小型双调式轴伸贯流水轮机的开发

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1、规划设计SMALLHYDＲOPOWEＲ2015No.2，TotalNo.182小型双调式轴伸贯流水轮机的开发12徐大荣，程少群(1．杭州大路装备有限公司，浙江杭州311234;2．杭州诚德发电设备有限公司，浙江杭州311200)摘要:为了更加有效地利用有限的水力资源，对于低水头小型轴伸贯流式水电站，国内外越来越多的客户要求水轮机采用双调结构;因此，迫切需要开发一种结构简单，生产制造成本低的小型双调式轴伸贯流式水轮机，以便用户根据实际条件优选。图4幅。关键词:轴伸贯流式水轮机;双调结构;设计节能力有限，故采用双调节可以适应电站的流量变1概述化，使

2、水轮机始终能够高效、稳定运行。目前，在轴伸贯流式水轮机是贯流式水轮机的一种，发国内轴伸贯流式电站中，只有转轮直径比较大的水电机卧式布置于流道之外，具有厂房开挖量少、安轮机采用双调结构。对于转轮直径小于2m的轴伸装维护方便等优点，是水头小于25m、转轮直径贯流式水轮机，目前没有使用双调结构，其原因一小于3m的低水头电站的首选机型。目前，国外最是水轮机容量不大，收益不高，采用定桨式水轮机大的轴伸贯流式水轮机转轮直径是8.6m，单机容可以节省投资;二是转轮直径小，大多数直径在量最大的是31.5MW，最大使用水头是38m。我国2m以下，没有水轮机厂家设

3、计制造过双调结构，轴伸贯流式水轮机发电机组起步比较晚，技术水平无双调结构的水轮机可用。低，国内已经运行的轴伸贯流式水轮机多采用定桨为了更加有效地利用有限的水力资源，对于低式转轮，桨叶不能调节。有的转轮桨叶是半调节，水头小型轴伸贯流式水电站，国内外越来越多的客在机组停机时打开转轮室，可将叶片的角度进行调户要求水轮机采用双调结构;因此，迫切需要开发整;有的电站水轮机采用手动调桨装置，在机组停一种结构简单，生产制造成本低的小型双调式轴伸机的时候，通过蜗轮蜗杆手动调节桨叶的角度。双贯流式水轮机，以便用户根据实际条件优选。调式水轮机就是导叶和桨叶同时可调

4、，并保持一定2水轮机双调结构的说明的协联关系。对于大中型轴流式机组和灯泡机组，水轮机几乎都采用了双调结构，只有在极少数水头对于桨叶能和导叶一起调节，并能保持一定的和流量变化很小，或者基本不变的大中型轴流式和协联关系的常规双调结构，一般是在转轮体内设置灯泡机式电站，才使用定桨式水轮机。桨叶操作机构和桨叶接力器，并通过操作油管和置轴流式和贯流式水轮机一般在低水头径流式水于机组外部的受油器连接。调速器再与受油器连电站中使用。径流式电站流量一般不能调节或者调接，通过油路的切换来调节桨叶的角度，并把桨叶角度的变化通过一定方式转换成直线位移，以便使收稿日期

5、:2014－11－20导叶和桨叶能保持一定协联关系。双调结构一般有作者简介:徐大荣(1975－)，男，高级工程师，主要从事水轮机的结构研究设计和水轮机选型开发设计两种:一种是将桨叶接力器设置在上游，操作机构工作。E-mail:xuqingcuan@163.com·38·小水电2015年第2期(总第182期)规划设计在下游(见图1);另一种是将桨叶接力器设置在下游，操作机构在上游(见图2)。轴流式水轮机一般采用图1的双调结构，贯流一般采用图2的结构。国内几个已经运行的采用双调结构的轴伸贯流水轮机，其结构类似图2，转轮直径都在2.75m以上。轴伸贯

6、流有前轴伸和后轴伸两种形式，后轴伸水轮机效率高，使用广泛，本文所论述的主要是后轴伸式水轮机的双调结构。3小型轴伸贯流式水轮机的双调结构图1双调结构示意一对于轴流式和贯流式水轮机，导叶和桨叶保持协联的双调结构，是水轮机设计的重点和难点，也是整个水轮机结构中最复杂的部分。小型轴伸贯流式水轮机因转轮尺寸小，布置空间有限，水轮机双调结构设计尤其困难。为解决桨叶接力器和桨叶操作机构都布置于转轮内存在困难的问题，必须将转轮体内部的结构简化。为此，将桨叶接力器外置，与受油器设计成为整体，通过直杆连接桨叶操作结构操作桨叶;这样就取消了复杂的操作油管，并使转轮体

7、内部的结构得到简化。设计成整体的外置受油器和接力器叫油分配操作器。油分配操作器将受油器和接力器的功能合二为一，设置在上游灯泡体图2双调结构示意二内，即水轮机轴头位置(见图3)。图3小型轴伸贯流式水轮机的双调结构示意·39·规划设计SMALLHYDＲOPOWEＲ2015No.2，TotalNo.182图3是1个转轮直径为1.4m的轴伸贯流双调操作器。油分配操作器既可以将来至调速器的压力式水轮机结构，转轮接力器外置，操作杆代替了操油分配给接力器，又能推动操作杆移动，达到控制作油管，主轴和转轮体内无油。与手动调桨式机组桨叶角度的目的(见图4)。布置方

8、案类似，只是将蜗轮蜗杆装置改成了油分配图4油分配操作器结构示意如图4所示，整个装置除了支架、位移信号器轮，使安装维护变得非常方便。和油分配器外壳是不转