水轮机 华北水利水电学院.pptVIP

水 轮 机Hydraulic Turbine 课程简介 先修课程 ：流体力学等。后续（水轮机调节，水力机组辅助设备等） 教 材：《水轮机原理与运行》电力出版社，2008 参考书目 （1）刘大恺主编 《水轮机》（第三版） 水利电力出版社，1997 （2）季盛林，刘国柱主编《水轮机》（第二版）， 水利电力出版社，1985 （3）陈新方主编《水轮机结构分析》， 水利电力出版社，1994 （4）常近时等编《水轮机运行》， 水利电力出版社，1983 第一章 绪论 掌握水轮机工作参数 熟悉水轮机类型和结构 掌握水轮机牌号及装置形式 2. 流量 (flow quantity) 单位时间内通过水轮机的水量 Q (m3/s)。 Q = f ( H，N ) 说明 : Q 随 H、N 的变化而变化。 (1) H、N 一定时，Q 也一定； (2) 当 H = Hr、N = N额 时，Q 为最大即为设计流量 Qr：在设计水头下，水轮机以额定转速、额定出力运行时所对应的水流量 。它是水轮机发出额定出力时所需要的最大流量。 定义 3. 转速 (rotational speed ) 水轮机单位时间内旋转的次数 n 单位：r/min 或 rpm (revolution per minute）。 额定转速nr ：一般我国所用的电流频率为50赫兹，所以在正常情况下机组的转速保持为固定转速，该转速称为额定转速，并与发电的同步转速相等。 nr=3000/p 式中：p ——发电机磁极对数 定义 4. 出力与效率 (output and efficiency) （1）出力N：指水轮机轴传给发电机轴的功率(输出功率)。 水轮机的输入功率(水流传给水轮机的能量)为： 水轮机的输出功率： （2）效率： 定义 一般η=80%~95%。η100%原因：水流通过水轮机时，存在水头损失、水量损失、机械损失等能量损失。 ! 5. 工作力矩 ( working moment ) 水轮机的出力使主轴旋转做功，因此出力也可以用旋转机械运动公式来表达： 式中： M——水轮机主轴输出的旋转力矩，用来克服发电机对主轴产生的阻力矩，单位为N·m ; ω——水轮机旋转角速度. 定义 注意： 例 题（见书中P5） 本节小结 水轮机的工作参数是表征水流通过水轮机时水流能量转换为转轮机械能过程中的一些特性数据。 水轮机的基本工作参数主要有水头： 水头，流量，转速，出力，效率 1.3 水轮机的类型和结构 势能 EP 动能 Ek 概念：水轮机过流通道（流道）： 引水部件→导水机构→转轮→泄水部件 我们知道，水轮机工作水头H表明水轮机利用水流单位能量的多少，根据其表达式分析： 一. 水轮机的分类 Inpulse water tubine 所以，根据水流作用原理： 水轮机 反击式: 0EP 1，EP+Ek=1，以利用势能为主 （1）水流特点：有压流道；从转轮进口→出口 压力下降；全周进水。 （2）结构特点：叶片呈空气动力翼型；有尾水管。 冲击式: EP =0， EP=1，完全利用水流动能 （1）水流特点：无压流道；恒压水流由喷嘴射流 冲击水轮机；外周部分进水。 （2）结构特点：叶片水斗状；有喷嘴；无尾水管。 reaction water turbine 反击式 混流式（HL） 轴流式（ZL） 斜流式(XL) 贯流式(GL) 轴流定桨式（ZD） 轴流转桨式(ZZ) 斜流定桨式（XD） 斜流转桨式(XZ) 贯流定桨式（GD） 贯流转桨式(GZ) 冲击式 切击式（CJ） 斜击式（XJ） 双击式(SJ) 可逆式 * 混流式 轴流式 斜流式 水轮机 按转轮进水特征分 按转轮水流方向分 二. 各型水轮机的特点 HL式（法兰西斯式） 水流特点：转轮区水流径向流入，轴向流出； 结构特点：转轮由上冠，下环，叶片，泄水锥组成； 9～ 22叶