300mm后铰式直缸接力器,操作油压为6.0Mpa，行程为966.6mm，接力器与机组水平中心成45°布置在水轮机机坑侧墙面上，它由接力器缸、活塞、推拉杆及前后缸盖组成。    十一、水气管路布置    水气管路包括主轴密封供水和排水系统，检修密封压缩空气系统及相应的自动化元件，当水气供应不满足要求或中断时能发出警报信号，主轴密封供水中断时能自动停机。排水接至电站集水井。    十二、仪表管路布置    仪表管路