冲击式水轮机 冲击式水轮机仅利用了水流的动能.借助特殊的导水装置(如喷嘴),把高压水流变为高速的自由射流,通过射流与转轮的相互作用,将水流能量传递给转轮.转轮和导水装置都安装在下游水位以上,转轮在空气中旋转,水流沿转轮斗叶流动过程中,水流具有与大气接触的自由表面,水流压力一般等于大气压,从转轮进口到出口水流压力不发生变化,只是转轮出口流速减小了.转轮不是整周进水,因此过流量较小. 冲击式水轮机是利用高压喷射水流的动能做功的水轮机,高水头水库的水通过压力管道引到水轮机,高压水经过水轮机喷管成为高速射出的水流,冲向水轮机的水斗,使水轮机旋转做功。
冲击式水轮机主要有三种形式,切击式水轮机、斜击式水轮机、双击式水轮机。
斜击式水轮机 斜击式水轮发电机组属于高水头小流量的发电机组。
工作原理:斜击式水轮机属冲击式水轮机,同样是利用高压喷射水流的动能做功的水轮机,高水头水库的水通过压力管道引到水轮机,从水轮机喷管射出高速水流,冲向水轮机的轮叶,使水轮机旋转做功。
水由喷嘴出来的射流不是沿切向,而是沿着与转轮旋转平面成某一角度的方向,从转轮一侧进入斗叶,再从另一侧离开斗叶。
斜击式水轮机水流以倾斜于主轴的方向进出转轮。
轴流式机组 轴流式机组适用于低水头水力资源的开发,使用水头一般2米~70米,有轴流转浆式和轴流定浆式。
它具有如下显著的特点:1.水流由轴流式水轮机的轴向流入转轮而又轴向流出,叶片轴线垂直于水轮机的主轴轴线安装在转轮体上。
2.叶片与转轮体的结合分为:定浆式,即叶片角度不能调节;转浆式,即叶片角度可随水头、负荷的改变而自动改变叶片安装角,它与导水机构协联工作,使水轮机始终保持在最优工况下运行。
调浆式则介于两者之间,它可根据水头及负荷的变化,停机调浆,而成定浆式运行。
其引水室一般为混凝土蜗壳或金属蜗壳,小型轴流式水轮机还可用明槽式和有压明槽式引水室,其结构简单,成本低廉。
轴流式机组除以上优点外,还具有体积小,重量轻,设计合理,符合国家电机质量标准精制而成的“出口型”优质产品,是目前市面上最新、最理想的产品。
贯流式发电机组 贯流式水轮机适用于低水头、大流量电站,适用水头2~25米。
按其结构型式可分为灯泡式、轴伸式、竖井式和全贯流式等。
它具有如下显著的特点:1.电站从进水到出水方向基本上是轴向贯流。
如灯泡贯流式水电站的进水管和出水管都不拐弯,形状简单,过流通道的水力损失减少,施工方便。
2.贯流式水轮机具有较高的过流能力和大的比转速,所以在水头和功率相同的条件下,贯流式水轮机直径要比转浆式小10%左右。
3.贯流式水电站的机组结构紧凑,与同一规格的转浆式机组相比其尺寸较小,可布置在坝体内,取消了复杂的引水系统,减少厂房的建筑面积,减少电站的开挖量和混凝土量,根据有关资料分析,土建费用可以节省20%~30%。
4.贯流式水轮机适合作可逆式水泵水轮机运行,由于进水流道没有急转弯,使水泵工况和水轮机工况均能获得较好的水力性能。
如应用于潮汐电站上可具有双向发电、双向抽水和双向泄水等6种功能。
因此,很适合综合开发利用低水头水力资源。
5.贯流式水电站一般比立轴的轴流式水电站建设周期短,投资小,收效快,淹没移民少,电站靠近城镇,有利于发挥地区兴建电站的积极性。
混流式水轮发电机 小型水力发电机(混流式)是介于冲击式和轴流式之间的一种中高水头水力发电机。
同时兼顾了高水头大压力,和低水头大流量的特点,适用于功率稍大,水头属于中-高之间。
混流式水轮发电机组结构紧凑,运行可靠,效率高,能适应很宽的水头范围,是目前应用最广泛的水轮机之一,大型混流式水轮一般应用于20-700M水头范围。