共同成长888 / 模型动画 / 水轮机的引水室

0 0

   

水轮机的引水室

2014-01-07  共同成长8...
水轮机的引水室
Diversion System of Hydroturbine
本节介绍水轮机的引水室,它是水流进入水轮机的第一个部件,冲击式水轮机较简单,用水管引水,通过喷嘴调节水流大小与方向,而反击式水轮机是从水轮机外围径向进水,从水轮机下面轴向出水(除贯流式水轮机),就复杂多了,本节介绍主要的引水室形式。
 开敞式引水室
最简单的是开敞式引水室,在水轮机四周筑一个水槽,上游水进入水槽,从水轮机四周进入转轮,水通过转轮做功后从尾水管排出。开敞式引水室结构简单,适用于低水头小型水轮机。

开敞式引水室

图1--开敞式引水室
 贯流式引水室
贯流式水轮机的水流是沿轴向直进直出,其引水室结构也很简单,如图2所示,水流从水轮机前方进入从后方排出。

贯流式引水室

图2--贯流式引水室
   蜗壳式引水室
蜗壳是反击式水轮机引水室的主要形式,通过蜗壳的水流能够均匀分布到转轮周围,轴对称地进入水轮机。图3是一个金属蜗壳结构图,金属蜗壳一般用弯好的钢板焊接而成,或用铸钢件焊接而成,蜗壳内截面为圆形,既可节省钢材,由能承受较大水压。

蜗壳结构图

图3--蜗壳结构图
下面再通过蜗壳的水流向图(图4)来看水通过蜗壳的流向,这是一个水平的平面图,内有轴流水轮机的转轮,图中蓝色箭头线是水流的走向,水流形成一定的环量(与径向有一定的角度)流向中部,再转向下方推动转轮。

蜗壳的水流向图

图4--蜗壳的水流向图
图5是这个蜗壳与轴流转轮的立体图,也表示了水的流向,为看清内部结构对蜗壳做了剖面。

蜗壳与轴流转轮

图5--蜗壳与轴流转轮

小型水电站的蜗壳可以直接铸造再经机械加工制造,稍大些的采用弯好的钢板焊接而成,图6是一个小型卧轴布置的水轮机蜗壳(图片来自网络),数千千瓦以下的水轮发电机组多采用卧轴布置(蜗壳垂直地面安装)。

图6--卧轴布置的水轮机蜗壳
稍大些的水电站的水轮发电机组是采用立轴布置(蜗壳水平安装),蜗壳被填埋在混凝土中,蜗壳要承受混凝土的压力,在蜗壳中部要安装水轮机,上方要安装水轮发电机,小机组数百吨,大机组数千吨,蜗壳通过座环承受这些压力。座环在蜗壳中部,座环由上环、下环、多个支柱组成,图7是座环结构示意图,图中上环与下环剖开一部分以显示环的截面,上环与下环之间有多个支柱支撑,水流从支柱间流过,为减小水阻力,支柱做成流线型叶片状,叶片状支柱沿水流向有个斜角,对水流有导向作用,故也称支柱为固定导叶,见图8。

图7--座环结构

图8--座环支柱与水流向 
上环与下环沿环有碟型边,用来与蜗壳内边焊接,分段弯好的蜗壳钢板可以此为基准进行组装焊接,图9是蜗壳与座环相对位置示意图。

图9--蜗壳与座环

图10是分段蜗壳钢板组装的图片(图片来自网络)。

图10--蜗壳组装

为简化绘图与图片清晰,在其他有关水轮机与水电站的课件中均不再有座环出现。

蜗壳结构水力损失较小,结构紧凑,可减少厂房尺寸和土建投资,图11是葛洲坝水轮机的蜗壳照片(照片来自网络)。

图11--葛洲坝水轮机的蜗壳

小型水电站蜗壳可在场地焊好后再进行整体吊装,图12是厂房吊车正在整体吊装小型水电站蜗壳(照片来自网络)。

图12--小型水电站蜗壳
   混凝土蜗壳引水室
对于使用在水头小,水压低场合的水轮机可直接用混凝土筑成蜗壳,图13是一个混凝土蜗壳的垂直剖面图,在水电站建设时搭好蜗壳内模,扎好钢筋,用钢筋混凝土直接筑成蜗壳,为了方便搭建蜗壳内模,节省建筑空间,混凝土蜗壳的内截面为方形。

混凝土蜗壳垂直剖面图

图13--混凝土蜗壳垂直剖面图
图14上图是方形蜗壳内模的外观示意图,筑好的混凝土蜗壳内腔就是这样的。为看清楚蜗壳的截面,在图14下图用半透明显示蜗壳内腔,用紫红色线框来表示该处内腔的截面。

混凝土蜗壳内腔形状图

图14--混凝土蜗壳内腔形状图
图15是混凝土蜗壳水平方向剖面图,同样用紫红色线框来表示该处内腔的截面。

混凝土蜗壳水平方向剖面图

图15--混凝土蜗壳水平方向剖面图
 

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。如发现有害或侵权内容,请点击这里 或 拨打24小时举报电话:4000070609 与我们联系。

    猜你喜欢

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章
    喜欢该文的人也喜欢 更多