水輪機(jī)流量

本詞條由全國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行與控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) 審核 。

水泵水輪機(jī)作水輪機(jī)工況運(yùn)行時(shí)單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)水泵水輪機(jī)水的體積。

——引自GB/T 36550-2018《抽水蓄能電站基本名詞術(shù)語(yǔ)》

中文名稱

水輪機(jī)流量

英文名稱

hydraulic turbine discharge

定　　義

單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)水輪機(jī)的水量。

應(yīng)用學(xué)科

水利科技（一級(jí)學(xué)科），水力發(fā)電（二級(jí)學(xué)科），水輪發(fā)電機(jī)組（三級(jí)學(xué)科）

水輪機(jī)按工作原理可分為沖擊式水輪機(jī)和反擊式水輪機(jī)兩類。沖擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪受到水流的沖擊而旋轉(zhuǎn)，工作過(guò)程中水流的壓力不變，主要是動(dòng)能的轉(zhuǎn)換；反擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪在水中受到水流的反

作用力而旋轉(zhuǎn)，工作過(guò)程中水流的壓力能和動(dòng)能均有改變，但主要是壓力能的轉(zhuǎn)換。

現(xiàn)代水輪機(jī)大多安裝在水電站內(nèi)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。在水電站中，上游水庫(kù)中的水經(jīng)引水管引向水輪機(jī)，推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。作完功的水則通過(guò)尾水管道排向下游。水頭越高、流量越大，水輪機(jī)的輸出功率也就越大。

斜擊式水輪機(jī)利用噴嘴把水流的壓力能變成速度能，水流自離開(kāi)噴嘴，進(jìn)入轉(zhuǎn)輪直至離開(kāi)轉(zhuǎn)輪的整個(gè)工作過(guò)程，不是在一個(gè)封閉系統(tǒng)內(nèi)，而是在充滿大氣的機(jī)殼中進(jìn)行形成自由射流，并且同一時(shí)刻往往有3-4個(gè)斗葉在接受同一噴嘴流量大小不等的這種自由射流。噴嘴出口射流中心與轉(zhuǎn)輪進(jìn)水平面呈一定的夾角（通常取22.5度）。

斜擊式水輪機(jī)主要工作部件和切擊式水輪機(jī)基本相同，只是工作射流與轉(zhuǎn)輪進(jìn)口平面呈某一角度α，射流斜著射向轉(zhuǎn)輪。斜擊式水輪機(jī)適用于水頭在35-350m、軸功率為10-500kW、比轉(zhuǎn)速為18-45的中小型水電站 。

切擊式水輪機(jī)，也叫水斗式水輪機(jī)或培爾頓式水輪機(jī)；按主軸的布置方式分為臥軸和立軸兩種，無(wú)論哪種其轉(zhuǎn)輪始終位于大氣中。這種水輪機(jī)適用于高水頭、小流量水電站；大型水斗式水輪機(jī)應(yīng)用水頭約300—1700米，小型的也可達(dá)到40—250米；目前世界上水頭高于1000米的電站均采用水斗式水輪機(jī)，單機(jī)功率可以達(dá)到400MW以上 。

其主要結(jié)構(gòu)包括輸水管、噴流機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、折向器和機(jī)殼等切擊式水輪機(jī)工作射流中心線與轉(zhuǎn)輪節(jié)圓相切，故名切擊式水輪機(jī)。其轉(zhuǎn)輪葉片均由一系列呈雙碗狀水斗組成，故又稱水斗式水輪機(jī)。切擊式水輪機(jī)是目前沖擊式水輪機(jī)中應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)型。其應(yīng)用水頭一般為300-2000m，目前最高應(yīng)用水頭已達(dá)到1771.3m（澳大利亞的列塞克-克羅依采克水力蓄能電站，水輪機(jī)出力P=22.8MW）。

噴流機(jī)構(gòu)主要由噴管、噴嘴、噴針（針閥）和噴針移動(dòng)機(jī)構(gòu)組成；其作用是把水流勢(shì)能轉(zhuǎn)化為射流動(dòng)能，并通過(guò)移動(dòng)噴針來(lái)調(diào)節(jié)流量。

轉(zhuǎn)輪由圓盤和固定在它上面的水斗組成，射流沖向水斗，水斗與射流相互作用，射流動(dòng)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械能；由于承受射流，水頭越高對(duì)轉(zhuǎn)輪強(qiáng)度要求也越高。

折向器就是一塊高強(qiáng)度鋼板（和驅(qū)動(dòng)裝置），機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)折向器迅速使射流偏轉(zhuǎn)，避免使機(jī)組轉(zhuǎn)速過(guò)快。

機(jī)殼則主要起支撐水輪機(jī)軸承、排水的作用。

值得說(shuō)明的是水斗水輪機(jī)中噴流機(jī)構(gòu)和折向器都不只一套，其數(shù)量因型號(hào)各異，一般水頭低時(shí)選4—6個(gè)，水頭高時(shí)選2—3個(gè)。