水轮机的导水机构介绍.wps

水轮机的导水机构介绍由引水室流向水轮机转轮的水流需经过导水机构再进入转轮，导水机构的主要作用是：根据电力系统负荷的变化，调节水轮机流量，以适应系统对机组出力的要求； 形成和改变进入转轮的水流环量，以满足水轮机对进入转轮前水流环量的要求。 在转轮停止工作时必须关闭导叶截断水流。径向式导水机构作为主要的混流式水轮机与轴流式水轮机的水都是径向进入转轮工作区的，这种导水机构称之为径向式导水机构。径向式导水机构由多个导叶组成，所有导叶可绕自身轴线同步转动，像百叶窗帘样，多个导叶排在蜗壳的出水口，图1 就是安装导叶的蜗壳，此时导叶是关闭的。图1 导叶关闭的蜗壳图2 是导叶开启时的状态。图2 导叶开启的蜗壳水流在导叶间的流动状态见图3，左面图是导叶关闭位置，水流被切断，在机组甩负荷时，关闭导叶使水轮机停止运行；中间图与右面图是导叶转到中开度与大开度位置，水流走向见图中蓝色箭头线，通过改变导叶的角度可以改变进入转轮的水流大小与角度。图3 导叶不同开度时水流走向通过调节导叶的角度可改善机组运行状态，对于轴流式水轮机可同时调节转轮叶片的攻角与导叶的角度，实现在多种工况下达到很高的运行效率。导水机构的传动系统导叶是同步转动的，采用接力器来驱动，一般由两个接力器与控制环组成传动机构，接力器固定在水轮机基础上，控制环可绕水轮机主轴线转动，接力器是液压伺服机构，主要由缸体、活塞、活塞推拉杆等组成，在液压作用下活塞杆推拉带动控制环左右转动，见图 4。图4 导叶控制机构导叶轴上固定有连接板，连杆一段连接到连接板，连杆另一段连接到控制环上，控制环转动带动连杆，连杆就带动导叶转动。图 5是接力器活塞杆向外推动控制环使导叶关闭。图5 接力器推动控制环使导叶关闭图6 是接力器活塞杆向内拉动控制环使导叶开启。图6 接力器拉动控制环使导叶开启接力器也可以是其他伺服机构，接力器与控制环也有多种连接方式，这里不再介绍。下面动画演示接力器活塞杆推拉控制环使导叶开启。由两个接力器与控制环组成的传动机构是最常用的，如果每个导叶单独使用一个接力器，可使导叶得到强有力的驱动与灵活的控制，见图7。图7 每个导叶单独使用一个接力器在每个导叶转轴上端头固定有转臂，单导叶接力器同样是液压机构，接力器一端连接导叶的转臂另一端连接到固定环，固定环固定在水轮机顶盖上不能转动，接力器由液压控制系统统一控制，接力器推拉转臂使导叶转动，结构见图8。由于每个导叶单独使用一个接力器，减少了中间机械连接环节产生的间隙，使操作更平稳灵活，转动力更强劲。图8 每个导叶有单独接力器的导水传动机构在抽水蓄能电站使用的水泵水轮机负荷增减块、水流振动大、对导叶冲击大，所以水泵水轮机常采用这种每个导叶有单独接力器的导水传动机构。轴向式导水机构贯流式水轮机的水流方向是轴向的，其导水机构称之为轴向式导水机构。 图 9是一个灯泡式贯流式水轮机的结构示意图，多个导叶排在转轮前方，导叶为扇形，所有导叶同步转动，实现对水轮机的开启与关闭。图9 贯流式水轮机的转轮与导叶在图10 的剖面图中为看清导叶的状态隐去转轮叶片，并使转轮室等外壳转为半透明状态，图中展示的是导叶关闭状态。图10 贯流式水轮机的转轮导叶关闭在图11 的剖面图中展示的是导叶开启状态。图11 贯流式水轮机的转轮导叶开启贯流式水轮机的导叶控制机构的组成与原理与轴流式水轮机相同，这里不再介绍。 大型的灯泡式贯流式水轮机的导叶控制机构安装在灯泡体内；轴伸贯流式水轮机与竖井贯流式水轮机等小型贯流式水轮机的导叶控制机构在转轮室前外壳的外面圆周上，便于检修与操作。下面动画演示贯流式水轮机的导叶开启动作。