水轮机转轮直径水轮机转轮上的规定部位的直径。
它作为水轮机结构特征参数,也称公称直径。
水轮机转轮直径一般用D表示,单位为m。
中国规定,各类型水轮机转轮公称直径为:轴流式水轮机,指水轮机转轮叶片转动轴线与转轮室交点处的直径(D1),见图(a);混流式水轮机,指转轮叶片出水边正面和下环相交点的直径(D2),见图(b);斜流式水轮机,指转轮叶片的转动轴线与转轮室交点处的直径(D1),见图(c);冲击式水轮机,指转轮与射流中心线相切的节圆直径(D1),见图(d)。
水轮机转轮直径示意图(a)轴流式水轮机;(b)混流式水轮机;(c)斜流式水轮机;(d)冲击式水轮机国际电工委员会规定的转轮直径为:对于轴流式和斜流式水轮机,是指与轴线相交处的转轮室内径;对于冲击式水轮机,是指转轮节圆直径;对于混流式水轮机,是指叶片出水边与下环相交处的直径。
但混流式水轮机转轮公称直径国际上尚不统一,除D2外,采用较多的还有D1、喉管直径(DT)以及最大外径(DM)等,见图(b)。
水轮机转速水轮机轴每分钟旋转的次数。
水轮机转速通常用n表示,单位为r/min。
当水轮机与发电机直接联接时,所选定的水轮机转速应符合发电机同步转速的要求(参见水轮发电机额定转速)。
水轮机额定转速的确定,需综合考虑各种条件和要求,进行技术经济比较。
在保证较高工作效率的前提下,转速高可以减小发电机尺寸和重量,降低其造价,但提高转速后水轮机转轮的应力将增大,飞逸转速将增高,此外还需考虑空化和稳定性的变化。
当水轮机突然甩去全部负荷与电力系统解列,轴输出功率为零时,如调速机构失灵或其他原因,导水机构不能关闭,水轮机转速将迅速升高。
当水流能量与转速升高后的机械摩擦损失等能量平衡时,转速达到某一最大值,这个转速称为水轮机飞逸转速。
其数值随水轮机型式和开度不同而异,可达额定转速的1.8~3.0倍,对机组的设计和制造都有较大影响。
水轮机的飞逸转速根据水轮机模型试验的飞逸特性计算确定。
水轮机和发电机的结构强度需满足飞逸转速的要求。
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