第一章 灯泡贯流式水轮机的结构
第一章灯泡贯流式水轮机的结构
灯泡贯流式水轮机是贯流式水轮机的主要类型之一。1919年初，美国工程师哈尔扎(Harza)首先提出其设计理念。经过瑞士爱舍维斯公司(Escher Wyss)公司近20年的研究，于1936年研制成功，并开始生产。该水轮机应用水头一般在25m以下，主要应用于潮汐电站，近年来逐渐应用到江河上的低水头电站。贯流式水电站是开发低水头水力资源较好的方式。它与中、高水头水电站和低水头立轴的轴流式水电站相比，具有如下显著的特点。
1．效率高、结构简单、施工方便
贯流式水轮发电机组从进水到出水方向基本上轴向贯通，不拐弯，流道尺寸大而短，过流通道的水力损失少，效率高，结构简单，施工方便。
2．尺寸小
贯流式水轮机有较大的比转速，所以在水头和功率相同的条件下，贯流式水轮机的直径要比转桨式水轮机的小10％左右。
3．土建投资少
贯流式水电站的机组结构紧凑，与同一容量的轴流转桨式机组相比，其尺寸较小，可布置在坝体内，取消了复杂的引水系统，可以减少厂房的建筑面积，减少电站的开挖量和混凝土用量。根据有关资料分析，土建费用可以节省20％～30％。
4．运行方式多
贯流式水轮机适合作可逆式水轮机运行。由于进出水流道没有急转弯，使水轮机发电和抽水均能获得较好的水力性能。它可应用于潮汐电站，具有双向发电、双向抽水和双向泄排水等6种功能。因此，很适合综合开发利用低水头水力资源。
5．见效快
贯流式水电站一般比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，有利于发挥地方兴建电站的积极性。
第一节贯流式水轮机的分类及简介
贯流式水轮机组按总体布置方式的不同可分为以下几种：
(1)全贯流式。
(2)灯泡贯流式。
(3)竖井贯流式。
(4)轴伸贯流式。
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(5)虹吸贯流式。
按运行工况不同可分为以下3种：
(1)单向贯流式。
(2)双向贯流式。
(3)可逆贯流式。
一般习惯按总体布置方式的不同来分类，而很少按运行工况分类，所以本节按总体布置方式的不同分类，介绍贯流式机组的类型。
一、全贯流式水轮机
全贯流式水轮机的流道平直，水流可沿轴向一直流过导叶、转轮叶片和尾水管，故称为全贯流式水轮机，也称为直线流动的水轮机——管型水轮机。由于全贯流式发电机转子布置在水轮机转轮的外缘，故称为轮缘贯流式水轮机，如图1—1所示。
世界上第一台贯流式水轮发电机是全贯流式水轮机，由瑞士爱舍维斯(EscherWyss)公司于1937年制造，并安装在德国的莱茵河上。单机容量．为1753kW，转轮直径为2．05m。经过若干次改进，目前单机容量最大的全贯流式机组也是由爱舍维斯公司制造，安装在加拿大的安纳波利斯电站，于1983年投产发电。该机组最大出力达20MW，转轮直径7．6m，最大应用水头7．1m。目前全世界已有100多台这类机组投入运行。由于全贯流式水轮机的发电机密封止水较困难，因此它在世界上应用不多，我国应用得更少。目前正在研制500kW的机组，已通过鉴定。正在运行的机组有1958年哈尔滨工业大学试制的功率为200kW的全贯流式水轮机，该水轮发电机组安装在黑龙江青年水电站：湖北白莲河水库渠首的机组容量为120kW，转轮直径1．2m，最大运行水头5m。
全贯流式水轮机的优点是：无传动轴、结构紧凑、便于整装，这可直接放在溢洪道内或大坝溢流段的下部闸墩内。因该机组的发电机布置在过流道以外的宽敞处，所以通风好，检修方便。当发电机布置在轮缘外时，转子飞轮力矩大，运行易于稳定。实际上这类机组的发电机转子和水轮机的转轮已经结合为一体，所以厂房跨度很小，可节省大量土建投资．
第二章灯泡贯流式水轮发电机的结构
灯泡贯流式水轮发电机由贯流式水轮机驱动。贯流式水轮机是一种带有固定或可调转轮叶片的轴流式水轮机的特殊型式，它的主要特征是转轮轴线采取水平或倾斜布置，并与水轮机进水管和出水管水流方向一致，整个机组置于水中。贯流式水轮发电机具有结构紧凑、重量轻的优点。发电机总体结构通常采用两支点悬吊型结构，发电机与水轮机共用一根主轴。发电机通风冷却系统通常采用径、轴向混合强迫通风冷却方式。灯泡贯流式水轮发电机主要包括定子、转子、泡头、组合轴承。位于水轮机的上游侧，泡头与定子相连，定子与水轮机座环相连，水轮机座环作为发电机定子及泡头的主要支撑。为增加机组刚度，防止振动，在泡头部分设有辅助支撑。转子为无轴结构，悬垂于水轮机主轴上。
第一节灯泡贯流式水轮发电机定子的结构
一、定子结构方式
目前，灯泡贯流式机组定子结构采用较普遍的结构方式，定于机座式结构方式和定子贴壁式结构方式。
1．定子机座式结构方式
该结构方式与一般立式机组相同。发电机定子铁心叠压成形后，通过螺栓将其固定在定子机座上，定子机座再同灯泡体外壁结合在一起，如图2—1所示。
这种结构方式的优点是定子机座机械强度高，运输中变形小，发电机定子安装容易，适用于直径大、发电机采用强迫通风密闭循环、冷却采用空气冷却器的通风冷却方式的发电机。
2．定子贴壁式结构方式
该结构方式与一般立式机组不同，省去了定子机座，利用灯泡体外壳作为发电机定子机座，要求机座壁与定子铁心接触良好，如图2—2所示。在机座内、外壁表面喷涂一层软质的传热材料，如铜、锡、铝等，使铁心热态膨胀时与机座壁充分贴紧，增加发电机贴壁结构的散热能力。由于定子铁心同灯泡体外壁结合在一起，可充分利用灯泡体的外壁将定子产生的热量直接传散到流道中的河水中，并可减小发电机和灯泡体外壳直径，缩小发电机组灯泡比，进一步优化过流条件，是一种经济、效率高的结构方式。但这种结构方式因定子机座利用了灯泡体外壳，必须加厚灯泡体外壳才能保
证其强度和刚度。同时，对定子安装技术也要求较高，对于定子发热后的变形，也要充分考虑。
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第三章灯泡贯流式水轮发电机辅助设备的结构及特点
第一节概述
灯泡贯流式水电站的主体设备为灯泡贯流式水轮发电机组。它的辅助设备有与机组配套的附属设备，如通风冷却系统、调节设备、油系统、压缩空气、技术供水、排水、水力监测设备等，这些辅助设备是为控制机组的启动、并网调整负荷，保持转速恒定、停机润滑、冷却、制动、水力参数的监测和防止飞逸等服务的，因此，辅助设备对保证水电站和水力机组的安全经济运行、机组出力和电能质量等方面起着决定性作用。水电站的容量越大，自动化水平越高，则辅助设备的内容越复杂，其作用也越重要。因此．研究辅助设备对水力机组、水电站及电力系统的影响，探讨各辅助设备系统的结构原理、运行、维护及检修等问题，是水电站动力设备系统技术工作的重要组成部分。
第二节灯泡贯流式水轮发电机的通风与冷却
水轮发电机的通风冷却方式与其发电机的结构方式有很大关系。发电机的通风冷却方式必须结合发电机组的结构来讨论。由于灯泡式水轮发电机组的直径小、转速低、λ值又很大，依靠发电机转子所产生的风压较常规水轮发电机低很多，本能满足通风冷却的要求，故不宜采用常规的自通风冷却方式，而需要采用具有外鼓风的强迫循环通风冷却方式。采用空气作第一冷却介质是绝大多数灯泡式发电机首选的冷却方式。空气将发电机产生的损耗带出成为热风，通过水空热交换器(水空冷却器)将空气冷却，冷风通过外鼓风吹入发电机。
一、灯泡贯流式水轮发电机的通风方式
灯泡贯流式发电机的通风方式通常采用以下3种方式。
1．轴向通风方式
该方式就是冷风只沿轴向流动，由轴流风机使冷风通过转子支架上的通风孔从上游侧流至转子的下游侧，然后进入发电机定子与转子之间，流经磁极端部、定子支架、磁极间气隙、磁极与定子间气隙、定子冲片齿上通风气隙等，在上游侧端部汇合后，通过空气冷却器进入轴流风机，达到对发电机转子、定子的冷却，完成密封空气的循环，如图3—1所示：这种通风方式的优点是定子铁心无径向通风沟，铁心长度可缩短，适用于定子铁心长度小于1．5m的发电机。
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2．轴、径向通风方式
该通风方式中，冷风沿发电机轴向、径向都有流动，在发电机定子、转子都设有径向风孔和轴向风沟，如图3—2所示。该方式是利用转子上能够产生径向风压的鼓风作用，加上轴向通风，使冷风比较均匀地在发电机内流动，通风效果较好，适用于定子铁心长度大于1．5m的发电机。
3．径向通风方式
径向通风方式中，冷风只沿发电机径向流动对发电机进行冷却，如图3—3所示。这种冷却方式与常规机组一样，主要是利用转子本身的元件(如风扇)产生径向风压，通过定、转子上的径向风孔让冷风流动。它的优点是发电机定子铁心结构简单，适用于转速较高的发电机组。近年来，径向通风方式有较大的发展，即利用转于支臂磁轭和磁极的风扇作用获得较高的负压，再通过磁轭上的径向风沟，将冷风吹入定子铁心，对发电机进行冷却。此方式称为磁轭风沟通风系统，它可以减小或完全省去外加电动鼓风机，提高发电机的效率。
第四章灯泡贯流式水轮发电机组的安装
第一节灯泡贯流式水轮发电机组安装概述
灯泡贯流式水轮发电机组是一种卧式水轮发电机组。由于该机型具有库区淹没小、建设时间短、效率高、投资小、收益快等优点而应用逐渐广泛。灯泡贯流式水轮发电机组按桨叶是否能操作可分为转桨式和定桨式两种。转桨式水轮机比定桨式水轮机安装复杂，本章主要介绍转桨式水轮发电机组的安装工艺，其基本的安装流程和方法亦可供定桨式水轮机安装时参考。
1．灯泡贯流式机组的基本安装程序
灯泡贯流式水轮发电机组因型号、容量、应用水头及生产厂家的不同，结构上有所区别，如单支腿支承、多支腿支承、两轴承结构、三轴承结构等。由于结构不同，安装方法也有所异。同时由于土建进度、设备到货情况、场地条件的不同也会有所变化。但是，灯泡贯流式水轮发电机的基本结构大同小异，安装的程序也基本相同。施工队伍要充分利用施工条件和设备，先进行基础埋设，大部件组装，然后将已组装好的大件按顺序吊人机坑进行安装。贯流式水轮机组的安装大致按以下3部分进行：
(1)埋设部分的安装。灯泡贯流式水轮发电机组的埋设部分包括尾水管里衬、外(内)管形壳(座)、灯泡头下支撑基础板、侧向支撑基础板、墩子盖板、发电机吊装孔框架、接力器支墩基础、管路埋设等，如图1—21所示。
(2)转动部分的安装。包括水轮机转轮、发电机转子、主轴及主抽内的操作油管等。为了便于安装，将部分非转动部分小部件，如组合轴承、水导轴承、支持环和导水锥等组装在主轴上吊装。
(3)非转动部分的安装。包括发电机顶罩(灯泡头、中间环、进入竖井及踏板等)、受油器、定子、支持环、组合轴承、水轮机导轴承、导水机构、转轮室及机组附属设备等。
2．灯泡贯流式机组安装的一般要求
(1)设备在安装前应进行全面清扫、检查。对重要部件的尺寸及配合公差应进行校核。厂家预装设备，应进行分解检查、清扫并作相关试验。
(2)设备组装时，设备分瓣组合面和安装法兰面均应进行清洗、除毛刺、去高点等工作。安装时组合面应按要求涂密封胶，组合面和法兰面间隙用0．05mm塞尺检查，且不能通过。组合面允许有局部间隙，用0．10mm塞尺检查，深度不应超过法兰宽度的1／3，总长不超过周长的20％。连接螺栓和销钉周围不应有间隙。组合缝处安装面错牙不超过0．10mm。定子上、下游端面法兰组装后，应根据实际情况进行水压渗漏试验。
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(3)M42及以上螺栓应进行仔细检查、清洗及试装。检查螺栓螺纹有无损坏及不良现象，如有损坏，应根据厂家意见进行处理。安装时，细牙螺纹应涂润滑剂。连接螺栓应对称并分次均匀紧固。对有预紧力要求的螺栓，其实际预紧度与设计偏差不得超过+10％。采用热把合工艺紧固的螺栓，应在室温时抽查20％左右。螺栓、螺母、销钉均应按设计要求锁定或点焊牢固。各部件安装定位后，应按设计要求钻销钉孔。
(4)同类部件或测点在安装记录里按顺序编号，对固定部件，应从+X开始，顺时针进行编号；对于转动部件，应从对应于转子磁极引出线位置开始，除盘车轴上测点为逆时针外，其余均应顺时针编号。以上与制造厂不同的，应遵照厂家规定执行。
(5)机组安装用坐标应按制造厂规定坐标进行。测量中心用的钢琴线直径一般为0．3～0．4mm，其拉应力不小于1200MPs。
第五章灯泡贯流式水轮机的检修内容及质量标准
第一节灯泡贯流式水轮机的检修类别
为使机组具有很高的运行可靠性，确保其经常处于良好的工作状态，减少临时性的检修，必须对机组进行有计划的检查和修理，以便及时发现问题，消除隐患。
通常将检修工作分为4类，见表5—1。
1．维护检查
维护检查是在机组不停机的情况下进行的经常性的维修工作，目的是消除和防止机组运行过程中可能发生的故障。该项工作根据机组运行状况可酌情增加次数。
2．小修
小修在机组停机状态下进行．通常是为㈠目除平时维护检查中已发现的、但因各种原因尚未处理的设备缺陷，并对机组进行必要的例行检查和清扫，使机组保持良好状态。通过小修，能了解机组各部件的实际状况，为大修项目的编制提供依据。
3．大修
对于灯泡贯流式水轮机，大修是在水轮机不吊出的情况下进行，主要进行下述工作：
(1)全面地消除平常运行中已出现的、经小修仍无法予以消除或因各种条件限制尚未处理的设备缺陷(包括水轮机转轮就地解体检查处理)。
(2)按规定进行各部件的检查调整工作，使各项技术参数处于最理想状态。
(3)对各部件进行全面的维护性保养(如清扫、清洗、除锈刷漆，加注润滑汕等)。
(4)修补处理被气蚀破坏的水轮机及其他过流部件。
4．扩大性大修
扩大性大修要求全面、彻底地检查机组每一部件(包括埋设部件)的结构状况及其技《数据．并按规定标准进行处理。这是一种为消除水轮机运行过程中发生的重大设备缺陷或自于零部件的严重磨损、损坏．导致机组性能和技术指标下降的修复工作。扩大性大修
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要吊出水轮机转轮，通常要将水轮机及导水机构进行解体、拆卸，检查修复所有被损坏的零部件，有时还要进行较大的技术改造工作。
扩大性大修可分为3个阶段；大修准备阶段、修理阶段和大修后的检查试验阶段。
为提高扩大性大修的目的性和针对性，确保其优质高效，首先要求在大修准备阶段，必须了解设备设计、制造、安装、运行中的问题，如结构的合理性，安装质量，以往大修后的质量和存在的问题，运行过程中各部的振动、摆度、噪音、温升等情况。其次要明确本次大修工作需主要解决的问题，制定大修计划表，然后做好检修工具、材料、备件、检修用设备、场地准备及人员安排等工作。
检修阶段应严格按照大修计划和质量标准进行。
检查、试验阶段是在大修完后对修过的部件进行综合性质量检查，并通过一系列试验及试运行检查水轮机运行状况，以确保检修质量。
第二节灯泡贯流式水轮机的检修项目及质量标准
灯泡贯流式水轮机的检修项目和质量标准，见表5—2～表5—4。
第六章灯泡贯流式水轮机转轮的大修
第一节灯泡贯流式水轮机转轮大修的判定
贯流式水轮机转轮一般不需大修，仅在下列情况下考虑进行：
(1)导叶、轮叶协联关系被破坏，且经仔细检查分析，排除了调速器电气控制回路(包括导叶、轮叶反馈传感器)故障、导叶接力器及调速环故障、受油器及操作油管路故障，诸多现象均证实轮叶内已串压时。
(2)轮叶操作不平稳，有串动现象时。
(3)轮叶操作不到位，行程达不到设计要求时。
(4)制造厂家有特殊要求时。
第二节灯泡贯流式水轮机转轮大修前的准备
在转轮大修前，应做好下列准备工作：
(1)落下进、尾水闸门，流道排水。
(2)调速器液压系统泄压、排油。
(3)高位轮毂油箱及受油器排油后，将轮毂排气孔转至朝上位置。
(4)测量转轮室与轮叶之间的间隙并做好记录。
(5)准备好吊具、用具(包括工具、测量仪器具等)及备件材料。
第三节转轮大修的方式、步骤和方法
灯泡贯流式水轮机转轮，其类型按操作方式来划分，有缸动式、活塞套筒式、操作架式等，见图6—1和图6—2。因其基本的检修工艺方法大致相同，故以缸动式转轮的大修来加以说明。
贯流式水轮机转轮的大修视情况可拆卸吊出至安装场进行，亦可在水轮机室内现场进行，考虑到各水电站在现场进行检修居多，故以现场检修为例来说明。
缸动式水轮机转轮现场大修大致按下述步骤进行。
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(1)视情况考虑是否拆除水轮机室上部。为方便转轮的检修及安装，转轮室通常由上下两部分组成。如存在可能要将大型部件吊出加工处理，或因现场施工场地狭窄不便展开工作等情况时，可拆除其上部。
(2)在转轮室搭设脚手架工作平台。
(3)用铝楔板在轮叶的两面把轮叶楔住，以防止转轮转动。
(4)拆卸尾水管上部的吊点堵头，将专用吊梁、滚轮及链条葫芦装好，在尾水管末端装设手扳葫芦。
(5)在泄水锥端盖中心位置焊接一个大小适当的螺帽，或用圆钢做成的圆环，在泄水锥适当位置焊接一个吊环(其大小根据泄水锥重量确定)。
(6)用链条葫芦吊住泄水锥后，拆卸泄水锥与轮毂连接的内六角螺栓。
(7)将尾水管末端的手扳葫芦与泄水锥端盖上的螺帽(或圆环)连接，将泄水锥退出接力器导杆，并落至尾水管作防腐处理。
(8)检查接力器、导叶及导杆轴套的磨损情况，视情况加以处理。
(9)打开关闭腔和开启腔的排气孔，排除操作油管和活塞缸内的积油。
(10)拆卸接力器导杆与活塞缸连接的所有螺栓，取下导杆。
(11)取下轮毂油管固定压板。
(12)做好标记，拆卸活塞缸盖与活塞缸体的所有连接螺栓，用两个与螺栓孔适配的吊环旋+x方向螺栓孔内，用链条葫芦旋出并放至尾水管。
(13)将轮毂油管旋出并放至尾水管。
(14)拆卸操作油管与活塞连接的所有螺栓，将操作油管旋出并落至尾水管。
(15)均匀分8点用塞尺测量活塞与缸体之间的间隙，并作好记录。
(16)拆除活塞与油缸筒的所有螺栓。
(17)制作专用拉马，将活塞拉出缸体，并落放至尾水管。拉出过程中在接近出缸体时要使用吊环和链条葫芦带住活塞，要特别小心地保护活塞工作面，防止与缸体碰撞。
(18)做好清洗，测量检查前的各项准备工作，包括清理场地，设置通风设施、照明，准备好各种清洗及检查测量用的材料、工器具等，并做好防火措施。
(19)用汽油清洗缸体及活塞、导杆、油管等。
(20)检查活塞及活塞缸体内壁的磨损和硬头情况，记录好分布位置，必要时作拓印或摄影。
(21)检查活塞环的磨损情况，测量活塞环的张量，检查两活塞环开口应在对应的180°位置。必要时可取出活塞环检查、测量及修磨。
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第七章灯泡贯流式水轮机导水机构的检修
第一节导水机构的检修分类、时间间隔及主要内容
1．检修的分类
灯泡贯流式水轮机导水机构包括内外配水环、导叶及接力器、调速环、拐臂及连杆等。导水机构的检修按性质亦可分为3类：小修、大修、扩大性大修。
2．检修的时间间隔
(1)小修间隔。每年为汛前或汛后，2次／年。
(2)大修间隔。新投产机组通常为3—4年／次；以后可根据运行经验和机组实际运行状况确定。
(3)扩大性大修间隔。视导水机构运行状况决定。
3．检修的主要内容
(1)小修的主要内容。调速环与外配水环间隙的检查；检查密封盘根；加注润滑脂；检查导叶拐臂及连杆是否正常，检查所有的连接螺栓是否有松动现象；检查接力器与调速环的动作是否灵活，有无卡涩现象；消除正常运运行时已发现但尚未能处理的缺陷。
小修时流道一般不排水，故需做好防止机组转动的措施。
(2)大修的主要内容。导叶端面及立面间隙检查及处理；调速环与外配水环间隙的检查及调整；滚珠轴套磨损情况检查及处理；导叶球铰轴承(尼龙轴套)局部更换；导叶及流道汽蚀处理；接力器的检查及调整等。
所有大修项目均在现场进行，无需将导水机构解体吊至安装场。
(3)扩大性大修系指检修项目要求将导水机构解体并吊至安装场才可进行的项目。主要内容有：导叶需大面积的进行气蚀处理或因泥沙严重磨损需整体更换；导叶球铰整体磨损较严重，大部分需更换；机组需整体扩大性大修。
第二节导水机构扩大性大修的检修工艺及标准
1．导水机构大修前的准备(包括安全措施)
(1)机组停机，关闸，流道排水。
(2)调速器液压系统泄压，排油。
(3)轴承润滑油系统排油。
(4)轮毂油系统排油。
(5)测量转轮室与轮叶之间的间隙并做好记录。
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(6)在转轮室下方搭设脚手架平台，高度以略低于转轮室分半线为宜。
(7)在安装场准备好放置转轮的钢支墩。
(8)准备好吊具、工器具，枕木及各种备件材料。
2．导水机构大修的步骤和方法
灯泡贯流式机组导水机构结构和布置型式很多，如接力器有单接力器与关闭重锤组合在一起的型式(湖南省南津渡水电站)、双接力器与水平成45°夹角的布置型式(湖南省马迹塘电厂)、双接力器垂直布置型式(湖南慈利城关电站)等。导叶与调速环的操作连杆，亦有两端均为球铰的普通连杆连接方式(带剪断销及剪断破断信号装置)、液压连杆与挠性连杆相间布置的方式、安全弹簧式连杆机构连接方式。
灯泡贯流式机组导水机构与立式机组的导水机构相比较最大的不同是其导叶为锥形。
由于灯泡贯流式机组导水机构结构及布置方式的不同，决定了其检修工艺步骤其方法亦有很大的不同。下面以其扩大性大修为例，说明其检修的具体步骤及工艺方法。
(1)拔除所有销钉，拆除水轮机室上半部与外配及尾水管的所有连接螺栓，用行车将其吊至安装场(此前要先行拆除伸缩节)。
(2)用高压油泵将转子顶起后，将水轮机转轮转至排油孔朝下位置，打开油封，排除轮毂油。
(3)拆除转轮泄水锥并放置尾水管内。
(4)安装防止轮叶转动的专用工具(制造厂家提供)、专用吊具及调整用具，如图7—1所示。
(5)拆除轮毂油管和操作油管(拆除前要先拆除受油器)。
(6)用行车主钩与专用吊具连接并调控好受力，用液压联轴器拆除转轮与大轴法兰的连接螺栓。
(7)将转轮吊至安装场预置的钢支墩上。
(8)拆除转轮室下部与外配水环及尾水管的连接螺栓，将下半部转轮室吊至安装场。
(9)用行车小钩吊住接力器后拆除其与调速环的连接螺栓及地脚螺栓，将其整体吊至安装场。
(10)拆除导叶开度反馈传感器。
(11)在内配水环内侧拆除所有的导叶下部轴承套。
(12)通过外轴套的3个调整螺钉提起导叶，取下导叶与外配水环间的非金属垫片，并使导叶端面紧靠在外配水环的内表面。
(13)安装吊具及调整工具。
(14)拆除所有的外配水环与座环(管壁座)的连接螺钉及定位销钉。
(15)将导水机构整体吊至安装场预置的支墩上，顺桥吊大车运行方向按与座环(管型座)法兰连接的法兰面朝下的位置落人支墩上，如图7—2所示。
(16)安装导叶下端临时支撑；调整外配水环的水平，使出水边法兰(上方)的水平度不大于0．2mm／m。
(6)在转轮室下方搭设脚手架平台，高度以略低于转轮室分半线为宜。
(7)在安装场准备好放置转轮的钢支墩。
(8)准备好吊具、工器具，枕木及各种备件材料。
2．导水机构大修的步骤和方法
灯泡贯流式机组导水机构结构和布置型式很多，如接力器有单接力器与关闭重锤组合在一起的型式(湖南省南津渡水电站)、双接力器与水平成45°夹角的布置型式(湖南省马迹塘电厂)、双接力器垂直布置型式(湖南慈利城关电站)等。导叶与调速环的操作连杆，亦有两端均为球铰的普通连杆连接方式(带剪断销及剪断破断信号装置)、液压连杆与挠性连杆相间布置的方式、安全弹簧式连杆机构连接方式。
灯泡贯流式机组导水机构与立式机组的导水机构相比较最大的不同是其导叶为锥形。
由于灯泡贯流式机组导水机构结构及布置方式的不同，决定了其检修工艺步骤其方法亦有很大的不同。下面以其扩大性大修为例，说明其检修的具体步骤及工艺方法。
(1)拔除所有销钉，拆除水轮机室上半部与外配及尾水管的所有连接螺栓，用行车将其吊至安装场(此前要先行拆除伸缩节)。
(2)用高压油泵将转子顶起后，将水轮机转轮转至排油孔朝下位置，打开油封，排除轮毂油。
(3)拆除转轮泄水锥并放置尾水管内。
(4)安装防止轮叶转动的专用工具(制造厂家提供)、专用吊具及调整用具，如图7—1所示。
(5)拆除轮毂油管和操作油管(拆除前要先拆除受油器)。
(6)用行车主钩与专用吊具连接并调控好受力，用液压联轴器拆除转轮与大轴法兰的连接螺栓。
(7)将转轮吊至安装场预置的钢支墩上。
(8)拆除转轮室下部与外配水环及尾水管的连接螺栓，将下半部转轮室吊至安装场。
(9)用行车小钩吊住接力器后拆除其与调速环的连接螺栓及地脚螺栓，将其整体吊至安装场。
(10)拆除导叶开度反馈传感器。
(11)在内配水环内侧拆除所有的导叶下部轴承套。
(12)通过外轴套的3个调整螺钉提起导叶，取下导叶与外配水环间的非金属垫片，并使导叶端面紧靠在外配水环的内表面。
(13)安装吊具及调整工具。
(14)拆除所有的外配水环与座环(管壁座)的连接螺钉及定位销钉。
(15)将导水机构整体吊至安装场预置的支墩上，顺桥吊大车运行方向按与座环(管型座)法兰连接的法兰面朝下的位置落人支墩上，如图7—2所示。
(16)安装导叶下端临时支撑；调整外配水环的水平，使出水边法兰(上方)的水平度不大于0．2mm／m。
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水轮机接力器的开启腔和关闭腔两腔压力油通过受油器从静止油管输送到旋转的压力油管。活塞缸动式水轮机接力器除了开启腔和关闭腔两腔压力油外，还有轮毂油通过受油器从静止的油管输送到旋转的操作油管。活塞缸动式水轮机接力2S位于水轮机的轮毂内，接力器缸外充满以防尾水渗进水轮机轮毂的压力油。因此，活塞缸动式水轮机有水轮机桨叶接力器开启腔、关闭腔和轮毂油三种压力油要从静止的管路输送到旋转的接力器中。
由于厂家不同，受油器的结构多种多样，但工作原理基本相同。这里介绍一种典型受油器的工作原理。如图8—1所示，受油器一般由固定支架、外壳、浮动瓦座、发电机延伸轴或发电机小轴(包括轮叶开启腔供油管、轮叶关闭腔供油管、轮毂供油管)、圆形顶筒、漏(排)油管等组成。
受油器支架固定在灯泡头的平台上，本体用螺栓与支架连接。浮动瓦及瓦座装在受油器本体内，是静止的，但允许径向产生微小的位移。如图8—2所示是浮动瓦及瓦座结构图，瓦座上镶有4道巴氏合金瓦，形成开启和关闭两个腔，操作压力油通过操作油管分别进入到浮动瓦的两个腔，再通过发电机小轴上的孔进入小轴中的套管。发电机延伸轴又称发电机小轴，为单法兰轴，固定在大轴的法兰上。其内部结构是由3根不同管径的油管同心相互套合，相对静止，形成相互密封、互不相通的3层油管。中间的一根油管是轮毂的供油管，可将高位轮毂油箱的油通过受油器输送到轮毂，以防尾水渗入轮毂。此油管兼做桨叶开度的回复杆，传递轮叶开度。另外的两根油管是桨叶接力器操作油管，分别与桨叶接力器关闭腔和开启腔相连，操作桨叶的压力油通过受油器输送到桨叶接力器，控制桨叶的开度。
第九章灯泡贯流式水导轴承的检修
导轴承包括水轮机导轴承(简称水导轴承)和发电机导轴承<简称发导轴承)，灯泡贯流式机组的导轴承一般采用两半组合的稀油润滑筒式导轴承。稀油润滑筒式导轴承的检修项目有轴承拆装、间隙测定、轴瓦刮研及轴瓦故障处理等。
第一节灯泡贯流式水导轴承的拆装
1．水导轴承拆卸前的准备
(1)方案和计划。轴承检修前，先应有一个完整的拆卸计划和步骤，以便拆卸工作顺利进行。
(2)工具准备。准备吊装工具、刮刀及常用工具。
(3)安全措施布置。拆卸前应做好所有的安全措施。投入机械锁定，防止在拆卸过程中发电机转子转动；切断至水导轴承的油源、测温装置、测
速装置及飞摆中继阀等二次电源；将高位轴承油箱和水导轴承中的油排净；切断飞摆中继阀的调速器液压系统油源。
2．水导轴承外围设备的拆卸
拆卸测温装置、测速装置、电流互感器的碳刷和刷架、飞摆中继阀等装置及其二次线。拆卸轴承油管、轴保护套、上游侧端盖和下游侧端盖等。
3．水导轴承的拆卸检查
拆卸水导轴承上、下游侧端盖，检查水导轴承与轴颈4～8点的间隙，并做好记录。
在主轴密封处的X、y轴方向各装一块百分表，并读数记录。
用专用设备顶起大轴0．1mm左右，并做好防上大轴下落的安全措施。
拔出水导轴承体连接法兰面的定位销，按位置编号并记录。拆除水导轴承体连接法兰面的连接螺栓后，吊出上半部分。
拔出水导轴承体下半部分与扇形支撑法兰面的定位销，按位置编号并记录。在水导轴承的两侧各挂一个与其重量相应的手拉葫芦，用尼龙绳或套胶管的钢丝绳交叉与水导轴承体下半部连接。拆卸扇形支撑法兰面的连接螺栓，小心顺着轴颈转至轴颈的上部，然后吊出检查。注意在拆卸过程中不要损伤轴瓦和轴颈。
清扫轴瓦后，检查是否有脱壳现象、磨损和损坏情况，检查轴颈是否有毛刺，用专用外径千分尺测量轴颈的椭圆度。
根据拆卸前后的检查结果对水导轴承进行检修处理。
4．水导轴承的安装
水导轴承的安装过程是拆卸的逆过程。由于筒式轴瓦是一个整体，不能通过调整轴瓦
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来调整轴瓦与轴承的间隙，所以当轴承中心位置由机械轴线调整计算决定下来后，在转轮侧设表监视，安装时不得碰及主轴。导轴承的安装技术数据应符合厂家或规范要求。
第二节筒式导轴瓦的间隙测量与调整
1．轴颈和轴瓦的间隙测量
筒式导轴瓦在刮削以后应检查及调整轴瓦与轴颈的间隙。当主轴在水平位置时，将导轴瓦组装在轴上并用塞尺检查径向间隙，轴瓦底部应无径向间隙；顶部的径向间隙应符合设计要求，两侧的径向间隙应相同并等于顶部径向间隙的一半。若从轴瓦两端检测，所测得的径向间隙应基本一致，最大偏差不得大于总间隙的10％。如果用塞尺测量不方便，可在组合时可用压铅法进行测量。
轴颈和轴瓦的间隙测量通常也采用压铅法。用直径1～1．5mm，长约30～40mm的铅丝放置在轴颈和轴瓦的顶部之间，以及上、下半轴瓦接合平面处，如图9—1所示，然后装上轴承盖，并拧紧螺栓，压扁铅丝。拆除轴承盖，取出已压扁的铅丝，用内径千分尺测
第十章灯泡贯流式水轮机主轴密封的检修
以管形壳为主要支撑结构的灯泡机组，常采用水轮机和发电机共轴的结构形式。其上游侧与发电机转子相连，下游侧与转轮连接，两端均为悬臂形式。
为防止流道中的水通过静止与转动部分结合面的间隙大量流入管形壳，在转轮与内管型壳之间均需设置密封装置，通常称为主轴密封。
主轴密封一般分工作密封与检修密封。工作密封在机组正常运行时使用；检修密封在设备检修特别是需要维修工作密封时才投入使用。
灯泡贯流式机组的主轴密封有多种结构形式，如图10—1～图10—3所示。受篇幅限制，在此以引进奥地利VIET公司灯泡贯流式机组主轴密封为例，说明该型机组主轴密封检修的工艺方法。
由图10—3可见，该型机组主轴密封由梳齿密封、检修密封和单层橡胶平板密封三部分组成，梳齿密封在减少漏水量上起着主要作用，同时也可减轻泥沙及污物对密封面的破坏。
在梳子密封后装有检修密封，它是一种丁晴橡胶制成的空气围带，当单层橡胶平板密封需要检修时，可通过一个转换三通阀接通0．2MPa的压缩空
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气气源投入该密封。橡胶围带在压缩空气的作用下发生膨胀而紧密地挤压在大轴法兰面上，这样可省去流道排水工作。
单层橡胶平板密封由橡胶平板、橡胶平板压环、抗磨环等组成。橡胶平板采用耐磨的丁晴橡胶制成，用压环固定在护轴环上，由调整垫圈调整
固定。橡胶平板与密封环的摩擦面由渗漏水冷却和润滑。
在安装调整垫圈时，需将水轮机大轴往上游方向推，使反推力环与反推力瓦接触，然后安装橡胶平板，再测量主轴法兰端盖与橡胶平板之间的间隙。根据测量结果和设计间隙确定垫圈的加工厚度。
第一节灯泡贯流式水轮机主轴密封的解体检修
(1)停机，流道排水。
(2)拆卸凸缘密封(端面密封)盖板并吊出。
(3)拆卸密封环，取出调整垫环及橡胶密封圈。
(4)拆卸密封罩，并取出橡胶密封圈。
(5)检查密封环与橡胶密封环的磨损情况，视情况加以处理。
(6)拆除检修密封的环形盖板，取出橡胶密封圈。
(7)取出检修密封的橡胶围带进行检查处理。
如只需检查处理凸缘密封，则只要进行上述程序的(2)、(3)、(5)项即可，且不要流道排水，此时须注意的是要将检修密封投入。
第十一章灯泡贯流式水轮发电机的
检修内容及质量标准
水轮发电机组是长期连续运行的设备，随着运行时间的增长，其零部件必然磨损，再加上气蚀、泥沙磨蚀、振动等破坏因素的作用，机组的运行性能势必不断下降，各种事故和故障也会相继发生。要保证水轮发电机组在运行中安全可靠地发电，使机组长期高质量地运转，就必须使机组处于良好的工作状态，严格按照规章制度办事，做到有目的、有计划地进行检修工作，以便及时发现问题，消除隐患，防止事故停机。只有高水平、高质量的检修工作才能确保水轮发电机组的安全运行。
发电设备检修工作必须坚持以下原则：
(1)主要发电设备的检修工作计划应报请主管单位统一筹划、统一安排，以免影响电网供电。
(2)坚持质量第一，切实做到应修必修，修必修好。
(3)努力缩短检修工期，减少耗用工时，合理延长检修间隔。
(4)结合设备检修要贯彻挖潜、革新、改造的方针，不断提高检修质量。
(5)勤俭节约，努力修旧利废，减少材料消耗。
(6)安全生产，设备检修中要防止和杜绝发生重大人身、设备事故，减少一般性事故。
第一节灯泡贯流式水轮发电机的检修类别
水轮发电机组从安装到投入运行初期，零部件之间尤其是轴与轴承之间，有一个互相磨合、逐步适应的过程，这一期间发生的事故较多，但事故发生的趋势呈递减态势；转入机组正常运行期后，零部件磨损比较平稳、缓慢，发生事故的几率也明显减少；进人机组设备老化期，零部件的磨损累积到相当程度及易遭到破坏，从而导致事故不断增加呈现上升趋势，造成机组无法正常运行。
根据上述规律结合灯泡贯流式水轮发电机组的特点，检修性质分为预防性的定期检修、预测性的适时检修、事故检修。由于对灯泡贯流式机组的检修项目、内容、检修时间间隔、停用日等，目前我国尚无这方面的规程规范，暂参照原水利电力部颁发的SD230—1987《发电厂检修规程》执行。
一、预防性定期检修
这种检修制度是目前中小型电站普遍采用的办法，是一种预防性的检修，如果周期安排得当，在机组正常运行的末期安排大修，就可避免重大事故和严重损坏。该检修制度简
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单、方便，但带有一定的盲目性，机组可能到了大修期时损坏尚轻，也可能未到大修期损坏已经很严重，对具体机组检修的针对性不强。定期检修按工作内容和要求不同分为：维护检查、小修、大修、扩大性大修。大修、扩大性大修应安排在枯水期，小修则在汛前和汛后进行1．维护检查
维护检查是在机组运行不停机的情况下进行的、经常性的维修工作，主要内容是检查运行情况，测量、记录某些参数以及必要的清洗、切换、
润滑等工作。其目的是掌握机组的日常运行情况，及时消除和防止机组运行过程中可能发生的故障。
2．小修
小修一般在停机状态下进行，是针对机组某个局部而进行的拆卸、检修工作。大部分是发生了设备故障或事故需立即处理的项目，或有目的地检修或修理机组某一重要部件。通过小修，能了解和掌握被修部件的使用情况，为编排大修项目提供了依据。小修每年1～2次，标准项目小修时间为5～7天。
3．大修
大修是全面地检查机组各组成部分的结构及其技术数据，主要是为了解决运行中出现并经小修无法予以消除的严重设备缺陷，更换已到期或需要更换的零部件，并按照规定的数值进行调整、试验工作。这步工作往往在不吊出水轮机转轮的情况下进行。不进行机组解体，只是局部拆修。拆卸部件多少视机组设备损坏的程度而定。灯泡贯流式水轮发电机组大修间隔，多泥沙水电站为3—4年，非多泥沙水电站为4～6年。
灯泡贯流式机组安装于流道内，由于结构方面的原因，机组内部空间位置较小、技术要求较高，必须有专用的检修工具。因此，检修停用日数较常规机组要长一些，标准项目大修停用日可参照40～45天考虑，具体时间各电厂根据各自具体情况、检修项目、工作量大小、技术复杂程度等自行决定。
4．扩大性大修
扩大性大修是全面、彻底地检查机组每一部件(包括埋设部件)的结构及其技术数据，并按规定数值进行处理。这是一种为消除运行过程中由于零部件的严重磨损、损坏，导致整个机组性能和技术经济指标严重下降的机组修复工作。扩大性大修要吊出发电机转子和水轮机转轮。通常要将机组进行解体、拆卸，检修所有被损坏的零部件，有时还要进行较大的技术改进工作，协调机组各部件和各机构间的相互联系，修复和改造机组的某些部件，提高机组运行性能。
机组的扩大性大修可分为3个阶段：大修准备阶段；修理阶段和大修后的检查、试验阶段。
在大修准备骱段，首先必须了解设备设计、制造、安装，运行中的问题，如设备结构的合理性、原机组的安装质量、以往大修后的质量和问题、机架振动、摆度、温升等情况；其次要明确本次大修工作主要处理问题，制定大修计划表，然后做好检修工具、材料、备件、检修用设备和场地布置等准备工作。
检修阶段按照大修计划和质量标准进行。
检查、试验阶段是在大修完后，对机组检修过的部件进行质量检查，通过试运转检查
第十二章灯泡贯流式水轮发
电机检修前的准备
第一节灯泡贯流式水轮发电机检修前材料的准备
发电机检修材料繁多，就其性能和用途大体可分为导电材料、磁性材料、绝缘材料、结构材料。了解和掌握常用材料的性能和用途，并作一定数量的储备，对保证检修的进度，及时处理设备的缺陷等十分重要。
一、导电材料及其焊料
水轮发电机定子和转子绕组的导电材料，基本上均为纯铜加工的型材。它的特点是：具有较高的导电性和导热性；具有适当的机械强度；不易氧化和腐蚀；具有良好的延展性，便于弯制加工和焊接；电阻随温度的升高而增大。导电材料按其性能、结构、制造工艺及其使用特点，又分为3大类：裸电线和裸导体制品、电磁线、橡胶及塑料电线电缆。
1．裸电线和裸导体制品
因为这类产品只有导体部分，没有绝缘和护层结构，所以称为裸电线和裸导体制品。按产品的形状和结构；分为圆单线、软接线、型线和裸绞线等4种。水轮发电机常用的是前3种。
(1)圆单线。主要是给各种电线电缆作导电线芯用，也町直接作为产品。常用材料规格见表12—1。
(2)软接线。凡是柔软的铜绞线和各种编织线都称为软接线。
(3)型线。是非圆形截面的裸电线。常用的型线见表12—2～表12—6。
2．电磁线
作为绕组或元件的绝缘导线，由于导线外面有绝缘材料，因此电磁线根据绝缘材料的耐热等级及导线截面形状进行分类。
(1)漆包线。常用的漆包线见表12—7。
(2)玻璃丝包线。常用的玻璃丝包线见表12—8和表12—9。
水轮发电机绕组接头焊接均采用钎焊法。钎焊法的优点是：焊料熔化温度远比母材低，焊接过程中并不熔化损坏，仅使焊料密实填充于母材接
全贯流式水轮机基本结构
贯流式水轮机基本结构 一、贯流式水轮机的特点 贯流式水轮机是开发低水头水力资源的一种新型机组，适用于25m以下的水头。这种机型流道呈直线状，是一种卧轴水轮机，转轮形状与轴流式相似，也有定桨和转桨之分，由于水流在流道内基本上沿轴向运动不拐弯，因此较大的提高了机组的过水能力和水力效率。 此外，与其它机型相比，它还有其它一些显著特点： （1）从进水到出水方向轴向贯通形状简单，过流通道的水力损失减小，施工方便，另外它效率较高，其尾水管恢复功能可占总水头的40%以上。 （2）贯流式机组有较高的过滤能力和比转速，所以在水头与功率相同的条件下，贯流式的要比转桨式的直径小10%左右。 （3）贯流式水轮机适合作了逆式水泵水轮机运行，由于进出水流道没有急转弯，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六种功能，很适合综合开发利用低水头水力资源，另外在一般平原地区的排灌站上可作为可逆式水泵水轮机运行，应用范围比较广泛。 （4）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。 二、贯流式水轮机的分类 根据贯流式水轮机机组布置形式的不同可将其划分为以下几种形式： 1．轴伸贯流式 这种贯流式水轮发电机组基本上采用卧式布置，水流基本上沿轴向流经叶片的进出口， 出叶片后，经弯形（或称S形）尾水管流出，水轮机卧式轴穿出尾水管与发电机大轴连接，发电机水平布置在厂房内。 轴伸贯流式机组按主轴布置方式可分成前轴伸、后轴伸和斜轴伸等几种，如图7-1所示。这种贯流式机组与轴流式相比没有蜗壳、肘形尾水管，土建工程量小，发电机敞开布置，易于检修、运行和维护。但这种机组由于采用直弯尾水管，尾水能量回收效率较低，机组容量大时不仅效率差，而且轴线较长，轴封困难，厂房噪音大都将给运行检修带来不方便。所以一般只用于小型机组。 2．竖井贯流式 这种机组主要特点是将发电机布置在水轮机上游侧的一个混凝土竖井中，发电机与水轮机的连接通过齿轮或皮带等增速装置连在一起如图7-2所示。
灯泡式贯流机组定子线棒端部破裂分析参考文本
灯泡式贯流机组定子线棒端部破裂分析参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
灯泡式贯流机组定子线棒端部破裂分析 参考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1 概况白石窑水电厂位于北江干流英德市望埠镇 境内，是北江干流梯级开发的第二级，为日调节电厂，装 有四台灯泡贯流机组，机组采用扩大单元接线。单机容量 18MW，设计水头9.37m，额定转速88.2r/min，定子直 径5.8m，绕组为波型绕组，357槽，导线为MYSRE-1双 玻璃丝包聚酰亚胺扁铜线绕成，F级绝缘。定子端部为高阻 半导体玻璃丝带包扎，导入绝缘盒，注入环氧树脂进行热 固化处理成型。四台机组分别于1997年4、11月、1998 年8月、1999年2月相继并网投入运行。投产几年后，四 台发电机定子端部绝缘盒发生了不同程度的破裂，还发生 过两次线棒绝缘击穿短路事故。
2 定子端部破裂情况 1号水轮发电机纵差、横差和转子一点接地保护动作，机组突然甩负荷，出线真空开关、灭磁开关、励磁开关相继跳闸，值班员下灯泡头观察，发现烟雾很大。试验人员摇测定子绝缘电阻为零，进入转子室检查发现上游侧下端部有一处绝缘击穿。经过对线棒烧伤痕迹和绝缘表面氧化物彻底打磨干净，用棉布蘸酒精进行清理，重新包上高阻半导体玻璃丝带，套上新的绝缘盒，并在绝缘盒朝上开一个大孔，以方便灌注环氧树脂，朝里端开口用腻子仔细封堵严，以防胶体流出，然后从上端开孔处慢慢注入环氧树脂。处理后测得绝缘电阻为4.17MΩ,吸收比1.8。 4号水轮发电机开机并网后，负荷增至18MW时，出现发电机差动信号继电器动作，4号机电气事故停机，后经相关技术人员试验检查发现4号机上游侧定子线圈端部有两个绝缘盒明显击穿，并按上述方法作了同样处理。
灯泡贯流式机组运行与检修(刘国选)
内容简介： 本书是应越来越多的从事灯泡贯流式水轮发电机组的安装、检修及运行工作人员的要求，由有多年该型机组安装、检修及运行经验的专家根据我国灯泡贯流式水轮发电机组的现场运行实践，辅之必要的理论知识，参考有关资料精心编写而成。 全书共二十章，从灯泡贯流式发电机组的结构开始，分别介绍了该机型的安装、检修内容，工艺方法及质量要求，对该种机型可能出现的各种故障及修理作了较全面的分析和指导。 本书可供从事灯泡贯流式水轮发电机组安装、检修及运行等工作的工程技术人员使用，亦可供大中专院校水电和电力相关专业的师生学习、参考。 前言 我国水电资源居世界第一，而低水头径流式水电站的装机约占水电总装机容量的16％。自20世纪90年代以来，灯泡贯流式机组由于效率高、投资省、建设工期短，特别适宜于低水头电站的开发而得到迅速发展。据不完全统计，我国目前已建的灯泡贯流式电站已过百家，且尚有更多的同类型电站正在规划建设之中，在全国范围内已经出现灯泡贯流式机组开发应用的高潮。即将从事灯泡贯流式机组的安装、检修及运行工作的人员越来越多，而灯泡贯流式机组与其他类型机组比较，由于其布置方式及结构的不同，其安装、检修的工艺方法及运行维护亦有很大的差别。为此，编者根据多年从事该型机组安装、检修及运行经验，参考众多有关资料编写了本书，以满足社会需要。 本书主要取材于现场实际经验，以帮助解决实际问题为主，辅之以必要的适用性理论知识。全书共二十章，从灯泡贯流式发电机组的结构开始，分别介绍了该机型的安装、检修内容，工艺方法及质量要求，对该种机型可能出现的各种故障及修理作了较全面的分析和指导。本书可供从事该类型机组安装、检修及运行的工作人员使用。 本书由刘国选任主编，石新华任副主编；前言由刘国选编写；第一章由石新华、刘国选编写；第二章由石新华、沈京卫编写；第三章由沈京卫、刘鸿燕编写；第四章由石新华、李聪、余红粒编写；第五、六、七章由刘国选编写；第八、九章由石新华编写；第十章由刘国选编写；第十一、十二章由沈京卫编写；第十三章由何川忠编写；第十四章由石新华、何川忠编写；第十五章由石新华、刘国选编写；第十六、十七章由陈学全编写；第十八、十九章由陈海珍编写；第二十章由陈海珍、刘鸿燕编写。 在本书编写过程中，还得到了湖南省潇湘电站和广西京南电站的协助，长沙理工大学饶洪德教授对部分章节进行了审阅，在此，谨向以上单位及关心帮助本书出版的同志一并致谢。 由于水平和经验所限，错误与不足之处恳请读者批评指正。 编者 2006年2月 目录： 第一章灯泡贯流式水轮机的结构1 第一节贯流式水轮机的分类及简介1 第二节灯泡贯流式水轮机的布置方式11 第三节灯泡贯流式水轮机埋设部件的结构14 第四节灯泡贯流式水轮机导水机构的结构18 第五节灯泡贯流式水轮机转轮及转轮室的结构29 第六节灯泡贯流式水轮机水导轴承的结构31 第二章灯泡贯流式水轮发电机的结构34 第一节灯泡贯流式水轮发电机定子的结构34 第二节灯泡贯流式水轮发电机转子绕组的结构37 第三节灯泡贯流式水轮发电机组合轴承的类型及结构39
灯泡贯流式水轮机
第一章灯泡贯流式水轮机的结构 灯泡贯流式水轮机是贯流式水轮机的主要类型之一。1919年初，美国工程师哈尔扎(Harza)首先提出其设计理念。经过瑞士爱舍维斯公司(Escher Wyss)公司近20年的研究，于1936年研制成功，并开始生产。该水轮机应用水头一般在25m以下，主要应用于潮汐电站，近年来逐渐应用到江河上的低水头电站。贯流式水电站是开发低水头水力资源较好的方式。它与中、高水头水电站和低水头立轴的轴流式水电站相比，具有如下显著的特点。 1．效率高、结构简单、施工方便 贯流式水轮发电机组从进水到出水方向基本上轴向贯通，不拐弯，流道尺寸大而短，过流通道的水力损失少，效率高，结构简单，施工方便。 2．尺寸小 贯流式水轮机有较大的比转速，所以在水头和功率相同的条件下，贯流式水轮机的直径要比转桨式水轮机的小10％左右。 3．土建投资少 贯流式水电站的机组结构紧凑，与同一容量的轴流转桨式机组相比，其尺寸较小，可布置在坝体内，取消了复杂的引水系统，可以减少厂房的建筑面积，减少电站的开挖量和混凝土用量。根据有关资料分析，土建费用可以节省20％～30％。 4．运行方式多 贯流式水轮机适合作可逆式水轮机运行。由于进出水流道没有急转弯，使水轮机发电和抽水均能获得较好的水力性能。它可应用于潮汐电站，具有双向发电、双向抽水和双向泄排水等6种功能。因此，很适合综合开发利用低水头水力资源。 5．见效快 贯流式水电站一般比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，有利于发挥地方兴建电站的积极性。 第一节贯流式水轮机的分类及简介 贯流式水轮机组按总体布置方式的不同可分为以下几种： (1)全贯流式。 (2)灯泡贯流式。 (3)竖井贯流式。 (4)轴伸贯流式。 第1页 (5)虹吸贯流式。 按运行工况不同可分为以下3种： (1)单向贯流式。 (2)双向贯流式。 (3)可逆贯流式。 一般习惯按总体布置方式的不同来分类，而很少按运行工况分类，所以本节按总体布置方式的不同分类，介绍贯流式机组的类型。 一、全贯流式水轮机 全贯流式水轮机的流道平直，水流可沿轴向一直流过导叶、转轮叶片和尾水管，故称为全贯流式水轮机，也称为直线流动的水轮机——管型水轮机。由于全贯流式发电机转子布置在水轮机转轮的外缘，故称为轮缘贯流式水轮机，如图1—1所示。
灯泡贯流式机组受油器安装方法
灯泡贯流式机组受油器安装方法 发表时间：2018-08-14T14:12:08.097Z 来源：《科技新时代》2018年6期作者：叶飞 [导读] 蜀河水电厂位于陕西省旬阳县蜀河镇上游1公里处，距旬阳县城约51公里。 大唐石泉水力发电厂陕西省石泉市 725200 摘要：受油器在灯泡贯流式机组部件中,虽然是小部件,但结构紧凑,安装工艺高。受油器窜油问题,一直是困扰灯泡贯流式机组安全运行一大隐患,随着国内各制造厂家不断技术更新,受油器结构功能也越来越趋于完善。本文介绍分析了大唐蜀河水电厂2号机组受油器的安装方法，在以往的检修经验和质量标准之上，新总结了简洁、高效的受油器安装方法，在蜀河2号机A修中，此方法的应用，对缩短检修工期，提高检修效率、保证检修质量起到了重要作用。 关键词：灯泡贯流式机组；受油器；安装方法 一、引言 蜀河水电厂位于陕西省旬阳县蜀河镇上游1公里处，距旬阳县城约51公里。是汉江上游梯级开发规划中的第六个梯级电站，是陕西汉江投资开发有限公司开发的第二个水电站。安装6台灯泡贯流式机组，单机容量45兆瓦，总装机容量270兆瓦。工程规模为二等大Ⅱ型。设计年发电量9.53亿度。2009年12月29日首台机组投产发电，2010年10月18日六台机组全部投产发电。2017年11月由大唐陕西电力检修承运有限公司石泉水电检修承运分公司负责，对蜀河水电厂2号机组进行首次A级检修工作，蜀河2号机组的水轮机型号GZ657-WP-545，额定转速125 r/min，飞逸转速385r/min（非协联工况），设计水头19.6m，最高水头26.3m，最低水头10.5m，额定流量261m3/s。 二、受油器概况 2.1 受油器的作用 受油器是水轮机的重要部件，其主要作用是将调速系统的操作压力油和轮毂润滑油自固定油管相对应的引入到转动的发电机大轴内操作油管和轮毂油管，根据运行情况及时、有效地调节桨叶开度，从而使水轮发电机始终处于协联工况下稳定运行。 2.2 受油器的结构 不同的制造厂家，受油器的结构会有所差别，但结构大体相似。本文以蜀河水电厂东方电机厂制作机组为例，受油器主要部件有受油器支座、受油器体、受油器前罩、受油器后端盖、受油器小轴、浮动瓦和桨叶开度反馈装置。浮动瓦分为A、B、C三道瓦，分别对应桨叶开启腔、桨叶关闭腔、轮毂润滑油腔。 2.3 受油器故障危害及原因分析 受油器常见故障主要有浮动瓦磨损、浮动瓦烧瓦、受油器漏油量大等现象。轮毂润滑油腔浮动瓦磨损会增大受油器漏油量和甩油量，会增加调速系统耗油量，导致调速系统压油装置启动频繁。桨叶开启、关闭腔浮动瓦磨损会增加浮动瓦与小轴的间隙，导致桨叶接力器两腔窜油，致使接力器动作缓慢、频繁抽动等现象，从而使机组无法在自动协调工况下运行。当窜油量大时，还会出现桨叶操作困难，降低调速器的稳定性，严重威胁机组的安全运行。 根据受油器拆卸检查和安装调试，受油器故障原因有： （1）受油器小轴摆度偏大，运行过程中造成浮动瓦偏磨，使受油器小轴与浮动瓦间隙过大，导致窜油量和漏油量增大。 （2）浮动瓦端面密封出槽或断面密封损坏，导致浮动瓦磨损、受油器漏油量大。 （3）受油器中心与小轴旋转中心偏差较大，超过浮动瓦最大浮动量，导致浮动瓦磨损甚至烧瓦。 （4）设备或管道未清洗干净，杂质随压力油一起循环，机组运行过程中杂质拉伤浮动瓦及小轴，使受油器小轴与浮动瓦间隙过大，导致窜油量和漏油量增大。 （5）非正常工况运行，由于某些时间需要在低水头、高振动工况下运行，受油器摆度和振动增大，导致浮动瓦磨损增大。 （6）机组充水后，灯泡头及锥体上浮量过大，使受油器支座与小轴的间隙发生变化，导致浮动瓦磨损甚至烧瓦。 三、受油器的安装 受油器结构紧凑，安装精度高、安装工艺要求严，每个安装工艺都要严格把关，一个环节的疏忽，都有可能严重影响到整台机组的运行。 3.1 安装前清扫、预装、测量间隙 3.1.1 各部件清扫 将受油器装配所有零部件进行全面清扫、去毛刺、高点、锈蚀、油污或其它污物。 3.1.2 密封件预装 对密封条进行预装检查各密封条和密封槽的配合尺寸。 3.1.3 浮动瓦预装及间隙测量 将浮动瓦A、浮动瓦B、浮动瓦C分别套装于小轴前段、小轴后段相应的配合部位，测量三套浮动瓦与小轴前段、小轴后端的配合间隙，浮动瓦与小轴设计间隙为0.08mm-0.11mm，间隙太小则可修刮浮动瓦，间隙太大则更换浮动瓦即可。 3.1.4 浮动瓦端面间隙测量 把浮动瓦A按图纸装于受油器体内，再把压板A把合于受油器体上，只把紧4颗M30×90螺栓，用塞尺检查、浮动瓦A的端面间隙；同理把压板B把紧在受油器体上检查浮动瓦B的端面间隙，把压板C把紧在受油器支架上检查浮动瓦C的端面间隙。分析是否需要处理，这三个浮动瓦的端面间隙设计值都为0.20~0.41mm。检查过程中不要安装三个浮动瓦的密封圈。如果浮动瓦端面间隙偏小，浮动瓦不能自由浮动会造成憋劲烧瓦，需对浮动瓦端面进行打磨直到间隙符合设计要求。如果浮动瓦端面间隙偏大，会造成端面密封不严，受油器漏油量大，需对浮动瓦进行更换。 3.2 受油器装配的正式安装 3.2.1 受油器小轴组装 将内操作油管Ⅰ清理干净，在密封槽内涂上黄油后把O型密封圈装于其内，再把紧内操作油管Ⅰ于内操作油管Ⅱ上。在密封槽内涂上
灯泡贯流式机组水轮机导水机构装配
灯泡贯流式机组水轮机导水机构装配 摘要在大型灯泡贯流式机组的安装中，导水机构的装配为机组装配的重要部分。本文介绍了导水机构中外配水环与导叶的装配、控制环装配、导叶与内配水环的装配、导叶间隙的测量等重要安装过程，并提出了安装过程的要点，可供安装人员参考。 关键词导水机构；内、外配水环；导叶；控制环 0引言 贯流式机组用于极低水头的反击型水轮机。其转轮成螺旋浆形，有3-6轮叶，一般成卧式布置，机组轴线成水平线或倾斜的直线。灯泡贯流式水轮机直接通过大轴与发电机连接，发电机全泡在封闭的灯泡体内，灯泡体则设置于流道中，这种发电机适用于普通的河床式水电站。 笔者先后参加安装过多台进口及我国自行研制的大型灯泡贯流式机组。灯泡贯流式机组因其结构复杂，装配精度高等特点，决定了每一步的装配技术含量要求都很高。灯泡贯流式水轮机转轮所需的全部环量均由导水机构形成，因此导水机构对贯流机组而言尤为重要。 下面介绍本人对XX电厂灯泡贯流式机组（单机容量20MW，转轮直径6.4M）水轮机导水机构（见图1）的装配过程。 1外配水环与导叶的装配（装配示意图见图2） 外配水环内表面为过流面，球面上均布16只导叶轴孔，轴孔中心线与工作回转轴线成600夹角，工件最大外径为Φ9500mm，最小内径为Φ6443.5mm，工件高为2180mm，重量为46.23t。导叶上、下端面为球面，凸球面端有一长350mm，直径为Φ250mm和Φ200mm的台阶轴颈，凹球面端在瓣体中心处有一Φ145mm 轴孔，瓣体进出水边密封面为三维空间平面。瓣体长度为2204.5mm，工件重量为2.8t。 外配水环由于尺寸较大，为方便运输，加工成4件，到工地厂房后，再进行组装。装配时，用刀口尺检查各加工面是否达到图纸的要求。合格便可对外配水环进行组装，先把它们放在一平台上就好位，把各组合件用螺栓戴住，并检查各联接口和法兰面是否平齐，接着把法兰组合螺栓拧紧，同时打紧销钉。螺栓拧紧后，用0.05mm塞尺检查各组合面是否紧贴，同时用刀口尺检查各组合件法兰面各连接口之间是否有台阶，如果有，则进行修磨，直至平整。装配好外配水环后，接下来便可装配导叶。 将组合好的外配水环垫在8个高为680mm的铁垫座上。在导叶瓣体上装一5t的手拉葫芦，用天车吊起导叶，并调整导叶使其轴线与水平面大概成300角，
炳灵水电站灯泡贯流式水轮机设计说明
炳灵水电站灯泡贯流式水轮机设计说明
毕业设计（论文） 题目炳灵水电站 的设计 专业热能与动力工程班级 学生 指导教师 2011 年 5
炳灵水电站的设计 摘要 炳灵水电站是黄河龙羊峡至青铜峡段水电开发规划中的第13个梯级水电站。电站总装机容量24万千瓦，共安装5台4.8万千瓦灯泡贯流式水轮发电机组，年均发电量9.74亿千瓦时。 本次毕业设计通过查阅贯流式水轮机相关资料，首先对炳灵水电站转轮型号为GZHK-1RT-WP-620的贯流式水轮机进行设计，包括水轮机总体结构的设计，并对其中的主要零件进行设计优化。绘制出了总装配图，导水机构装配图，主轴零件图，操作油管装配图和导叶臂零件图。其次进行了电气一次部分的设计，设计选择了电气主接线形式，进行短路电流计算和电气主设备选择，绘制出电气主接线图。 本设计相关知识涉及水轮机结构、水电厂电气部分，机械制图以及贯流式水轮发电机组等部分，此外，还包括其相关的设计思路及方法。在本次设计中还大量使用了auto CAD 软件进行绘图。 关键词：贯流式水轮机结构设计电气一次设计 The Design of Bingling Hydraulic 5
Power Station ABSTRACT Bingling Hydropower is the 13 cascade hydropower stations of Longyangxia to Qingtongxia section of Yellow River Hydropower Development planning .In The total installed capacity of 240,000 kilowatts power plant, the installation of five 48,000 kilowatts bulb turbine group, with an annual generating capacity of 974 million kw·h. Firstly, we design the tubular turbine GZHK-1RT-WP-620 of Bingling Hydropower through access to relevant information, including the overall structure of the turbine design, and one of the main parts design optimization. Drawn out of the general 5
【精品】灯泡贯流机组
一、灯泡贯流式机组 灯泡贯流式机组的发电机安装在密封的、外形酷似白炽灯灯泡的灯泡头内，水轮机装在灯泡的插口后，因此称这种水轮机为灯泡贯流式水轮机。 灯泡贯流式水轮发电机组布置形式：主要有两种方式：一种是以管形壳为主要支撑的布置方式，一种是以水轮机固定导叶为主要支撑的布置方式 灯泡贯流式机组特点及优缺点 1、发电机安装在水轮机上游侧一个灯泡型的金属壳体中,发电机与水轮 机共一根主轴，水平连接。 2、水流基本上轴向通过流道，轴对称流过转轮叶片，然后流出直锥形尾 水管。 3、机组的轴系支承结构、导轴承、推力轴承都布置在灯泡体内。 4、这种机组所有的电缆、通风冷却管道及油管等都是通过灯泡头竖井和 灯泡体支承的空心部分与外界相连. 5、由于贯流式机组水流畅直,水力效率比较高，有较大的单位流量和较
高的单位转速，在同一水头,同一出力下，发电机与水轮机尺寸都较小,从而缩小了厂房尺寸，减少了土建工程量。 缺点：但是发电机装在水下密闭的灯泡体内，给电机的通风、密封、轴承的布置和运行检修带来困难,对电机的设计制造提出了特殊要求,增加了造价。
优点：比转速高、过流量大、效率高、厂房尺寸小、投资省。 (一）、灯泡贯流式水轮机过流和泄水部件 尾水管里衬、管形壳（内管形壳体、外管形壳体)、发电机吊装孔、盖板、下导流板，接力器基础以及下部支撑、侧向支承基础板等。 1—管形壳基础板；2-径向支承；3—前锥体;4—轴向支承;5-中心定位架；6—内管形壳;7—尾水管里衬；8—导水锥头部；9—外管形壳；10-抗压盖板;11-发电机侧向支承基础板 1、流道和管形壳
灯泡贯流式机组的流道是混凝土的。特点:大而短。
灯泡贯流式水轮发电机组安装工艺
灯泡贯流式水轮发电机组安装工艺 【摘要】灯泡贯流式机组属于卧式机组，由于这种机组在低水头、低转速下运行，水轮发电机组流道体积较大，在安装调整过程中难度较大；机组油循环属于外循环类型，管路长，管件多，系统中设备较多，增加了安装过程中质量控制的难度；冷却系统也属于强迫循环的类型，为了保证机组安全、正常运行，对设备的制造和安装质量要求较高。 【关键词】灯泡贯流式；卧式机组；质量控制；安装 湘祁水电站坝址位于湘江干流中游，是湘水干流梯级开发的第四级，距上游在建的浯溪水电站60km，距下游已建成的近尾洲电站46km。是一个以发电为主，兼顾航运等综合利用的水电枢纽工程。枢纽建筑物主要包括大坝、电站厂房、船闸三部分。电站厂房安装4×20MW灯泡贯流式水轮发电机组，机组转轮直径6.2米，制造厂家为浙江富春江水电设备股份有限公司。本文主要从湘祁水电站机组的安装过程中的几个主要事项进行总结分析。 1 尾水管安装 1.1 尾水管结构 湘祁水电站水轮机尾水管分三节，分别是前锥段、中锥段、后锥段。在制作厂每节尾水管分三个瓦片制作后运到工地，在工地搭设平台先单节拼装，调整圆度、平面度后，再进行尾水管内部支撑，最后分节吊入机坑组装。 1.2 尾水管安装 三节尾水管分别利用土建MQ900圆筒形高架门机吊入基坑支墩上安装。安装时先从带法兰面的前锥段开始调整，调整好法兰面的中心、里程、平面度后加固，再依次调整中锥段、后锥段符合设计和厂家资料要求后，焊接尾水管环缝。 2 管形座安装 2.1 管形座的结构形式 管形座由下T型座、内锥、上T型座、外锥、衬板等部件组成。湘祁水电站管形座没有固定水平仪，其机组主要重量由下T型座承担，轴向水推力、定子、灯泡头、机架等产生的扭矩由上、下T型座和内锥的整体来承担。 2.2 管形座安装 管形座安装需控制中心、水平、高程、圆度、波浪度、里程桩号。在安装过程中，准确调整各控制点的位置和尺寸，以确保混凝土浇筑完成后，管形座的各项参数满足后续机组安装需要。根据以往安装的经验，管形座实际安装高程应该比设计高程高2～4mm，以消除导水机构和转轮室安装后向下扰度值，其它参数按照规范或设计值调整。湘祁水电站机组厂家要求管形座实际安装高程比设计高4mm。 2.3 管形座的调整加固 管形座拼装组成整体后，体积大、重量大、调整难度大，在组装过程中须控制各部位的尺寸，做好基础处理，防止在安装过程中累积偏差大，增加调整难度。根据测量放点调整管形座内锥、外锥的中心、水平、高程、圆度、波浪度、桩号，各参数调整完成后进行加固。上下T型座、内锥在安装过程中已组成整体，强度较好，在混凝土浇注过程中变形较小；外锥直径大，结构单薄，直接与混凝土接触，在浇筑过程中受混凝土入仓、振动、凝固的影响，变形的几率较大，加固的重点要防止外锥的桩号、波浪度、圆度变化超出安装要求，对内支撑、水平支
灯泡贯流式水轮发电机组发电机径向轴承瓦拆装方法
灯泡贯流式水轮发电机径向轴承瓦拆装方法 许国彦 （哈尔滨电机厂有限责任公司，哈尔滨 150040） [摘要] 本文对灯泡贯流式水轮发电机出现径向轴承瓦烧瓦情况时，拆卸和回装径向轴承瓦的方法进行了总结，与不同方法进行了比较，利于电站检修、设备制造所借鉴。 [关键词] 灯泡贯流式水轮发电机；径向轴承瓦；拆卸；回装。 The Remove and Install of the Radial Bearing Pad for a Type of Bulb Tubular Hydro-generator XU-guoyan Harbin Electric Machinery Company Limited, Harbin 150040,china Abstract: In this paper the methods of how to remove and install the radial bearing pad is summed-up when the radial bearing pad is burnout for the bulb tubular hydro-generator., and compare with the different methods,and this is benefit for the examining and repairing of the powerstation and the making of the equipment. Key words: bulb tubular hydro-generator; the radial bearing pad; remove; reinstall 一、前言 灯泡贯流式水电站发电机组由于机组运行异常情况或外界电网故障情况，通过监测发电机组发电机径向轴承瓦瓦温急剧升高，若超过径向瓦瓦温报警值、停机整定值，分析发电机径向轴承瓦存在烧瓦的可能性，则必须停机拆卸径向轴承瓦进行检查、处理或更换新的径向瓦。如果按贯流灯泡式机组装机的逆过程进行拆卸机组部件的方法，显然是不经济也不现实的，这将会投入大量人力和财力，更会影响机组的长时间停产而引起的经济效应和社会效应；所以，采取在水轮机机舱内拆卸和更换发电机径向轴承瓦才是最为经济和快捷的方法。根据国内某电站灯泡贯流式机组拆卸和更换发电机径向瓦的实际过程，就其方法作以总结及探讨。 二、灯泡贯流式发电机的组合轴承结构 灯泡贯流式发电机的组合轴承包括正、反向推力轴承和径向轴承，正、反向推力轴承承受机组运转时的轴向水推力和停机时的反向轴向水推力；而径向轴承与水轮机导轴承共同承受转动部分的重力及径向不平衡力，正、反向推力轴承和径向轴承组合在一起装在一个油槽内。见图示1。 三、发电机径向轴承瓦拆卸方法： 1. 盘车确定主轴方位 座，5——轴承支架，6——反推力瓦，7——镜板，8——正向推力瓦，9——正推力座，10——轴承壳，11——正向推力螺栓，12——轴承密封，13——主轴，14——固定导叶、竖井，15——管型座内壳，16——调整垫 17——挡板I ，18——挡板II ， 图示1 图示2
贯流式水轮机基本结构
第六节贯流式水轮机基本结构 一、贯流式水轮机的特点 贯流式水轮机是开发低水头水力资源的一种新型机组，适用于25m以下的水头。这种机型流道呈直线状，是一种卧轴水轮机，转轮形状与轴流式相似，也有定桨和转桨之分，由于水流在流道内基本上沿轴向运动不拐弯，因此较大的提高了机组的过水能力和水力效率。 此外，与其它机型相比，它还有其它一些显著特点： （1）从进水到出水方向轴向贯通形状简单，过流通道的水力损失减小，施工方便，另外它效率较高，其尾水管恢复功能可占总水头的40%以上。 （2）贯流式机组有较高的过滤能力和比转速，所以在水头与功率相同的条件下，贯流式的要比转桨式的直径小10%左右。 （3）贯流式水轮机适合作了逆式水泵水轮机运行，由于进出水流道没有急转弯，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六种功能，很适合综合开发利用低水头水力资源，另外在一般平原地区的排灌站上可作为可逆式水泵水轮机运行，应用范围比较广泛。 （4）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。 二、贯流式水轮机的分类 根据贯流式水轮机机组布置形式的不同可将其划分为以下几种形式： 1．轴伸贯流式 这种贯流式水轮发电机组基本上采用卧式布置，水流基本上沿轴向流经叶片的进出口， 出叶片后，经弯形（或称S形）尾水管流出，水轮机卧式轴穿出尾水管与发电机大轴连接，发电机水平布置在厂房内。 轴伸贯流式机组按主轴布置方式可分成前轴伸、后轴伸和斜轴伸等几种，如图7-1所示。这种贯流式机组与轴流式相比没有蜗壳、肘形尾水管，土建工程量小，发电机敞开布置，易于检修、运行和维护。但这种机组由于采用直弯尾水管，尾水能量回收效率较低，机组容量大时不仅效率差，而且轴线较长，轴封困难，厂房噪音大都将给运行检修带来不方便。所以一般只用于小型机组。 2．竖井贯流式 这种机组主要特点是将发电机布置在水轮机上游侧的一个混凝土竖井中，发电机与水轮机的连接通过齿轮或皮带等增速装置连在一起如图7-2所示。
第一章 灯泡贯流式水轮机得结构
第一章灯泡贯流式水轮机得结构 灯泡贯流式水轮机就是贯流式水轮机得主要类型之一。1919年初,美国工程师哈尔扎(Harza)首先提出其设计理念。经过瑞士爱舍维斯公司(Escher Wyss)公司近20年得研究,于1936年研制成功,并开始生产。该水轮机应用水头一般在25m以下,主要应用于潮汐电站,近年来逐渐应用到江河上得低水头电站。贯流式水电站就是开发低水头水力资源较好得方式。它与中、高水头水电站与低水头立轴得轴流式水电站相比,具有如下显著得特点。 1.效率高、结构简单、施工方便 贯流式水轮发电机组从进水到出水方向基本上轴向贯通,不拐弯,流道尺寸大而短,过流通道得水力损失少,效率高,结构简单,施工方便。 2.尺寸小 贯流式水轮机有较大得比转速,所以在水头与功率相同得条件下,贯流式水轮机得直径要比转桨式水轮机得小10％左右。 3.土建投资少 贯流式水电站得机组结构紧凑,与同一容量得轴流转桨式机组相比,其尺寸较小,可布置在坝体内,取消了复杂得引水系统,可以减少厂房得建筑面积,减少电站得开挖量与混凝土用量。根据有关资料分析,土建费用可以节省20％～30％。 4.运行方式多 贯流式水轮机适合作可逆式水轮机运行。由于进出水流道没有急转弯,使水轮机发电与抽水均能获得较好得水力性能。它可应用于潮汐电站,具有双向发电、双向抽水与双向泄排水等6种功能。因此,很适合综合开发利用低水头水力资源。 5.见效快 贯流式水电站一般比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,有利于发挥地方兴建电站得积极性。 第一节贯流式水轮机得分类及简介 贯流式水轮机组按总体布置方式得不同可分为以下几种: (1)全贯流式。 (2)灯泡贯流式。 (3)竖井贯流式。 (4)轴伸贯流式。 第1页 (5)虹吸贯流式。 按运行工况不同可分为以下3种: (1)单向贯流式。 (2)双向贯流式。 (3)可逆贯流式。 一般习惯按总体布置方式得不同来分类,而很少按运行工况分类,所以本节按总体布置方式得不同分类,介绍贯流式机组得类型。 一、全贯流式水轮机 全贯流式水轮机得流道平直,水流可沿轴向一直流过导叶、转轮叶片与尾水管,故称为全贯流式水轮机,也称为直线流动得水轮机——管型水轮机。由于全贯流式发电机转子布置在水轮机转轮得外缘,故称为轮缘贯流式水轮机,如图1—1所示。
灯泡式贯流机组学习内容
1.灯泡式贯流式水电站有哪些特点 1）从进水到出水都是轴向贯通 2）有较高的过流能力和比转速 3）低水头 4）土建工程量少、建设周期短、见效快、上网电价相对较高、便于资金筹集和回收 2.相对于火电机组开机、停机容易便于削峰填谷 3.灯泡贯流式水电站的水库库容较小，一般只有日调节能力；而且该机型运行水头低，水头变化对出力影响很大，若调节不好，还会出现转轮室振动加大等问题。所以在机组运行中，要及时根据水头和流量的变化调整负荷运行 灯泡贯流水轮发电机组相对其它机型来说，维护检修麻烦，质量要求高，特别是电机的通风冷却、密封、轴承等。 灯泡贯流式机组的动态调节稳定性差，振动大，因此应尽量减少机组负荷调节的频率。 灯泡贯流式机组的动态稳定性差，这需要可靠性和自动化程度高的辅助设备来保证其快速调节 4.（1）丰水期，电站运行管理层应多渠道了解当地及上游库区的天气，留意上游库区的降雨情况，合理利用洪水过程调度水库水位安排发电。在洪水来前加大机组出力，提前腾出库容；在洪水上涨至汛限水位时逐步加大泄水流量，适当降低水库水位；当最大洪水流量过程结束时，调整水库下泄流量使水库水位逐步提高；整个洪水流量过程结束时，水库水位控制在最高汛限水位。 （2）平水期，机组应按照该水轮机的运转特性曲线调整负荷，使机组在最优工况下运行。 （3）枯水期，主要通过提高水头来增加机组出力。可根据径流量在满足下游基流量的情况下，在晚上减少或全停机组运行的台数，蓄高水库上游水位，降低下游水位；到白天则按上游来水量和水头适当增加机组运行台数，使机组在高水头工况下运行。这样除提高发电机组的水头利用率外，还可利用丰期的高电价提高发电收入，减少运行人员的劳动强度。 （4）加强上游梯级水库的来水测报。在梯级电站中，下游电站要多与上游电站沟通，及时了解上游的来水及上一级电站的机组开停时间，通过运行经验合理安排发电。 5.过流通道水力损失少、过流量大、较高比转速、发电机组结构紧凑等特点，故其发电效率高、汽蚀性能好、建设周期短、淹没移民少、投资省 灯泡贯流式机组卧轴设计，流道对称布置，其机组的转动惯量较小、水头适应性强，且采用了导叶与桨叶双重调节，所以在静态运行时，机组振动小、运行稳定，效率高。但在动态运行时则振动大、稳定性差，主要表现在： 1）过渡稳定性差。 2）动态调节振动较大 3）系统容易产生协联振动 6.水轮机
贯流式水轮机的应用与技术发展(一)
贯流式水轮机的应用与技术发展(一) 摘要：水轮机是将水流机械能转换为固体机械能的水力原动机。根据在水轮机内实现能量转换的水流能量形式及水流在水轮机转轮区域内的运动特征，贯流式水轮机属于轴流式水轮机一类。而根据水轮机的结构和机组的布置形式，贯流式水轮机有全贯流式、半贯流式(灯泡贯流、轴伸贯流和竖井贯流)等形式的区别。关键词：水轮机应用技术发展1贯流式水轮机的结构特点与技术经济优势 贯流式水轮机的流道形式和轴流式水轮机不同，为保证向导水机构均匀供水和形成必要的环量，保证导叶较平滑绕流，轴流式水轮机需设置蜗壳，其流道由蜗壳、导水机构和弯肘型尾水管组成。贯流式水轮机没有蜗壳，流道由圆锥形导水机构和直锥扩散形或S型尾水管组成。通常采用卧轴式布置，从流道进口到尾水管出口，水流沿轴向几乎呈直线流动，避免了水流拐弯形成的流速分布不均导致的水流损失和流态变坏，水流平顺，水力损失小，尾水管恢复性能好，水力效率高。灯泡贯流机组的发电机装置在水轮机流道中的灯泡形壳体内，采用直锥扩散形尾水管，流道短而平直对称，水流特性好。大型贯流机组几乎都是灯泡机组，中小型多采用轴伸式、竖井式等形式。 贯流式水轮机单位过流量大，转速高，水轮机效率高，且高效区宽，加权平均效率也较高，具有比轴流式水轮机更优良的能量特性。其特征参数比转速ns、可达1000以上，比速系数可达3000以上。与轴流式水轮机相比，在相同水头和相同单机容量时，其机组尺寸小，重量轻，材料消耗少，机组造价低。贯流机组电站还可获得年发电量的增加。 贯流式水轮机的空化性能和运行稳定性也优于轴流式水轮机，其空化系数相对较小，机组可靠性高，运行故障率低，可用率高，检修时间缩短，检修周期延长。对于低水头资源开发，贯流式水轮机的稳定运行范围宽，在极低水头时也能稳定运行(如超低水头1.5m以下)，是其他类型的水轮机不可比的。如广东白垢电站，额定水头6.2m，最大水头10.0m，但在1.3m 水头时仍能稳定运行。 贯流式水轮发电机组结构紧凑，布置简洁，厂房土建工程量较小，可节省土建投资。贯流机组设备运输和安装重量较轻，施工和设备安装方便，可缩短工期，实现提前发电。根据国内外有关水电站的统计资料，采用灯泡贯流机组比相同容量轴流转桨机组，电站建设投资一般可节省10%～25%，年发电量可增加约3%～5%。如我国广东白垢和广西马骝滩水电站，投资节省分别达22.6%和24%。小型水电站采用轴伸贯流机组与立式轴流机组比较，也可节省建设投资约10%～20%。由此可见，贯流式水轮机是开发低水头水能资源的一种最经济、适宜的水轮机形式，具有资源利用充分、投资节省的优势和电量增值、综合效益增值的效果。2国内外贯流式水轮机的应用现状 贯流式水轮机自20世纪30年代问世以来，因其优良的技术经济特性和适用性而得到广泛应用和迅速发展，包括灯泡贯流发电机技术在内的贯流机组技术日益成熟，贯流式水电站的开发、设计、运行技术与经验日益丰富。国外水头25m以下的水电开发，已出现取代轴流式水轮机的局面。贯流机组技术在1960～1990的发展最为迅猛，这一时期投入运行的贯流机组，最大单机容量达65.8MW(灯泡贯流，日本只见)，最大水轮机转轮直径达8.2m(竖井贯流，美国墨累)，最高工作水头达22.45m(灯泡贯流，日本新乡第二)。 我国从20世纪60年代开始贯流式水轮机的研究和应用，到20世纪80年代，贯流机组技术及其应用取得突破性的进展，1983年引进设备的第一座大型灯泡贯流机组电站一湖南马迹塘水电站建成，1984年自主开发的广东白垢电站转轮直径5.5m，单机容量10MW灯泡贯流机组投运，标志着具备自行开发研制大型贯流机组设备的能力。贯流式水轮机的应用研究和运行技术也获得了发展，积累了经验。最近20年来，相继开发建成引进设备、技术合作或自行装备的大型灯泡贯流机组电站数十座，如凌津滩、王甫洲、尼那、洪江等。其中洪江水电站最大工作水头27.3m，单机容量45MW，是目前世界上应用水头最高、国内单机容量
灯泡贯流式水轮机设计书
灯泡贯流式水轮机设计书 1.前言 1.1概述 随着我国经济突飞猛进的发展，人民生活水平不断的提高提高，生产和生活用电的需求也越来越大。然而能源问题已成为当今世界三大主要问题之一，传统能源的短缺和用其发电带来的污染，以及新能源开发技术的不完善，水电资源作为洁净的可持续能源越来越得到人们的青睐。据探测，我国水力资源丰富，但是目前的开发率和发达国家比起来还有很大的差距，因此开发水电已成为我国缓解资源短缺的重要手段之一！水力机组是水电站的核心设备，是整个水电枢纽工程最终经济效益的归宿。因此，水轮机结构设计得是否合理就成为电站能否有效运行得关键。 本次毕业设计通过查阅贯流式水轮机相关资料，对炳灵水电站转轮型号为GZHK-1RT-WP-620的贯流式水轮机进行设计，并且对炳灵水电站电气一次部分进行设计。相关知识涉及水轮机结构、水电厂电气部分，机械制图以及贯流式水轮发电机组等部分，此外，还包括其相关的设计思路及方法。 本次设计在巩固原有专业课知识的基础上加深理解，并对贯流式机组的知识进行了拓展。更好的促进各科知识之间相互贯通，同时可以培养动手能力，创新能力，达到理论实践相结合的目的。在本次设计中，大量使用autoCAD绘图软件，节省了很多手绘的时间，锻炼了使用该软件的能力。
1.2设计内容 （一）根据给定的炳灵电站贯流式的型号和转轮直径等参数进行水轮机结构设计。 1.按给定水轮机型号和转轮直径等参数，确定水轮机的主要特征尺寸，对水轮机整体结构进行设计； 2.确定水轮机主轴尺寸； 3.根据机组型式和电站自然条件进行主轴密封和水导轴承设计； 4.绘制水轮机总装配图及主要部件组装图和零件图。 （二）导水机构传动系统设计及主要零件的设计 1.根据机组的型式进行导水机构设计并绘制导水机构装配图； 2.对主轴的形式及尺寸等进行设计并绘制主轴零件图； 3.对导叶臂的形式及尺寸进行设计并绘制导叶臂零件图； 4.绘制操作油管装配图； （三）机组电气部分设计 1.对电站的电气一次部分进行设计，其中包括电气主接线方案设计，确定主变压器型式、台数、容量，以及各级电压配电装置的接线方式等。 2.对短路电流进行计算。 3.对电气主设备进行选择，包括断路器、负荷开关和隔离开关、高压熔断器、限流电抗器、电压互感器、电流互感器、避雷器、裸导体、支柱绝缘子及穿墙套管、消弧线圈以及电缆。 （四）外文翻译 1.阅读外文文献； 2.精读其中三篇，并且选择一篇翻译。
炳灵水电站灯泡贯流式水轮机设计说明书
毕业设计（论文） 题目炳灵水电站 的设计 专业热能与动力工程 班级 学生 指导教师 2011 年 炳灵水电站的设计
摘要 炳灵水电站是黄河龙羊峡至青铜峡段水电开发规划中的第13个梯级水电站。电站总装机容量24万千瓦，共安装5台4.8万千瓦灯泡贯流式水轮发电机组，年均发电量9.74亿千瓦时。 本次毕业设计通过查阅贯流式水轮机相关资料，首先对炳灵水电站转轮型号为GZHK-1RT-WP-620的贯流式水轮机进行设计，包括水轮机总体结构的设计，并对其中的主要零件进行设计优化。绘制出了总装配图，导水机构装配图，主轴零件图，操作油管装配图和导叶臂零件图。其次进行了电气一次部分的设计，设计选择了电气主接线形式，进行短路电流计算和电气主设备选择，绘制出电气主接线图。 本设计相关知识涉及水轮机结构、水电厂电气部分，机械制图以及贯流式水轮发电机组等部分，此外，还包括其相关的设计思路及方法。在本次设计中还大量使用了auto CAD 软件进行绘图。 关键词：贯流式水轮机结构设计电气一次设计 The Design of Bingling Hydraulic Power Station
ABSTRACT Bingling Hydropower is the 13 cascade hydropower stations of Longyangxia to Qingtongxia section of Yellow River Hydropower Development planning .In The total installed capacity of 240,000 kilowatts power plant, the installation of five 48,000 kilowatts bulb turbine group, with an annual generating capacity of 974 million kw·h. Firstly, we design the tubular turbine GZHK-1RT-WP-620 of Bingling Hydropower through access to relevant information, including the overall structure of the turbine design, and one of the main parts design optimization. Drawn out of the general assembly drawings, assembly drawings guide apparatus, the spindle parts diagram, assembly drawing and tubing operations guide vane arm parts diagram. Second was a part of the electrical design, design options the main electrical wiring, to conduct short-circuit current calculation and the main electrical equipment selection, drawing out the main electrical wiring diagram. Knowledge related to the design of the turbine structure, hydropower electrical parts, mechanical drawing, and tubular hydro-generating sets and other parts, also including relevant design ideas and methods. In this design also makes extensive use of auto CAD software for drawing. Key Word:tubular turbine structural design design of