水轮机结构介绍(经典)

1、第二讲 水力机组基本结构,混流式 轴流式 其他 发电机,1. 混流式,高水头混流式水轮机转轮,低水头混流式水轮机转轮,2. 轴流式,低水头轴流式水轮机转轮,高水头轴流式水轮机转轮,水 轮 发 电 机 组 总 体 结 构,机组顶部布置,水 轮 发 电 机 组 结 构 分 类,基础部分,底环,导水机构,转轮体,操作油管,主轴,支持盖,水封,水导轴承,推力轴承,发电机定子,发电机转子,上机架,受油器,水轮机部分,轴系部分,发电机部分,基础部分,永磁机,机 组 基 础 部 分,三维效果图,正视结构图,水 轮 机 底 环,作用：,水轮机过流部件之一，固定活动导叶。,活动导叶 固定孔,与基础结合部位,水

2、轮 机 底 环 安 装,1. 将底环吊入机坑，调整底环位置符合设计要求；,2. 将底环固定在水泥基础上，保证其过流面与座环和转轮室上环过流面光滑过渡。,导 水 机 构,作用：,调节通过机组过流系统的水的流量，达到控制机组转速的目的； 机组主要过流部件之一。,活 动 导 叶,上轴颈,端面密封,叶面密封,下轴颈,调节通过机组过流系统的水的流量，达到控制机组转速的目的；,作用：,活 动 导 叶 安 装,1.将活动导叶分片吊入机坑，注意不得碰伤导叶工作面； 2.调整导叶位置，使得每个导叶基本垂直，待导叶调整完成以后加装限位块。,基础,底环,活动导叶,顶 盖,导叶套筒安装孔,与支持盖接合部位,固定导水机

3、构； 承受机组轴向负载，并将负载传递到座环和水泥基础上，起到支撑机组的作用。,作用：,顶 盖 安 装,1.将顶盖整体吊入机坑，注意保证顶盖不与基础碰撞； 2.调整顶盖位置，其保持水平，同时保证导叶套筒安装孔与导叶轴心基本一致。,导 叶 套 筒 装 配,1.将导叶套筒分别吊入机坑； 2.调整顶盖位置，保证每个导叶轴心铅直，且保证导叶、套筒和底环导叶安装孔的轴心保持在同一直线上。,导 叶 转 臂,外形图,剖面图,导 叶 套 筒,外形图,剖面图,套筒,轴套,轴套,L型密封,控 制 环,控制环,导叶连杆,接力器连接处,转 轮 体 内 部 结 构,转 轮 体 外 形,转 轮 体 吊 装,吊装步骤：,安装

4、转轮体吊具，同时安装转轮悬挂装置； 用桥机将转轮体吊入机坑指定位置； 用悬挂装置将转轮体悬挂在转轮室固定位置固定； 拆除转轮体吊具，用桥机吊出吊具； 当机组安装完成以后进行受力转移，从蜗壳进入门运出悬挂装置。,轮 叶 接 力 器 装 配（一）,活塞,活塞环,导轴,固定螺栓,装配步骤：,1.安装活塞环；,2.安装导轴；,3.安装紧固螺栓，连接活塞和导轴；,轮 叶 接 力 器 装 配（二）,装配步骤：,4. 将活塞装配体装入轮毂；,5. 安装轮叶接力器缸体；,6. 安装M1604连接螺杆；,7. 安装M1604螺母，采用螺栓拉伸器紧固螺母，保证缸体与轮毂连接可靠。,缸体与轮毂之间应该装有橡皮密封圈

5、（图中没有表示其安装过程），保证油缸那中压力油不外漏。,轮 叶 操 作 机 构,注：图中尚缺乏轮叶操作架,操作架连接处,轮 叶 操 作 机 构 装 配,装配步骤：,1. 安装转臂和连杆；,2.安 装枢轴；,轮 叶 密 封 装 置,轮 叶 密 封 装 配,装配步骤：,1.安装顶起环；,2.安装V型密封圈；,3.安装垫环；,4.安装型密封圈；,5.安装密封压板；,6.安装固定螺钉，将密封装置固定在轮毂上。,轮 叶 安 装,装配步骤：,首先采用转轮翻身工具将转轮体翻身（图中没有表示）；然后将轮叶分片装配到相应位置（图中只显示了单个轮叶的安装）；用螺栓将轮叶与枢轴固定；安装转轮悬挂装置；再安装操作架（

6、图中没有表示出来）。,泄 水 锥 结 构,外形图,剖面图,泄 水 锥 安 装,装配步骤：,首先将泄水锥固定在地面上，基本保证其轴心与地面垂直；用桥机调起转轮体与泄水锥进行对接；调整位置使得二者的轴心在同一条直线上，然后用固定螺栓将二者把合在一起；连接体外部安装封围板（图中没有表示）。 在二者的配合面上注意按照设计要求安装橡皮密封圈（图中没有表示）。,下操作油管,中操作油管,上操作油管,外形图,操 作 油 管 安 装,装配步骤：,首先将上、中两段操作油管组合；然后将两段操作油管一起吊入机坑；调整操作油管轴心使其与轮叶接力器导轴轴心重合；将操作油管与导轴连接起来，同时保证两者连接可靠。 两段操作油

7、管的连接法兰和下操作油管与导轴连接法兰之间安装橡皮密封圈（图中没有表示）。,本图中隐藏了导水机构,缸体连接法兰,水导轴承配合面,推力轴承配合面,转子连接法兰,装配步骤：,首先在主轴与转子连接法兰上安装主轴吊具；用桥机吊起主轴，将主轴吊入机坑；调整主轴位置，使得主轴轴心和转轮体轴心一致；同时保证联轴螺栓安装孔与转轮体上联轴螺栓配合正确；安装联轴螺母，使得二者紧固可靠。 主轴下连接法兰和缸体的配合面上安装橡皮密封圈（图中没有表示）。,本图中隐藏了导水机构,外形图,剖面图,顶盖连接处,真空破坏阀安装处,支持盖是水轮机的重要支撑部件，它支撑着推力轴承支架，同时将水轮机的部分重量传递给顶盖，由顶盖将负荷

8、传递到基础上。同时支持盖也是水电机组的重要结构部件，它连接着导叶执行机构、推力轴承支架和水轮机转轮体等。 支持盖由四瓣组成，在现场组装后吊入机坑。,外形图,剖面图,锥体下环,锥体上环,空气围带安装处,空气围带底座,空气围带,空气围带主要起密封作用，防止水从转轮室渗漏到水车室中。,空 气 围 带 安 装,将空气围带组装后整体装入锥体下环； 用螺栓将锥体下环与空气围带底座紧固在一起。,装配步骤：,首先在支持盖与锥体下环和上环组合成一个整体；在支持盖顶部安装控制环；用桥机吊起支持盖，将其吊入机坑；调整支持盖位置，使其与顶盖的安装螺栓孔对齐，然后用螺栓和螺母将支持盖和顶盖紧固起来，并保证安装紧固可靠。

9、,本图中隐藏了导水机构,外形图,剖面图,密封水箱,上盖板,上压板,上密封橡皮板,密封环,下密封橡皮板,下压板,上环板,水封主要起主轴密封作用，防止水从转轮室渗漏到水车室中。,装配步骤：,主轴和支持盖吊装完成以后进行水封吊装；水封组件基本上都是由分瓣部件组成，所以首先应该将各个组件分别吊入支持盖中，然后在支持盖内部依据设计要求进行组装成一个整体。 本图中只表示了水封的安装位置，没有依据实际过程进行。,外形图,剖面图,水导瓦,油箱筒,水导油箱,水导轴承体,地板,水导轴承作用是靠油膜作用导正水轮机主轴，保持机组稳定性。,钨合金表面,支柱螺丝安装孔,瓦温计安装孔,轴瓦调整用孔,轴瓦起吊孔,水导轴承总共

10、有10块轴瓦，均布在主轴四周。,水导油箱筒由二瓣组成，安装时先分别吊入，然后组合安装。,水导油箱由二瓣组成，安装时先分别吊入，然后组合安装成一个整体，并且与水导油箱筒连接成一体。,分瓣配合处,水导轴瓦支柱螺丝安装孔,装配步骤：,1.安装水导油箱筒；,2.安装水导油箱；,3.安装水导轴承体；,4.安装水导轴瓦；,5.调整水导轴瓦；,6.安装轴瓦测温装置；,7.安装地板；,8.安装水导轴承盖；,推力支架锥段,推力支架柱段,下风罩,推力轴承支架由二部分组成：推力支架锥段和推力支架柱段，下风罩是发电机的重要组成部分，它一般与推力支架一起吊装。推力支架是机组的重要结构部件和传力部件，它支撑着发电机的推力

11、轴承，同时把机组运转过程中的推力负载传递到水轮机支持盖上，通过支持盖与顶盖的配合最终将负载传递到水泥基础上。,装配步骤：,首先将推力轴承锥段、推力轴承柱段和下风罩组装成一个整体；然后用桥机将整个推力支架吊入机坑；调整推力支架位置使得推力支架轴心与支持盖轴心一致，同时对齐各个螺栓安装孔位；用紧固螺栓将推力支架与支持盖紧固在一起，保证紧固的可靠性。,本发电机推力轴承放置在水轮机支持架上，总推力负荷为3300T，采用液压式三波纹弹性油箱支撑结构。其主要作用就是在机组开机过程中，用高压油装置顶起转子，使得发电机转子远离制动环，从而减少静摩擦力，保证机组正常开机；同时在机组运转过程中承受机组转动部分的全

12、部重量，通过推力支架进行负载转移。,推力油箱由二瓣组成，两者组装后吊入机坑与推力轴承支架柱段通过螺栓紧固在一起。,与推力轴承柱段配合面,与油槽盖配合面,油冷却器安装孔,底盘,弹性油箱,支铁,支筒,连接油管,外形图,剖面图,冷却进水孔,冷却出水孔,冷却铜管,与推力轴瓦结合面,与弹性油箱结合面,与镜板结合面,与托瓦结合面,与推力头结合面,与推力轴瓦结合面,方键安装位置,与镜板结合部位,油槽盖,挡油板,外形图,截面图,与推力头侧面结合处,装配步骤：,1.在底盘上安装弹性油箱、支铁和支筒组件；,2.安装推力轴承座；,正视图,顶视图,装配步骤：,3.安装推力挡油管；,4.安装推力油箱；,5.安装推力弹性

13、油箱；,6.安装托瓦；,7.安装推力轴瓦；,8.安装镜板；,9.安装推力头；,10.安装油槽盖；,11.安装密封圈；,12.安装卡环；,13.安装油冷器、管道等。,机座分为六瓣，由五层环板及其间盒型筋等支撑，装焊而成，最大直径17.7米，高3.5米 ；定子铁芯是由0.5mm厚W315-50热轧矽钢片冲制的扇形片叠压而成，整园每层66张扇形片，每张扇形片上有12个槽，铁芯共分36段，采用高度为8mm通风槽钢，齿压片和端箍均采用无磁性材料；定子绕组采用条形波绕组，每个线棒由42根双玻璃丝包线360挨位编织，包绝缘模压而成。绝缘为B级环气粉云母带。绕组为3路人形接法。,转子支架,磁轭,磁极装配,顶轴

14、,集电环组件,转子引线,转子为无轴结构。本机组轴向为三级连接，即水轮机和发电机公用一根主轴，发电机轮毂和发电机顶轴。转子直径为14960，磁轭高度为1850mm，转子主要部件有转子支架、磁轭冲片、磁极等，在工地进行组装，转子重量为630吨。,制动环,主轴连接法兰,转子支架由中心体和8个可拆卸的盒型支臂组成。支架中心体由中心园筒、上下园盘、辐板及合缝板焊成。中心园筒由130mm厚钢板在转板机上成形后，再电渣焊。下园盘为锻钢件。转子支臂是由翼板、腹板、合缝板和立筋等组成的梯形盒结构，每个支臂长4500mm，重约8吨。,转子中心体,盒型支臂,上园盘,下园盘,顶轴连接法兰,主轴连接法兰,1,1处放大,

15、磁极安装位置,磁轭是由3毫米厚16锰钢板的磁轭冲片迭装而成。磁轭共分7段，6逆通风沟。磁轭冲片宽520毫米，每片4个磁极，整园每层34片。迭装时，严格按照转子装配图中技术要求执行，螺杆预紧力按1500Kg/cm2。安装时，磁轭与支臂间采用热打键，紧量为0.18cm，可使发电机在正常运行和甩负荷情况下，磁轭与转子支架间不致松动。,磁极铁芯,磁极线圈,磁极冲片采用1.5mm厚A3钢板。极靴上装有纵横连接的阻尼绕组。磁极线圈采6082735/1.2510-6的七边形铜牌缠绕而成。极间绝缘和对地绝缘均采用环氧玻璃布B级绝缘。线圈和托板热压成一个整体。,顶轴,转子引线,集电环组件,上导轴承配合面,集电环,集电环支架,绝缘垫圈,绝缘螺杆,装配步骤：,1.吊装发电机转子；,上机架,上机架盖板,千斤顶,人行梯,支撑杆,上挡风板,上机架为辐射式非负荷机架，有12个可拆卸支臂，机架最大直径为19.7米，机架中心体高1.82米，总重94.8吨。 在上机架内装有上导轴承，上导轴承采用12块轴瓦。检修上导瓦时，可用中心体内装置的吊轮将轴瓦吊出。同时，中心体内装有12个蛇盘形油冷却器。,支臂,上机架中心体,上挡风板,上导轴承安装处,人行梯,检修进入口,外形效果图,剖面示意图,授油器外罩,扶梯及护栏,内腔进油孔,外腔进油孔,上操作油管连接法兰面,溅油盆,溅油盆盖,内