《灯泡贯流式水电机组的演进及技术特征,水利水电论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《灯泡贯流式水电机组的演进及技术特征,水利水电论文.docx（8页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、灯泡贯流式水电机组的演进及技术特征,水利水电论文在当下的还击式水轮发电机组中， 贯流式水轮发电机组较为常见，并且被广泛应用于低水头大流量水电站。 而在贯流式水轮发电机中，有一种将机组发电机组安装在密封的、外形酷似灯泡的壳体中，将水轮机安装于灯泡插口处，这种机组被称为灯泡贯流式机组， 其所适用的水头范围较广， 工作效率高，因此倍受青睐。 1 灯泡贯流式水电机组概述 贯流式水轮发电机组的特点，主要在于其引水部件、转轮以及排水部件等， 都需要布置于同一条轴线上， 水流平直通过，是一种适用于开发利用低水头、大流量水力资源的良好机型。 而贯流式机组又包括了各种不同的机型，华而不实以灯泡贯流式机组最为广泛
2、使用，具有较强的适应性。 灯泡贯流式机组所采用的是水平布置见图 1，其水轮机并没有蜗壳，土建经过中的开挖量也相对较小。 而发电机装置则是设置于灯泡形壳体内，安置在水轮机流道中。 机组中采用直锥扩散形的尾水管，因而流道短且平直、对称，具有良好的水流特性，除此之外还具备转轮效率较高、过流量大、建设周期短、总体投资省等优势。 但是该机组也存在一定的缺点，比方单位电量耗水量大、油系统复杂、安装及大修难度大等。 2 灯泡贯流式水电机组的发展 灯泡贯流式机组出现于 1936 年，由于具有较高的工作效率，且过流量大、建设周期短、投资少，所以倍受青睐。 我们国家的灯泡贯流式机组起步较晚，但是通过积极引进、消化
3、并吸收国外先进技术，尤其是在近十年以来，通过中外合资的方式，为灯泡贯流式机组的开发与研究提供了重要支持。 在这种情况下，经太多年的研究与发展，国内的相关厂家已经在该水电机组的灯泡机组设计与制造方面， 大大提高了能力和水平。 有些大型灯泡机组通常由国内的厂家来实行设计与制造，华而不实只要转轮、叶片此类个别的部件需要通过国外引进， 自个生产不仅能够提高国内的灯泡机组制造水准与质量，还能够减低资金，避免不必要的支出，并缩短建设工期，因而，这种机组采购形式非常值得推广。 当前，我们国家先后投产了一批 30MW 灯泡机组，除此之外，湖南的洪江水电站、 青海尼那水电站于 2003 年， 分别投产了45MW
4、 和 40MW 的灯泡机组， 这都是我们国家灯泡机组设计制造能力提升至国际水平的标志， 具备自行设计制造大型灯泡机组的能力。位于广西梧州长洲的水电站，投产安装了 42MW 灯泡机组 15 台，该水电站的机组工程建设，是当前世界上装机容量最大的， 所用机组分别由国内的 4 个厂家联合生产。 于2005 年开场建设投产的广西桥巩水电站 ,则设计安装了 8 台灯大型泡机组，这些机组的单机容量到达 57MW,该机组在单机容量方面，位列世界第二。 最近几年我们国家大型灯泡机组建设工程， 大多采用国际合作生产形式，即机组转轮、叶片使用国外引进，其余部件从国内厂家采购。 有的机组建设项目遭到工期的限制，会将
5、主轴、导水机构、轮毂等分包至国外厂家，进而保证工程的交货工期，同时增加机组单价。 而国际合作的生产形式也为国内相关技术的发展与研究带来了便利。 3 灯泡贯流式机组的技术特点 3.1机组的整体布置 在灯泡贯流机组中， 水轮机通常与发电机使用同一根主轴，以水平的状态来布置，华而不实转动的部分，则采用两个支点的双悬臂构造，然后在一端设置发电机的导轴承。 为了避免转子和主轴连接后， 可能产生的挠度问题， 可施行下面两种对策：根据实际测得的变形量，在导轴的承支架与瓦支架之间加垫，使推力轴承能够良好接触；将连接定子和管型座的法兰面改造为斜面。 在该机组中，起到重要支撑作用的就是管形座，前端的灯泡头设置，需
6、要依靠来自水平和垂直方向上的辅助支撑。 由于灯泡体的构造是薄壳，需要严格测量其应力应变、模态和固有频率， 为保持灯泡体处于静、 动不同状态下的稳定性提供根据，进而避免其遭受有害振动的影响，带来安全运行隐患。 通过对管形座的不断研究， 如今的管形座构造已经大大改变，其设计由繁到简，制作经过所需要的钢材使用量也减少了，如今的管形座、尾水管的里村中所埋设的部件，已经改为使用锚筋，能够更好地将埋入部件与混凝土牢固结合。 除此之外，为了到达安装和检修要求，还能够在其上游侧，加设发电机竖井，而在下游侧设水轮机竖井，中部竖井只需要通过管形座上的立柱，就能够顺利抵达主轴。 3.2水轮机的技术特点 3.2.1
7、转轮叶片加工转轮叶片时， 首先需要重视的是需要在外缘侧预留一定的凸台，这么做的作用在于下面方面：降低转轮室的容积损失，以及桨叶和转轮室之间的流量损失；改善转轮叶片的反面空蚀问题；提高叶片端部强度。 由于转轮叶片通常都需要密封， 建议采用多层 V 形橡胶密封圈来密封，这样能够不拆卸叶片，直接进行密封的更换。 3.2.2 锥形导水机构锥形导水机构的设计与制造技术通常具有较高要求，是灯泡贯流式机组设计制造的重要环节，其基本特点是：该环节的内外导水环、导叶、控制环等，所采用的构造件的制作通常便于控制，外观好看，且工期较短；设计导叶密合面时，其立面通常会采用刚性密封，并在密合面上加铺不锈钢；采用偏心销对
8、导叶立面间隙进行调整； 使用方键连接导叶与导叶臂；通常采用弯曲连杆的方式来保卫导叶；使用数控立车来对内外导水环进行加工；设计导水机构时，应当整体吊装的方式为优先。 3.2.3 灯泡体的支承构造灯泡体支承的方式和构造往往有多种， 当前大多都采用上下两瓣的固定导叶支承方式，如此图 2 所示。 该支承方式是利用水推力与发电机转矩， 分别由上下方的两个固定导叶进行支承，运用防振支撑与外壳支架作为辅助，进而增加灯泡体的固有频率。 3.2.4 灯泡体构造灯泡体属于大型柔性构造，由于灯泡体通常设置于水中，所以其构造设计中的关键在于灯泡体的密封。 能够在灯泡体与外部水体相接触的法兰部位，使用双重填料来密封，以
9、防漏水，这种双重填密构造，及其适用的位置如此图 34 所示。 另外，还能够在双重填料间，设置能够进行漏水检测的槽。 需要注意的是，在组合、安装经过中，需要适当施加水压，以此检查填料的密封性；假如在运转的经过中发生漏水问题，能够及时封入特殊填料，确保密封性。 3.3灯泡式水轮发电机 3.3.1 定 子由于发电机内部不需要设置火灾报警器或自动喷水装置，大大简化了其构造，所以钉子线圈应当采用具有阻燃性的材料，例如聚酰胺薄板、加强型玻璃纤维树脂板、石墨环氧树脂和环氧树脂云母薄板等，这些材料的阻燃性、自熄性以及不易燃性都相对较好。 即便实在线棒下线时，假如是使用石墨作为衬槽的话，就能够起到非常好的阻燃效
10、果。 3.3.2 主轴与轴承主轴一般由 2 根轴构成， 而水轮机法兰与发电机轴之间的连接，则需要采用专用的工具，是用 3 个螺栓当做联合支承点，来安装连接。 主轴则分别由发电机导轴承和水轮机导轴承来进行支承，必要情况下，能够同床加工推力头和主轴热套，以确保镜面和主轴的中心线能够始终保持垂直。 3.3.3 导轴承和正反向推力轴承在一些大型灯泡贯流式机组中， 轴系的支承方式往往采用的是二导、三导两种，并且以二导支承双臂构造较为常见，该支承方式即是由正反向的推力轴承、导轴承共同组成，其特点包括下面几点：导轴承是筒式瓦的构造形式，用扇形板来支撑；正向推力轴承的支撑，则使用的是弹性圆盘，反向推力轴承采用
11、的是整圆瓦刚性支撑，或橡胶垫支撑；推力镜板运用分两瓣的构造支撑，注意选材时应综合考虑材料的外表硬度和可焊性；将高压油的顶起油室进行改造，变成矩形的构造，并适当地降低对油质的要求；由于在设计中考虑了主轴挠度因素，对轴承可能产生的影响，因此设计得愈加易于安装；充分研究了控制轴承润滑油和高压油顶起的方式方法。 3.3.4 主轴的密封一般来讲，能够将主轴的密封分为检修密封、工作密封两个部分：检修密封是一种较为常见的空气围带构造，安装在主轴法兰的外缘上，由三个部分组成，即密封壳体、密封支架和检修密封。 注意检修密封应当在中泄水锥之前进行安装；工作密封，由不锈钢滑环、滑环支架、密封环、密封环支架以及密封外壳构成， 不锈钢滑环与密封环之间， 会构成止水磨擦面，然后由灯泡头取水，供其润滑冷却。 4 结 语 灯泡贯流式机组由于其本身具有的构造紧凑、 占据空间小等优势，在近年来的低水头电站建设工程中，逐步取代了传统的轴流转桨式机组， 开场为我们国家的水电事业发展提供了新技术和新的发展可能性。 以下为参考文献 1富旭平，郑 峰。灯泡贯流式水轮机效率问题J.水电能源科学 ,200806：132133. 2陶建民 ,刘建华。灯泡贯流式机组轴承润滑油系统设计 J. 西北水电，20183：6266. 3钟小华 ,王元文 ,杨应武。大型灯泡贯流式水轮发电机组安装J.水电站机电技术，201801：2930.