第三章水轮机结构及运行与维护概述发电厂是把各种一次能源转换成电能的场所。根据能源的不同有火电厂、水电厂、核电厂等。水力发电:利用水流中蕴藏的水能来生产电能。在天然河流上，修建水工建筑物，集中水头，通过一定方式将“载能水”输送到水轮机中，使：水能→旋转机械能→带动发电机组发电→输电线路→用户水电站系统的组成水电站主要由水工建筑物、水轮发电机组和电气设备组成。水工建筑物主要用来控制和支配水流，由挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、发电厂房组成。水轮发电机组用于水力发电，将水工建筑物所引入的水能直接转换成电能，由水轮机、发电机、辅助控制设备等组成。电气设备分为一次设备和二次设备，一次设备包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、电力电缆等，主要用来完成发电、变电、输电和电能控制等任务。二次设备包括机组的励磁装置、同期装置、继电保护装置、测量仪表、控制开关、控制电缆等，用来完成对水轮发电机组等一次设备进行测量、调节控制、保护和信号作用。水力发电的几个要素N9.81QHN——水电站装机容量或水轮机的功率Q——通过水轮机的流量H——水轮机的水头η——水轮机的效率水力发电的特点优点：①不耗燃料，成本低廉②水火互济，调峰灵活③综合利用，多方得益④取之不尽，用之不竭⑤环境优美，能源洁净缺点：①受自然条件限制；②一次性投资大，工期长；③事故后果严重；④大型工程对环境、生态影响较大。一、水轮机水轮机是一种将水能转换为旋转机械能水的水力机械。用于带轮发动发电机发出电能。电水轮机是水电站中最机组主要动力设备之一，影响电站的投资、制造、运输、安装、安全运行、经济效益。水轮机的主要类型及其构造混流式轴流定浆式轴流式轴流转浆式反击式斜流式全贯流式灯泡式贯流式水轮机半贯流式轴伸式水斗式竖井式冲击式双击式斜击式一、主要类型(一)、反击式水轮机定义：利用水流的势能和动能做功的水轮机特征：转轮的叶片为空间扭曲面，流过转轮的水流是连续的，而且在同一时间内，所有转轮叶片之间的流道都有水流通过，水流充满转轮室。反击式水轮机原理水流通过转轮叶片时，水流流速的大小、方向均发生变化，因此动量也发生了改变，水流产生反作用力，作用与每个转轮叶片，使转轮产生旋转力矩，从而做功。1.混流式：水流径向流入转轮，轴向流出。适用范围：H=30-450m,最高水头已接近700米，单机容量：几百kW——几十万kW。特点：适用范围广，结构简单，运行稳定，效率高，适用高水头小流量电站。三峡水电站即采用了这种水轮机，单机容量70万kW。是世界上单机容量最大的机组。混流式水轮机2.轴流式：特点：水流沿转轮轴向流入，轴向流出，水流方向始终平行于主轴。适用于大流量、低水头。一般水头在50m以下。轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而转动。高效率区较小，适用于水头变化不大的小型电站。轴流转浆式：叶片能随工况的变化而转动，进行双重调节（导叶开度、叶片角度)。适用于大型水电站。轴流式水轮机轴流转浆式水轮机转轮3.斜流式：水流经过转轮时是斜向的。转轮叶片随工况变化而转动，高效率区广。4.贯流式：水轮机的主轴装置成水平或倾斜。不设蜗壳，水流直贯转轮。水流由管道进口到尾水管出口都是轴向的。H<20m，小型河床电站。贯流式机组分类全贯流式：发电机转子安装在水轮机转轮外缘，其密封困难，现在较少使用。半贯流式：灯泡贯流式：发电机组安装在密闭的灯泡体内，使用较广泛，机组结构紧凑，流道形状平直，水力效率高。轴伸式贯流机组：发电机安装在外面，水轮机轴伸出到尾水管外面。竖井式贯流机组：发电机安装在竖井内。灯泡式水轮机组轴伸式贯流机组竖井贯流式水轮机(二)、冲击式水轮机定义：利用水流的动能来做功的水轮机特征：由喷管和转轮组成。水流以自由水流的形式冲击转轮，利用水流动能产生旋转力矩使转轮转动。在同一时刻内，水流只冲击着转轮的一部分，而不是全部。不适宜调峰运行。适用：水头高，流量小，多用于400m以上，最高接近2000m。冲击式水轮机运行中单喷嘴运行中水斗:特点是由喷嘴出来的射流沿圆周切线方向冲击转轮上的水斗作功。目前，水斗式水轮机是冲击式水轮机中应用最广泛的一种机型。斜击式：由喷嘴出来的射流沿圆周斜向冲击转轮上的水斗。双击式：水流两次冲击转轮。斜击、