軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)

其它名稱：卡普蘭水輪機(jī)(Kaplanturbine)；定義1：葉片可以轉(zhuǎn)動(dòng)...

轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的通流部件包括蝸殼、固定導(dǎo)葉、活動(dòng)導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪和帶有彎肘部的尾水管，見圖1。

轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的最優(yōu)的安裝高程相對(duì)于尾水位是比較深的，但如果可能，發(fā)電機(jī)應(yīng)盡量安裝在尾水位上面。

轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)具有很大的水推力和很高的飛逸轉(zhuǎn)速，在主軸和軸承系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候必須加以考慮。系統(tǒng)一般有3個(gè)徑向軸承。小型和中型系統(tǒng)的推力軸承和混流式水輪機(jī)一樣安裝在電機(jī)上面。而大型低轉(zhuǎn)速系統(tǒng)一般把推力軸承安裝在水輪機(jī)頂蓋上面。這是因?yàn)殡姍C(jī)巨大的尺寸需要昂貴的大直徑的多腳架支撐裝置來承載電機(jī)上的推力軸承。有一種特別的設(shè)計(jì)方法是把推力軸承安裝在電機(jī)下面，即所謂的“傘式”類型。這種結(jié)構(gòu)能夠在沒有上導(dǎo)軸承的情況下使用，但可能會(huì)出現(xiàn)主軸振動(dòng)的問題。 排水一般通過安裝在尾水管側(cè)面的集水池來完成。大型機(jī)組有兩層的集水池，低層僅用于尾水管排水。

軸流式轉(zhuǎn)輪可分為定槳式和轉(zhuǎn)槳式兩種，它們的主要區(qū)別是轉(zhuǎn)槳式轉(zhuǎn)輪的葉片隨導(dǎo)葉開度和水頭的變化能自動(dòng)調(diào)整葉片安放角，與導(dǎo)葉保持最佳的協(xié)聯(lián)關(guān)系。在水輪機(jī)運(yùn)行中，導(dǎo)葉必須按負(fù)荷調(diào)整開度，而轉(zhuǎn)輪一邊旋轉(zhuǎn)一邊調(diào)整葉片角度保持與導(dǎo)葉的最佳協(xié)聯(lián)關(guān)系，即所謂“雙重調(diào)節(jié)”，使水輪機(jī)在較大的出力范圍內(nèi)均保持較高的效率。定槳式轉(zhuǎn)輪由于在運(yùn)行中葉片不能調(diào)整，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷發(fā)生變化，導(dǎo)葉開度改變時(shí)，葉片安放角不能及時(shí)調(diào)整，水流對(duì)葉片沖角增大，所以在整個(gè)出力范圍內(nèi)水輪機(jī)的高效區(qū)很窄，但它的結(jié)構(gòu)簡單，在中小型電站中仍較多被采用。

定槳式一般有3—6片葉片。中小型轉(zhuǎn)輪葉片和轉(zhuǎn)輪體整體鑄造或葉片鑄造后焊在轉(zhuǎn)輪體上。大中型轉(zhuǎn)輪的葉片多數(shù)為單獨(dú)鑄造，加工后用螺栓固定在轉(zhuǎn)輪體上，在轉(zhuǎn)輪體與葉片連接法蘭面上設(shè)有定位銷固定在一個(gè)安放角。有的停機(jī)后可以人工調(diào)整葉片定位銷改變?nèi)~片的安放角。轉(zhuǎn)輪上部和主軸相連，下部固定泄水錐，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，造價(jià)便宜，適用于水頭、出力變化小的情況。

轉(zhuǎn)槳式轉(zhuǎn)輪葉片安放角能自動(dòng)地隨工況而變，并和導(dǎo)水葉開度相匹配。為了轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，轉(zhuǎn)輪體內(nèi)裝有活塞、油缸、活塞桿、操作架、連桿、拐臂等，上部和帶壓力油管的主軸相連，下部固定泄水錐，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)貴，運(yùn)行范圍廣，平均效率高。低水頭電站的貫流式水輪機(jī)上常采用這種轉(zhuǎn)輪，其主軸多數(shù)為水平布置，少數(shù)為傾斜布置。 2100433B

轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)具有螺旋槳式葉片，且葉片可以機(jī)械調(diào)節(jié)的軸流式轉(zhuǎn)輪，和混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的固定式葉片截然不同。這種可調(diào)式葉片可以在很寬的流量和水頭范圍內(nèi)保持較高的水力效率。因此，轉(zhuǎn)槳式機(jī)組很適合河床式水電站。巨大的出力能力和高比轉(zhuǎn)速使轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)機(jī)組結(jié)構(gòu)相對(duì)緊湊，并且一般來說可以很好地和水電站廠房或大壩結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起。其水頭范圍為10～70m，功率輸出可從5MW到120MW。轉(zhuǎn)輪直徑在2m到8m之間。水輪機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為79r/min到429r/min。