水泵、水轮机讲义
第一章
概述
1．基本概念
（1）什么叫水轮机？
答：将水能转变为旋转机械能的水力原动机叫做水轮机。 （2）冲击式水轮机与反击式水轮机的区别。 答：工作原理方面：
利用水流的势能与动能做功的水轮机为反击式水轮机；利用水流的动能做功的水轮机为冲击式水轮机。
流动特征方面：
反击式水轮机转轮流道有压、封闭、全周进水；冲击式水轮机转轮流道无压、开放、部分进水。
结构特征方面也显著不同。如转轮的差别，有无喷嘴、尾水管。 （3）反击式水轮机的过流部件及其作用
引水室：作用是引水流进入导水机构。
导水机构：作用是调节水轮机过流量，并使水流能按一定方向进入转轮。 转轮：将水流能量转换为固体旋转机械能量的部件。
尾水管：作用是将水流排下下游，并回收转轮出口的剩余动能。 （4）冲击式水轮机的主要部件
喷嘴：水轮机自由射流的形成装置。
喷针：与喷嘴共同完成流量控制（以行程变化喷嘴控制喷嘴出口过流面积）。 转轮：由轮盘和轮盘外周均匀排列的水斗构成的组件，转换水流能量为固体旋转
机械能。
折向器：自由射流流程内部件，可遮断射流，以防止转轮飞逸。 （5）我国关于水轮机标准直径的定义
混流式：转轮叶片进水边上最大直径。 浆叶式（轴流式、斜流式、贯流式）：浆叶转动轴线与转轮室相交处直径。 冲击式：射流中心线与转轮相切处节圆直径。 （6）水轮机工作参数
工作水头H ：水轮机的进口和出口处单位重量水流的能量差值。 流量Q ：单位时间内通过水轮机的水流体积。 转速n ：水轮机转轮单位时间内旋转的次数。 出力P ：水轮机轴端输出的功率。
效率η：水轮机的输入与输出功率之比。
2．基本计算
（1）水电站的毛水头g H ：
d u g Z Z H －=
其中：u Z ，d Z 分别为电站上、下游水位高度。
（2）水电站的工作水头H ：
理论表达式：
)
2()2(221
1g v p Z g v p Z H ∏
∏∏
∏
I
I +
+
-+
+
=αγαγ
式中参量见装置示意图。
测量与计算：
因为如示意图所示，I -I 断面为距出口断面一定距离的下游断面
γαγ
a
p Z g
v p Z +
≈+
+
I ∏
∏∏
∏22，工作水头测量计算可如下进行。
∏I Z Z , —— 高程测量
)
(98102O H m p p ?=
I
I
γ，I p 为进口断面压力表读数（a p ）
)
/(42s m d Q
v ?=I π，Q 为过流量，d 为进口断面内径。
另，当已知引水系统损失h ?的情形下，水轮机工作水头可用下式计算
h H H g ?-=
例：上游水库水位m Z u 2.88=，尾水位m Z d 2.44=，m h 0.2=?，则
)(4222.442.88m H =--=
第二章 水轮机的工作原理
1.基本概念
（1） 水轮机中水流运动的分解
水轮机流道内水流空间运动，可用若干个简单运动表示的方法就是其水流运动的分解。
例如转轮中水流运动
u w v +=
其中，v 为水流质点绝对运动（或绝对速度），w
为水流质点沿叶片的相对运动（或
相对速度），u
为水流质点随转轮所用的周向牵连运动（或牵连速度）。其相应的矢量关系
图即为速度三角形：
常用的水流运动的分解方法还有： u m v v v += u r z v v v v ++=
z
y x v v v v ++=
（2）水轮机工况的概念
水轮机的运行状态或运行条件称为水轮机的工况。水轮机的不同工况相应一组不同的工作参数。
（3）无撞击进口与法向出口
无撞击进口指转轮进口水流相对速度方向与转轮进口叶片骨线切线方向一致的工况条件。
法向出口指转轮出口水流绝对速度的方向是法向的，即出口水流绝对速度的圆周分量02=u v 。
无撞击进口相应转轮进口水力损失最小，法向出口最有利尾水管动能回收效率，所以无撞击进口、法向出口是水轮机最优工况的理论条件。
2．基本理论
u
w v
（1）水轮机基本方程式
导出的基本理论依据是水流动量矩方程。通过分析转轮的水流动量矩变化，也即水流所长对同一轴的力矩，确定水流作用于转轮的总力矩，再列出该总力矩对转轮的有效功率（MW ）与水流传递给转轮的有效功率(h QH ηγ)得到水轮机基本方程式。
基本方程式的几种常用形式：
)
(1
2211u v u v g H u u h -=η )
cos cos (1
222111ααηv u v u g H h -= )
(221C C g H h -=πω
η
基本方程式的基本意义：
基本方程式本质上是水能与其所转变的固体能量间的能量平衡式，左边是转轮从单位重量水流所获得的机械能，右边是相应的水流运动条件；基本方程式指出水能转变成固体旋转机械能的必要条件是转轮进、出口必须存在水流速度矩（或环量）的差；基本方程式表明，要提供上述转换的必要条件,以至保证能量转换的成效，转轮叶片流道的形状（迫使水流速度矩变化）是决定性的因素。 （2）变工况时水轮机效率下降的原因
无撞击进口和法向出口水流条件是水轮机最优工况的理论条件，而变工况时，如工作水头变化或导水叶开度变化，即偏离最优工况条件，将在转轮进口形成水流撞击损失（1w 方向与叶片进口骨线切线方向不一致），以及在转轮出口形成出口环流，而相应尾水管动能损失增大。
（3）转浆式水轮机效率宽广的原因
转浆式水轮机的转轮叶片可随工况变化自动改变角度，如此，其可当工 况变化时，变化转轮叶片角度，最大限度的接近无撞击进口和法向出口条件，故可在较大工况范围内取得较高效率。
3．基本计算
（1）转轮进、出口水流速度三角形
进口速度三角形应用三个参量：
601Dn
u π=
11
F Q v m =
01αα≈（中、高比转速水轮机用
01cot απD b Q
v u =
）
式中，D ——计算点所在圆周直径，n ——水轮机转速，Q ——水轮机过流量，1
F ——关于1m v
的过水断面面积，0α——导水叶出口角，0b ——导水叶高度。
出口边速度三角形应用三个参量：
602Dn
u π=
22
F Q v m =
22b ββ≈
式中，D 、n 、Q 同上，2F ——关于2m v 的进水断面面积，2b β——叶片出口边安放角。
（2）基本方程式的应用
例题：已知某混流式水轮机转轮进口处s m u /4.521=，s m v u /7.471=转轮出口处
s m u /7.362=，s m v u /36.12=，若水轮机的工作水头m H 270=，试求水轮机的水力效率
h η？
解：根据水轮机基本方程式
)
(1
2211u v u v g H u u h -=η
得到
)
(12211u v u v gH u u h -=η
)
36.17.364.527.47(27081.91
?-??=
%5.92=
答：此时水轮机的水力效率%5.92=h η。
1． 水轮机空化的一般现象（外部特征）
水轮机空化，是指发生于水轮机流道内的一种特殊的水动力学现象。 （1）发生水轮机空化时，水轮机外部性能恶化，可伴有：
1）流道噪音
2）机组振动 3）能量指标下降
（2）由于水轮机空化的发生，水轮机过流部件可导致材料损伤。
2． 水轮机空化的类型
按照水轮机内水体低压条件的不同形成原因，水轮机空化类型分为四种： （1） 翼型空化
（2）间隙空化
（3）局部空化
（4）空腔空化
3．水轮机空化与空蚀的机理
空化：常温状态下，液体压力低于汽化压力而发生的汽化现象。空蚀：空化发生时，液体对于固体边壁所形成的损伤破坏。（1）空化机理
形成指向边壁的高速射流（射流速度达100 m/s ）
形成指向边壁的冲击波（冲击波压力达2500大气压）
4． 水轮机空化系数
根据文字教材有关分析，叶片表面压力最低点k 的压力与汽化压力的差：
σσ2gH w w 2gH v ηH H γp γp γH p p P 222k 22w s v
a v k -=???? ??-+---=-
其中
=σ
2gH w w 2gH v η2
22k 22w -+
为水轮机空化系数 =P σ H H γp γp s v
a -- 为水电站空化系数
要点：水轮机空化系数σ、σP 的物理意义, 以及σ <σP 不发生空化条件的原理。
5． 水轮机吸出高度HS
()Δσσ900E
10H M S 允+--
=
要点：水轮机吸出高度
H S 、
S允H 的定义，以及H S
< S允H 不发生空化条件的原理。
水轮机、水泵及辅助设备教学辅导
1、水轮机流动的相似条件
（1）相似概念 物理现象相似：
两现象的发展过程中，任意空间点的任一物理量对应成比例。 水轮机内流动相似：
流体力学现象，两水轮机流道内对应水流质点的动力学参量对应成比例。
（2）水轮机内流动的相似条件
水轮机流动相似应具备的三个相似条件及其关系： 几何相似 — 流道形状相同
运动相似 — 流场形状相同，如水流速度三角形形状相同 动力相似 — 力场形状相同，如水流受力分解多边形形状相同 几何相似是运动相似的必要条件， 运动相似是动力相似的必要条件。 （3）水轮机流动相似意义的实际限定：
忽略部分动力相似条件（如水流粘性力相似），即水轮机流动相似（又称工况相似）对应水流运动相似。
2、水轮机的相似率与单位参数
若两台水轮机工况相似，分别以M 、P 角标表示，则由运动相似条件以及水流速度与有效水头平方根成正比关系知
P h M h mP mM
P M P M P M )(Hη)(Hηv v w w u u v v ====
也即两水轮机流道内水流速度三角形形状相同，如右下图所示。于是，能得到描述水轮机流动相似的相似率和单位参数。
转速相似率：
P h 1M h 1HηnD Hη
nD ???? ??=????
?
?
流量相似率：
U P
V P
W P
U M
V M
W M
V mM
V mP
P h 21
M h 21
Hη
D Q Hη
D Q ???? ??=????
??
出力相似率：
P 3/2h 21M 3/2h 21
)(H ηD P )(H ηD P ?
??? ??=???? ??
相应的单位参数：
h 111HηnD n =
，h 2111HηD Q Q =，3/2h 2
111)(HηD P
P =
单位参数的一次近似式： H nD n 1
11=
，
H D Q Q 2
111=，3/2
2111H D P P =
单位参数的基本意义：
a ． 单位参数是关于水轮机相似流动的相似准则数；
b ． 水轮机相似流动问题中有两个单位参数互为独立；
c ． 水轮机工况相似时，单位参数对应相等，反之对几何相似的水轮机亦成立。
3、水轮机比转速
（1）表达式
5/4s H P
n n =
，=ηQ 3.13n 1111（m ·kW ）
（2）物理意义
关于水轮机相似流动的综合性的相似准则数。 （3）特征比转速
水轮机特定工况点的比转速。 （4）特征比转速的应用意义
相似工况条件下，同轮系水轮机的同一“特定工况点”就是相似工况点，即同轮系水
轮机的特征比转速相等，因此，不同的特征比转速意味着不同的水轮机轮系。
所以，特征比转速的应用意义在于可用其划分、排列不同轮系（系列）的水轮机。例如，HL100是指特征比转速为100的混流式水轮机。
4、水轮机的效率修正
由于实际水轮机流动相似非严格的动力相似条件，实际水轮机工况相似时不能保证水流粘性力相似关系，因此，工况相似的水轮机间效率不相等。 （1） 最优工况计算 IEC 效率修正公式：
对混流式水轮机：
()5
1P 1M
M P D D η11η--=
对轴流式水轮机：
()???? ?
?+--=10
P
M
51P 1M M P H H D D 0.7
0.3η11η
（2） 一般工况计算
0M P Δηηη+=
0Δη为原、模型水轮机最优工况效率差值。
水轮机、水泵及辅助设备教学辅导
1、 水轮机模型综合特性曲线
（1） 曲线的主要内容
水轮机模型综合特性曲线是反映水轮机多种特性的综合曲线图，它分别以水轮
机单位转速和单位参数为纵、横坐标轴，一般包括等效率线、等导叶开度线、等
(L/s)
图中，分别比较效率线与导叶开度线形状如下：
效率曲线比较图中，a线示意典型冲击型水轮机曲线的形状和位置，其n s最低，n11、Q11最小，位置左下角，形状扁平（适用负荷变化大，水头变化小条件）；b线为低比转速混流式水轮机，n s（n11、Q11）稍高于冲击型，形状类似冲击型，适用负荷变化大，水头变化小的应用条件；c线表示中高比转速的混流机，位置移向更高，形状接近正圆，适用条件居中；d线表示轴流定桨式水轮机，位置随n s（n11、Q11）增大而移向右上角，形状呈椭圆状倾斜竖长，适用水头变化大而负荷变化小的条件；e线为轴流转桨式水轮机，因为桨叶可
调而有协联工况，曲线横向拉长，形状又近正圆，水头和负荷的适用性均较好。仅比较单调节（无桨叶调节）情况，a ～d线有由横向扁平过渡成纵向狭长的变化趋势。
仍以a、b、c、d、e表示冲击型、低比转速混流式、中高比转速混流式、轴流定桨式、轴流转桨式水轮机，等导叶开度线比较如图。
冲击型水轮机等开度线平行于n11纵轴（流量仅与其喷嘴开度大小有关，与n无关），曲线竖直；低比转速混流式水轮机的转轮流道狭长，径向部分大，转速升高时水流因离心力增大而受阻，流量减小，曲线左倾；高比转速机转轮流道径向部分比例小或无，水流只随转
P和工作水头H为纵横坐标轴绘制出的，反映水轮机实际运行性能的综合曲线图。一般包括等效率线、等吸出高度线和出力限制线。
水轮机运转综合特性曲线可由模型综合特性曲线换算得来。
2、水轮机飞逸特性
（1）飞逸概念
水轮机突然丢弃负载，同时导水机构不能关闭，致使水轮机转速升高的过程称为水轮机的飞逸。
（2）飞逸转速
水轮机飞逸过程中的最高（稳定）转速值，用n R表示。
（3）飞逸特性曲线
——水轮机引水室
1、水轮机引水室的功用
水轮机引水室是水轮机过水通道的第一个部件，它的基本功用是引导水流进入后续流道，同时又能形成转轮能量转换所需要的水流环量。一般要求引水室能保证水流的均匀性、水力损失小、满足水流环量形成条件、形状合理和有足够的结构强度。
2、水轮机引水室的型式及其适用性
（1）基本型式
开敞式：有自由液面，结构简单，适用于小型又低水头水轮机。
封闭式：有罐式、蜗壳式两种常用型式。蜗壳式引水室呈一渐缩蜗形管，水流均匀性好，强度条件好，因材料又分金属、混凝土两种常用型式。
2πb K Q
v v t g δu r ==
= 常数
水轮机、水泵及辅助设备教学辅导
叶片式水泵是最常见的水泵型式，其与水轮机均为叶片式水力机械，水流—
固体间能量转换的方向相反，基本工作原理相通，是本章讲述重点。
1、 水泵的类型
（1）水泵类型
水泵是以水作为工作介质的输送机械，若按工作原理水泵类型可分为
叶片式水泵 离心泵 混流泵 轴流泵 旋涡泵
容积式水泵
回转泵（齿轮泵、螺杆泵、滑片泵）
往复泵（活塞泵、隔膜泵）
叶片式水泵应用最广，叶片转轮在动力机械驱动下，将旋转机械能量传递给水流，结构与水轮机相近，能量转换的工作原理与水轮机相反。
（2
2、 （1） 工作参数
考察水泵与水轮机的主要工作参数的定义，能看到二者工作原理上的联系与差别。水泵的扬程H （能头）、流量Q 、转速n 、功率P 和效率η与水轮机有关定义一致，仅“方向”相反。
扬程H ：泵机出、进口处单位重量液流能量之差。
比较：水轮机水头为进、出口处单位重量液流能量之差。 流量Q ：单位时间通过泵机的水量（自下游侧至上游侧）。
比较：水轮机流量为单位时间通过水轮机的水量（自上游侧至下游侧）。 转速n ：单位时间叶轮轴旋转的次数（动力机驱动）。
比较：水轮机转速为单位时间转轮轴旋转的次数（水力驱动）。 功率P ：轴端输入功率。
比较：水轮机出力为轴端输出功率。
效率η：水流功率与轴端输入功率之比P h /P 。
比较：水轮机效率为水轮机出力与水流功率之比P /ηh 。 （2） 水流运动特点
水泵流道内的水流运动分析与水轮机相同，注意运动方向即可。
离心泵叶轮水流运动分析
（3） 水泵基本方程式
与水轮机基本方程式导出原理相同，分析水流和叶轮之间作用关系，也即能量平衡关系，可以推出水泵基本方程式。
比较：水轮机基本方程式
水泵基本方程式的物理意义可以仿照水轮机部分得出。
3、 水泵相似率
与水轮机相似原理一致。常用的相似率形式为
常用形式虽与水轮机不同，但二者反映的相似概念与意义完全相同。事实上，水轮机单
位转速
H
nD n =
11对应上述水泵第二条相似率，而水轮机单位转速与单位流量之比
Q
nD Q n 3
1111=对应上述水泵第一条相似率。
4、 常见的水泵外形结构举例
现给出几例常见的叶片式水泵外形结构图：
()
u11u22h v u v u g
1
H/η-=
()u22u11h v u v u g
1
H η-=
3M P 5M p M P n n D D P P ???? ?????? ??=M
P
3
M p
M P n n D D Q Q ???? ??=2
M P 2M p M P n n D D H H ???
?
?????? ??=
S型离心泵
贯流式水轮机的特点
贯流式水轮机的特点 贯流式水电站是开发低水头水力资源较好的方式,一般应用于25m水头以下。它低水头立轴的轴流式水电站相比,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通。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桨式小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,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%一30%。4．贯流式水轮机适合作可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。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,,收效快。 贯流式机组布置型式 贯流式水电站的型式一般采用河床式水电站布置，电站厂房是挡水建筑物的一部分，厂房顶有时也布置成泄洪建筑。由于水头较低，挡水建筑大部分采用当地材料，以土石坝为主。广东的白垢贯流式水电站则采用橡胶坝作为挡水建筑物，在洪水期则作为泄洪建筑，降低了工程投资。有的电站由于河流地形、地质条件的特点，也采用引水式布置，如我国四川安居、湖南南津渡水电站则采用明渠引水式的布置。贯流式水电站也常有航运、港口通航的要求，枢纽中设有船闸、升船机等建筑。 贯流式水电站一般处于地形比较平坦，离城镇比较近，水量比较丰富的
水轮机、水泵及辅助设备课程考核说明及期末复习指导(精)
水轮机、水泵及辅助设备课程考核说明及期末复习指导 (水利水电工程专业专科) 中央广播电视大学 2003.5
一、关于课程考核的有关说明 《水轮机、水泵及辅助设备》是中央广播电视大学水利水电工程专业专科限修的一门专业课。本教材针对水利水电工程专业的各不同专业方向所编写，适合于水利水电动力工程、水利建筑工程与农业水利工程方向，各专业方向根据要求选学不同的内容。具体要求参考文字教材的使用说明。 1. 考核对象 中央广播电视大学高等专科水利水电工程专业开放教育试点的学生。 2. 考核方式 本课程采用平时作业考核和期末考试相结合的考核方式，满分为100分，及格为60分。其中期末考试成绩占考核总成绩的80%；平时作业考核成绩占考核总成绩的20%。 平时作业以各章的自我检测题和习题为主，由辅导教师按完成作业的质量进行评分。学员平时作业的完成、阅改情况由中央电大和省电大分阶段进行检查。 期未考试由中央电大统一命题，统一组织考试。 3. 命题依据 本课命题依据1999年6月审定通过的{开放教育试点水利水电工程专业(专科)水轮机、水泵及辅助设备课程教学大纲}和为本专业编写的多种媒体教材，包括：文字教材：由陈德新、杨建设主编的《水轮机、水泵及辅助设备》；录像教材：由杨建设主讲的录像教材，共20讲，10学时；CAI课件(光盘)：《水轮机、水泵及辅助设备辅助教学课件》。 本考核说明是考试命题的基本依据。 4. 考试要求 本课程考核的要求与课程教学总体要求相一致。即：牢固掌握基本概念，充分理解基本工作原理，正确掌握基本计算方法。 本考核说明对各章内容规定了考核知识点和考核要求，考试按了解、理解和掌握三个层次提出学生应达到的考核标准。 5. 命题原则
水泵水轮机资料
宁蓄电站水泵水轮机 采用单级、单速、混流可逆式水泵水轮机。由瑞士苏尔寿爱雪维斯（SEWZ）设计、制造和配套供应。 一水泵水轮机主要参数： 转轮直径： 2248 mm 转轮叶片数： 9 最大毛水头： 271 m 最小毛水头： 240 m 极端运行最小毛水头： 236.6 m 额定水头： 240 m 额定流量： 19.6 m3/s 额定转速： 600 r/min 额定出力： 41.5 MW 瞬态飞逸转速： 885 r/min 稳态飞逸转速： 830 r/min 吸出高度： -23 m 水轮机工况最优比转速： 90.3 mkw 水泵工况最优比转速：144.6 mkw 机组俯视旋转方向：水轮机工况逆时针方向；水泵工况顺时针方向 最大轴向水推力： 113t（包括所有转动部分的重量） 二水泵水轮机主要结构特征 1总体布臵形式 1.1 水泵水轮机型式为立轴、单级、混流可逆式水泵水轮机，水轮机轴通过中间轴与发电电动机连接。 1.2 和常规水轮机类似，本电站水泵水轮机也是由可拆卸部件既转轮、主轴、水导轴承、轴承支座、顶盖、导水叶、导水叶操作机构、接力器、主轴密封装臵和预埋部件既蜗壳、座环/底环、尾水管、机坑里衬等组成。其中可拆卸部件可利用厂房内起吊设备及机坑内起吊设备通过水轮机机坑旁侧通道进行拆卸，既能实现“中拆”方式。 下面将介绍上述各组成部件的构造、作用、工作原理、参数、安全监测装臵等内容：2.1 转轮 我厂水泵水轮机是立轴、单级、混流可逆式。它是水能转变为机械能又是将机械能转变为水能的部件。其主要尺寸材料如下： 转轮直径： 2248mm 材料： A743CrCA6NM 叶片数： 9片水轮机工况转向：逆时针方向 重量： 5.25吨上迷宫环间隙: 0.8 mm 下迷宫环间隙: 0.8 mm 转轮采用不锈钢铸焊结构,另外在转轮的上冠和下环设有止漏环,止漏环采用与转轮一同整体铸造的结构,转轮拆装用厂家提供的专用工具。 2.2 主轴 水泵水轮机轴和中间轴的直径均为Ф500mm，用优质锻钢锻制而成。材料为A688CL.D。水轮机轴重量为3.15吨，中间轴重量为3.95吨。 水泵水轮机轴一端联接转轮，另一端联接中间轴；中间轴两端都带有连接发兰，分别与水轮机轴和发电机轴联接。所有连接面均涂有金刚砂以增加摩擦，所有联接螺栓均经预应力处理并用LOCTITE粘接剂固定以防松脱。 水泵水轮机轴与中间轴的接合面高程为34.98m，中间轴与发电机轴的接合面高程为37.05m。水泵水轮机轴与中间轴配有拆装专用工具，可以从水轮机机坑侧道拆出。 2.3主轴密封 主轴密封是水轮机结构中重要组成部分，它的作用是通过顶盖在主轴处设臵主轴密封，以防止水泵水轮机转动部件与固定部件之间的漏水。主轴密封分工作密封和检
水泵、水轮机讲义资料
第一章 概述 1．基本概念 （1）什么叫水轮机？ 答：将水能转变为旋转机械能的水力原动机叫做水轮机。 （2）冲击式水轮机与反击式水轮机的区别。 答：工作原理方面： 利用水流的势能与动能做功的水轮机为反击式水轮机；利用水流的动能做功的水轮机为冲击式水轮机。 流动特征方面： 反击式水轮机转轮流道有压、封闭、全周进水；冲击式水轮机转轮流道无压、开放、部分进水。 结构特征方面也显著不同。如转轮的差别，有无喷嘴、尾水管。 （3）反击式水轮机的过流部件及其作用 引水室：作用是引水流进入导水机构。 导水机构：作用是调节水轮机过流量，并使水流能按一定方向进入转轮。 转轮：将水流能量转换为固体旋转机械能量的部件。 尾水管：作用是将水流排下下游，并回收转轮出口的剩余动能。 （4）冲击式水轮机的主要部件 喷嘴：水轮机自由射流的形成装置。 喷针：与喷嘴共同完成流量控制（以行程变化喷嘴控制喷嘴出口过流面积）。 转轮：由轮盘和轮盘外周均匀排列的水斗构成的组件，转换水流能量为固体旋转 机械能。 折向器：自由射流流程内部件，可遮断射流，以防止转轮飞逸。 （5）我国关于水轮机标准直径的定义 混流式：转轮叶片进水边上最大直径。 浆叶式（轴流式、斜流式、贯流式）：浆叶转动轴线与转轮室相交处直径。 冲击式：射流中心线与转轮相切处节圆直径。 （6）水轮机工作参数 工作水头H ：水轮机的进口和出口处单位重量水流的能量差值。 流量Q ：单位时间内通过水轮机的水流体积。 转速n ：水轮机转轮单位时间内旋转的次数。 出力P ：水轮机轴端输出的功率。 效率η：水轮机的输入与输出功率之比。 2．基本计算 （1）水电站的毛水头g H ： d u g Z Z H －= 其中：u Z ，d Z 分别为电站上、下游水位高度。 （2）水电站的工作水头H ：
水泵水轮机特点
天荒坪抽水蓄能电站 水泵水轮机特点 华东天荒坪抽水蓄能有限责任公司游光华 浙江安吉313302 摘要天荒坪抽水蓄能电站的水泵水轮机组由挪威KVAERNER公司提供，是我国较早从国外引进的大型可逆式机组，自首台机组投产至今已有7年多。本文总结分析了水泵水轮机7年多的运行中出现了一些问题，以供参考借鉴。 主题词天荒坪抽水蓄能水泵水轮机性能“S”形特性不稳定轴向水推力抬机导叶关闭规律 天荒坪抽水蓄能电站安装有6台300MW水泵水轮机组，为单级、立轴、混流可逆式，额定净水头为526米，运行毛水头（扬程）为526米~610.2米，水轮机安装高程为225米，淹没深度为-70米，是目前国内已投产运行的水头和变幅最大的单级可逆式机组，在国际上也较罕见，为使其达到满意的效率和良好的运行稳定性，设计难度大，没有现成的经验可供借鉴。水泵水轮机的参数如下： 水轮机工况：水泵工况：额定容量：306MW 333MW 最大轴出力（入力）：338MW 333MW 额定流量：67.7m3/s 58.80m3/s（最大） 43.00m3/s（最小） 额定转速：500RPM 500RPM 旋向（俯视）：顺时针逆时针 转轮水轮机进口直径：4030mm 转轮水轮机出口直径：2045mm
最大瞬态飞逸转速：720 r/min 最大稳态飞逸转速：680 r/min 水泵水轮机及其辅助设备由挪威GE 公司提供。水泵水轮机大修拆卸方式采用中拆方式。首台机组于1998年9月30日投入运行，2000年12月25日所有机组投产，投产以来运行情况表明，机组性能良好，效率较高，但也出现了一些问题，在技术人员的努力下，通过采取措施，相关问题已得到了较好的解决。 1水泵水轮机的性能和结构特点 1.1效率 按照合同规定，水泵水轮机的效率按照模型试验来验收，合同要求水轮机工况的最高效率≥92.20％，加权平均效率≥90.41％，水泵工况最高效率≥ 91.70％，加权平均效率≥ 91.52％。根据模型试验报告，水轮机工况的模型最优效率为90.61%，折算为原型其整个运行范围内的最优效率为92.28%，加权平均效率为90.317%，而水泵工况下模型最优效率为89.84%，折算原型最优效率为92.17%，加权平均效率为92.01%，除水轮机工况加权平均效率略低于保证值0.083％外，其余均达到合同要求。为了检验真机效率，我们于2001年5月在5号机组上进行了部分水头（扬程）的热力法效率试验，测得水轮机工况下在试验平均净水头566.23 m时，机组出力为210~304.06 MW,水轮机最高效率为92.11％，相应机组出力272.00 MW；水泵工况试验平均净扬程为542.09 m，水泵平均效率为88.99％。从上述结果可以看出，水轮机工况的最高效率已接近模型推算值，水泵工况效率偏
水轮机、水泵及辅助设备模拟卷(精选)
试卷代号：2051 福建广播电视大学2015—2016学年度第1学期“开放专科”模拟卷 水轮机、水泵及辅助设备试题纸（开） 请将答案写在答题纸上 2016年1月 一、判断题(共20分，每小题2分，对的打√，锚的打×) 1、水轮机工作水头是水电站库水位与尾水位之差。（） 2、混流式水轮机应用水头在几十米到数百米之间。（） 3、50-200m的水电站既可使用混流式水轮机，也可使用斜流式水轮机。（） 4、灯泡式水轮机不是一种全贯流式水轮机。（） 5、.双击式水轮机是反击式水轮机的一种。（） 6、斜流式水轮机是冲击式水轮机的一种。（） 7、反击式水轮机的流道可以是开敞式的。（） 8、对于同系列水轮机尺寸越大效率越高。（） 9、水轮机等开度线的形状与其比转速有关。（） 10、甲水轮机空化系数与水轮机的装置空化系数是同一个概念。（） 二、选择题(共20分，每小题2分) 1、冲击式水轮机是靠( )做功的。 A水流的动能B水流的动能与势能 2、反击式水轮机转轮是( )。 A整圆周进水B部分圆周进水 3、水轮机输出有效功率的必要条件是( )。 A进口环量必须大于0 B进口环量必须大于出口环量 4、轴流式水轮机中水流的( )转轮的轴线方向一致。 A绝对速度B轴面速度 5、水轮机的空化系数。是水轮机( )的相对值。A动态真空B静态真空 6、尾水管补气的目的是( )。 A减轻尾水管的压力脉动B消除叶片空化 7、低水头电站采用混凝土蜗壳的原因是( )。 A水流状态好B径向尺寸小，经济 8、混凝土蜗壳的断面为( )。 A圆形断面B梯形断面 9、导水机构调节流量的实质是( )。 A改变导叶出口面积B改变导叶出口水流角度 10、水头高于40米的水轮机采用( )。 A混凝土蜗壳B金属蜗壳 三、简答题（共36分，每题6分） 1、简述水电站的生产过程及主要设备的名称及作用？ 2、轴流转桨式水轮机有哪些主要部件？其作用是什么？ 3、高比转速水轮机用于高水头电站有什么问题？ 4、水电站中使用哪些油品？其作用是什么？ 5、定桨式水轮机与转桨式水轮机有什么区别？ 6、简述间隙空化原因及易生部位？ 四、计算题（共24分，每题12分） 1、某水电站上游水位=1000m ? 上 ，下游水位=950m ? 下 ，水轮机的单位流量3 Q=20m/s，引水管损头h=1m ?，假定水轮机的效率=90% η，发电机的效率g =0.96 η，试求该水轮机的出力P与发电机的出力 g P。注：水轮机的工作水头g H=H h -?， g H为毛水头。 2、水电站水轮机的工作水头为100m，流量为2303 m/s，机组的出力为 201.35MW，发电机的效率 g =0.97 η，求水轮机的出力P与效率η。 《水轮机、水泵及辅助设备》试题第1页（共2页）《水轮机、水泵及辅助设备》试题第2页（共2页）
水轮机英语
2.1 水力机械 hydraulic machinery 2.2 水轮机 hydraulic turbine 2.3 蓄能泵 storage pump 2.4 水泵水轮机 reversible turbine，pump-turbine 2.5 旋转方向 direction of rotation 2.6 机组 unit 2.13 立式、卧式和倾斜式机组 vertical，horizontal and inclined unit 2.14 可调式水力机械 regulated hydraulic machinery 2.15 不可调式水力机械 non-regulated hydraulic machinery 2.16 主阀 main valve 3.1 水轮机 3.1.1 反击式水轮机 reaction turbine 3.1.2 混流式水轮机 Francis turbine，mixed-flow turbine 3.1.3 轴流式水轮机 axial turbine 3.1.4 轴流转桨式水轮机Kaplan turbine，axial-flow adjustable blad propeller turbine 3.1.5 轴流调桨式水轮机 Thoma turbine 3.1.6 轴流定桨式水轮机 Propeller turbine 3.1.7 贯流式水轮机 tubular turbine，through flow turbine 3.1.8 灯泡式水轮机 bulb turbine 3.1.9 竖井贯流式水轮机 pit turbine 3.1.10 全贯流式水轮机 straight flow turbine，rim-generator unit 3.1.11 轴伸贯流式水轮机（S形水轮机） tubular turbine（S－type turbine） 3.1.12 斜流式水轮机 diagonal turbine 3.1.13 斜流转桨式水轮机 Deriaz turbine 3.1.14 斜流定桨式水轮机 fixed blade of Deriaz turbine 3.1.15 冲击式水轮机 impuls turbine，action turbine 3.1.16 水斗式水轮机 Pelton turbine，scoop turbine 3.1.17 斜击式水轮机 inclined jet turbine 3.1.18 双击式水轮机 cross-flow turbine 3.2 蓄能泵 3.2.1 混流式（离心式）蓄能泵 centrifugal storage pump，mixed-flow storage pump 3.2.2 轴流式蓄能泵 propeller storage pump，axial storage pump 3.2.3 斜流式蓄能泵 diagonal storage pump 3.2.4 多级式蓄能泵 multi-stage storage pump 3.3 水泵水轮机（又称可逆式水轮机） 3.3.1 单级水泵水轮机 singal stage pump-turbine 3.3.2 多级水泵水轮机 multi-stage pump-turbine 3.4 主阀与阀门 3.4.1 蝴蝶阀 butterfly valve 3.4.2 平板蝶阀 biplane butterfly valve，through flow butterfly valve 3.4.3 圆筒阀 cylindrical valve，ring gate 3.4.4 球阀 rotary valve，spherical valve 3.4.5 盘形阀 mushroom valve，hollow-cone valve，howell-Bunger valve
水泵水轮机全特性..
水泵水轮机全特性 1．水泵水轮机全特性曲线 抽水蓄能电站的水泵水轮机均设有活动导叶，通过导叶调节水轮机运行时的流量，故水泵水轮机的特性曲线一般为一组不同导叶开度下的全特性曲线，其区域的划分与水泵的全特性区域划分一样，只是习惯上以正常水轮机运行工况的各参数为正。同时抽水蓄能电站一般H 也总是正值，即在实际工程中实用也就是5个工况区，即水轮机工况、水轮机制动工况、水泵工况、反水泵工况、水泵制动工况。 水泵水轮机全特性曲线表示方法通常采用1111~n Q 和1111~n M 来表示。图3-7和图3-8所示为某抽水蓄能电站水泵水轮机的四象限特性曲线。 图3-7 水泵水轮机流量特性曲线 图3-8 水泵水轮机力矩特性曲线
2．水泵水轮机全特性曲线的特点 通过对不同水泵水轮机的全特性分析可以看出，水泵水轮机全特性有着下述的规律与特点： （1）在水泵工况，大开度等导叶开度曲线汇集成一簇很窄的交叉曲线，说明在此区域水泵扬程与导叶开度的关系不大，开度的改变不会造成单位转速及单位力矩的很大的变化。当导叶开度较小区域时随着导叶开度的减小其流量曲线及力矩曲线则加速分又，说明此时的导水机构可看作是节流装置，水头损失急剧增大，从而对水泵的力矩及流量产生较大的影响。在水泵实际运行中导叶开度将随着扬程的变化而沿各导叶开度特性曲线的外包络线变化，使得水力损失最小，也即使得水泵的效率在此工况最高。此外，随着单位转速的增大，也即水泵扬程的减小，水泵的流量及水力矩将快速增大，所以在水泵及电动机设计时应充分考虑此时水泵的力矩特性，电动机容量应根据可能的正常运行最低扬程工况进行设计，并留有一定的裕量；同时根据导叶小开度区域力矩分散的特性，在异常低扬程起动时（如初次向上水库异常低扬程充水时）可采取关小导叶开度来限制其水力矩，即限制水泵的入力在一定范围以内。
水泵水轮机选型(已看)
国产抽水蓄能机组水泵—水轮机选型中 若干问题探讨 高道扬 天津市天发重型水电设备制造有限公司 摘要：本文着重分析了可逆式水泵—水轮机模型转轮及抽水蓄能电站水泵—水轮机主要技术参数的特点，并在此基础上提出根据抽水蓄能电站水泵—水轮机的技术要求初步筛选水泵—水轮机模型转轮及水泵—水轮机方案的方法。 随着我国社会主义建设事业的发展，特别是电力工业的飞速发展，抽水蓄能电站的建设高潮已经到来，在国家有关政策的坚强支持下，抽水蓄能机组国产化、本土化的工作业已全面展开。因此如何根据可逆式水泵—水轮机模型转轮的主要技术特点并在抽水蓄能电站对水泵—水轮机技术要求的基础上优选水泵—水轮机模型转轮及水泵—水轮机方案已成为众多水泵—水轮机选型工作者的首要工作，作者根据多年工作经验对选型工作中的若干问题作一初步探讨。 1 水泵—水轮机模型转轮主要技术参数特点 叶片式水力机械具有可逆性，即它既可以做水轮机运行也可以做水泵运行，但是由于中、高比速的水轮机进口角β1T较大，当它反向旋转做水泵工况运行时，由于出口角太大，导致水流的不稳定，在H-Q曲线上出现多处大驼峰并且泵工况的效率比正常水轮机工况大幅下降，因而中、高比速水轮机显然不适合作为可逆式水泵——水轮机转轮的研究基础（70年代初北京密云电站曾用HL211-LJ-225水轮机做反向旋转的泵工况现场实验未能取得满意效果）。理论分析和实验证明具有较长叶片和缓慢扩散流道的离心泵叶轮，其泵的叶片出口水流角β2P较小，出口相对流速W2P和绝对流速V2P都较小，因而水流进入涡壳后水力损失较小，当离心泵反转做水轮机运行时进口相对流速W1T也比较小，符合常规水轮机要求，因而离心泵叶轮在水泵工况和水轮机工况都有较好的性能，现代可逆式水泵—水轮机转轮就是以离心泵叶轮为基础逐步发展起来的。 1.1水泵—水轮机模型转轮与常规水轮机模型转轮相比具有以下特点：由于混流式水轮机的β1T较大，其（V1u/U1）T约为0.9，而离心泵的β2P较小，（V2u/U2）P约为0.6，由此可以推算出在同样的水头和转速条件下，可逆式水泵—水轮机的转轮直径约为常规水轮机转轮直径的 1.4倍，即：D P/D T=1.4。在同一额定水头下，水泵—水轮机与水轮机模型转轮比转速n s(m kw)相近，但单位转速为水轮机的1.25～1.3倍，而单位流量为水轮机的0.6～0.65倍。 1.2水泵—水轮机模型转轮的水泵工况与水轮机工况相比，在通常条件下，由于高压边速度三角形既不相等亦不相似（泵工况出口因为水流的偏转出口水流角β2p比安放角βd小一些，而水轮机工况进口在无撞击的条件下，进口角βIT与βd相等），因而经实验研究及理论分析证明两种工况具有以下特点： 1.2.1 在最优工况点，水泵工况的单位转速是水轮机工况的单位转速 1.10～1.18倍，即n10P/n10T=1.10～1.18（理论分析为1.12～1.16）。 139
水利水电专业水轮机水泵及辅助设备试题
水利水电专业水轮机、水泵及辅助设备试题一、判断题(对打√，错打X，共15分) 注：水动方向做全部(每题1分)；其他专业方向做1—10题(每题L 5分) 1. 水轮机的工作水头等于水电站的毛水头。( ) 2．水轮机的效率是水轮机的轴功率与输入水轮机的水流功率之比。( ) 3．反击式水轮机流道中的压力是保持不变的。( ) 4．冲击式水轮机流道中的压力保持不变。·( ) 5．水轮机转轮中的水流运动是牵连运动与相对运动的合成。( ) 6．空化是在高温状态下由于液体内部发生的汽化现象。( ) 7．翼型空化只发生在反击式水轮机中。( ) 8．泥沙多的水流容易发生空化，( ) 9．水轮机尺寸越大效率越高。( ) lo．蜗壳中实际的水流不是轴对称的。( ) 11．水泵出口水流环量必须大于进口环量才能向高处扬水。( ) 12．水泵的相似率与水轮机的相似率实质是相同的。( ) 13．任何水电站都必须设置机组的进水阀。( ) 14．水电站的用油分透平油与绝缘油两类。( ) 15。水轮机调速器能调节机组有功功率，也能调节无功功率。( ) 二、单项选择题(每小题L 5分，共15分) 1．冲击式水轮机是靠( )做功的。 A．水流的动能B．水流的动能与势能 2．反击式水轮机转轮是( )。 A．整圆周进水的B．部分圆周进水 3．水轮机输出有效功率的必要条伺：是( )。 A．进口环量必须大于0 B．进口环量必须大于出口环量 4．轴流式水轮机中水流的( )和转轮的轴线方向一致。 A．绝对速度 B. 轴面速度 5．水轮机的空化系数。是水轮机( )的相对值。 A．动态真空 B. 静态真空 6．尾水管补气的目的是( )。 A．减轻尾水管的压力脉动 B．消除叶片空化 7．水轮机模型综合特性曲线以( )作为坐标参数。 A．n11，Q11B．H，P 8．混凝土蜗壳的断面为( )。 A. 圆形断面B．梯形断面 9．导水机构调节流量的实质是( )。 A．改变导叶出口面积 B. 改变导叶出口水流角度 10．尾水管相对损头与( )。 A. 水轮机的比转速有关 B．水轮机工作水头有关 三、简答题(每小题10分，共30分) 注：水动方向可从中任选三题，其他专业方向做前三题 1．简述水电站的生产过程及主要设备的名称及作用? 2．轴流转桨式水轮机有哪些主要部伺：?其作用是什么? 3．简述间隙空化原因及易发部位? 4．水电站中使用哪些油品?其作用是什么? 5．机械式水轮机调速器由哪几大部分构成?其作用各是什么? 四、计算题(每小题20分，共40分) 一、判断题(对打√，错打X，共15分)
IEC 60193 水泵水轮机模型验收规程 标准译文 (1)
目录前言 目次 1总则 1.1范围和目的 1.1.1范围 1.1.2目的 1.2引用文献 1.3术语、定义、符号和单位 1.3.1概述 1.3.2单位 1.3.3术语、定义、符号和单位表 1.4与水力性能有关的保证值的性质和范围1.4.1概述 1.4.2模型试验法验证的主要水力性能保证值1.4.3模型试验法不能验证的保证值 1.4.4附加性能数据 2试验的执行 2.1试验安装和模型的要求 2.1.1试验室选择 2.1.2试验装置安装 2.1.3模型要求 2.2模型和真机的尺寸检查 2.2.1概述 2.2.2需检查的模型和真机的尺寸 2.2.3表面的波浪度和粗糙度 2.3水力相似、试验条件和试验程序 2.3.1水力相似 2.3.2试验条件 2.3.3试验程序 2.4测量方法介绍 2.4.1主要水力性能保证值的测量 2.4.2附加数据与测量 2.4.3数据的采集和处理 2.5物理性质 2.5.1概述 2.5.2重力加速度 2.5.3水的物理性质
2.5.4大气的物理性质 2.5.5水银密度 国际标准IEC60193由IEC TC4即水轮机技术委员会编制。 第二版IEC60193将取消和替代1965年出版的第一版IEC60193及其补充1（1977），IEC60193A（1972）以及IEC60497（1976）和IEC60995（1991）。 本标准的第1至第3章覆盖了上述出版物，第十章给出。 3附加内容 本标准的文本基于下列文献： 上表的表决报告给出了本标准表决标准的所有情况。 附录B、F、G、K、L和M内容是本标准不可分割的一部分。 附录A、C、D、E、H、J、N和P是供参考内容。
叶片式水力机械的全特性(Q-H)
叶片式水力机械的全特性（Q ~H 坐标） （1）转速为正（n >0）时轴流式机组特性曲线。如图3-3（a ）所示，曲线AB 段的H 、Q 、n 、M 均为正值，则QH >0，ωM P =>0，由工况定义知，AB 为水泵工况。BC 段的Q 、n 、M 为正，H 为负，则QH <0，水流经过转轮后能量减少，ωM P =>0，转轮输入功率，此为制动工况。C 点M =0，亦即P =0，QH <0，为飞逸工况，水流流经转轮减少的能量用于克服飞逸时的机械损耗。C 点以下的Q 、n 为正，H 、M 为负，则QH <0，水流能量减少，ωM P =<0，转轮向外输出功率，此为水轮机工况。不过这时的水流由尾水管流向蜗壳，是倒冲式水轮机工况，一般称为反水轮机工况。A 点以左，Q 为负值，其它参数均为正值，则QH <0，ωM P =>0，亦为制动工况。所以n 为某一正值时，水力机组自左至右经历了制动工况、水泵工况、制动工况及反水轮机工况四个工作状态。 图3-3 三种转速下水力机组的全特性曲线 （2）转速为零（n =0）时轴流式机组的特性曲线。此时水力机组在循环管道上实际上就成为局部阻力，因此，不管流量是正还是负，水流流经转轮后能量总是减少的，也不管扭矩是正还是负，因为转速为零，所以功率也必为零。故当转速为零时，整个特 性曲线上的工况均为制动工况，转轮处的局部损失22 2KQ g v h ==?ζ，所以()Q f H =曲线亦为抛物线，又因QH <0，则H 为正时，Q 必为负，反之亦然，故()Q f H =曲线贯穿于Ⅱ、Ⅳ象限，如图3-3（b ）所示，但此抛物线不是水力机组相似工况点的抛物线。水流对转轮的作用力矩等于水流进出转轮的动量（mv ）的变化量，由此可知，力矩的大小与流量的平方成正比，所以()Q f M =亦是一抛物线，其方向当n =0时，水头为正，
水轮机和水力发电
水轮机和水力发电 摘要 水的能量可以通过三种基本方法来获得：利用水的重力作用、水的压力作用或水的流速作用，或者其中任意两种或全部三种作用的组合。在如今的实际应用中，佩尔顿式水轮机或冲击式水轮机是唯一只利用其中一种方法来获取水能的，即利用一束或者好几束高速的水流的作用获得能量的一种水轮机。这种类型的水轮机通常应用在高水头电站上。法拉第曾经指出：线圈在磁场中旋转，就产生了电。因此，为了获得电能，我们必须产生使“线圈”旋转的机械能。用燃料或流水的能量带动原动机（称为涡轮机）就产生了机械能。这种机械能转换成电能是通过电动机来实现的，电动机直接连接在涡轮机轴上，由涡轮机驱动。因此，就在发电机的出线端获得电能，然后输送到需要它做功的地区。发电需要的装置或机械（即原动机+发电机）统称为动力设备。安置所有机械和其他辅助设施的建筑称为发电厂。 关键词:水轮机水力发电水电站种类水头系统 从1925年开始，水轮机的最高效率达到93%或稍微高一点就没有再提高了。就最大效率而言，水轮机的对水能的利用率已经达到了实际发展的极限了。然而，在最近几年里，水轮机的大小和单机容量却增长的很快。 另外，人们还对引起空蚀的原因以及怎样预防空蚀做了很多的研究，这些研究使得我们能够在高于以前认为的合适水头下获得更高的比转速。更大的机组，更高的比转速，以及水轮机的设计上的简化和改进，这几个方面的进步使得水轮机一直以来在作为原动力之一拥有很重要的地位。 1水轮机的类型 水轮机可以分为两大类：冲击式水轮机——利用高速水流冲击水轮机的一小部分时产生的动能；反击式水轮机——利用充满转轮和过水道的水流所拥有的水的压力和流速两者相结合来获得动力。反击式系列又分成两种通用的型式：弗朗西斯式（有时称作反击式）以及旋桨式。旋桨式又进一步再分为定轮叶式水轮机和以卡普兰式代表的转叶式水轮机。
水泵水轮机结构介绍(精)
广州蓄能水电厂水泵水轮机结构介绍 肖苏平 一.简介 广州蓄能水电厂分二期建设,一、二期工程分别安装4×300MW可逆式水泵水轮机,单机容量(发电工况300MW,总装机容量2400 MW。一期(称A厂工程于1994年全部建成。二期(称B厂工程于1999年全部建成。一、二期工程于2000年3月全部投产。8×300MW 机组投产后,已成为当今世界最大的抽水蓄能电厂。 可逆式水泵水轮机在抽水、发电起动,停机操作灵活方便,在电网峰荷时放水发电,在低谷负荷时利用系统多余的电能抽水,在电网中起到了填谷调峰的积极作用,使系统中的所有各种电站的负荷趋于均匀,提高了整个电力系统的经济运行。 本电站两期工程共装设八台可逆式水泵水轮机。每台机组设备包括:水泵水轮机、调速系统、进水球阀、尾水事故闸门以及相应的操作控制系统,各种连接管路、阀门、管件、表计、自动化元件、控制电缆、备品、专用工具、实验设备等。A厂水泵水轮机由法国Neyrpic 公司承制、供货,B厂由德国Voith承制、供货。 电站工程主要特征数据如下: 上库水位:正常蓄水位 816.8 m 最低蓄水位 797.0 m 下库水位:正常蓄水位 287.4 m 最低蓄水位 275.0 m 电站毛水头:最大水头 541.8 m 额定水头 522.0 m
最小水头 509.6 m 二.水泵水轮机基本参数 水泵水轮机为竖轴单级、可逆、法兰西斯式,具有可调导水机构,与电动发电机轴直接连接。A、B厂水泵水轮机主要参数如下: A厂 B厂 额定转速:水轮机工况 500 r/min 500 r/min 水泵工况 500 r/min 500 r/min 旋转方向(俯视:水轮机工况为顺时针 水泵工况为反时针转轮直径:进口直径 3886mm 3802 mm 出口直径 2312mm 2090 mm 额定出力:水轮机工况 306 MW 308 MW 水泵工况 330 MW 330 MW 水轮机最大出力: 306 MW 352 MW 水轮机额定流量: 62.88m/s 65.95m/s 水轮机最大流量: 68.7m/s 72.92m/s 水泵最大流量: 60.03m/s 57.3m/s 水泵最小流量: 53.73m/s 50.6m/s 水泵水轮机总重: 450 t 转动惯量GD2: 3600t.m2 轴向最大水推力:正常运行时,水轮机工况 1500 kN 水泵工况 1500 kN
IEC60193水泵水轮机模型验收规程标准译文
目录 前言 目次 1 总则 1.1 范围和目的 1.1.1 范围 1.1.2 目的 1.2 引用文献 1.3 术语、定义、符号和单位 1.3.1 1.3.2 1.3.3 概述 单位 术语、定义、符号和单位表 1.4 与水力性能有关的保证值的性质和范围 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4 概述 模型试验法验证的主要水力性能保证值 模型试验法不能验证的保证值 附加性能数据 2 试验的执行 2.1 试验安装和模型的要求 2.1.1 2.1.2 2.1.3 试验室选择 试验装置安装 模型要求 2.2 模型和真机的尺寸检查 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.3 水力相似、试验条件和试验程序 2.3.1 2.3.2 2.3.3 概述 需检查的模型和真机的尺寸 表面的波浪度和粗糙度 水力相似 试验条件 试验程序 2.4 测量方法介绍 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.5 物理性质 2.5.1 2.5.2 2.5.3 主要水力性能保证值的测量 附加数据与测量 数据的采集 和处理 概述 重力加速 度 水的物理性质
2.5.4大气的物理性质 2.5.5水银密度 国际标准IEC60193由IEC TC4即水轮机技术委员会编制。 第二版IEC60193将取消和替代1965年出版的第一版IEC60193及其补充1 （1977），IEC60193A（ 1972）以及 IEC60497（ 1976）和 IEC60995（ 1991）。 本标准的第1至第3章覆盖了上述出版物，第十章给出。 3附加内容 本标准的文本基于下列文献： 上表的表决报告给出了本标准表决标准的所有情况。 附录B、F、G、K、L和M内容是本标准不可分割的一部分。 附录A、C、D、E、H、J、N和P是供参考内容。
水泵水轮机型式及比转速选择
水泵水轮机型式及比转速选择 作者：福建省水利水电勘测设计研究院陈绍钢 摘要：长泰抽水蓄能电站装机1 800 MW，最大动扬程896 m，如采用单级混流可逆水泵水轮机并按统计公式计算其水泵比转速为27.59 m．m3／s，显然偏低。当采用2级水泵水轮机时水泵比转速可达37.3 m．m3／s，此时机组的效率可进步、尺寸减小、土建投资也可减少。2级可调导叶混流可逆水泵水轮机比不可调导叶的机组出力可进步15%；水泵起动时可封闭导叶，起动功率只有最大功率的15%，而不可调导叶的将达65%～70%。长泰抽水蓄能电站经综合比较初步推荐2级可调导叶混流可逆式水泵水轮机，单机容量300 MW。该种机组目前国内外尚无实例。在建的韩国一抽水蓄能电站，水头816 m，装机4台，单机容量为250 MW，选用2级可调导叶混流式可逆机组，将于2001年投产。 关键词：水泵水轮机；比转速；超高水头；长泰抽水蓄能电站 1工程概况 长泰抽水蓄能电站位于福建省漳州市长泰县陈港镇，距漳州市35 km，上库位于吴田山顶部，下库利用已建活盘水库，上、下库水平间隔3 887 m，高差871 m，电站一期装机600 MW，二期再装机1 200 MW。 2单机容量选择 电站装机规模大，若采用单机容量200 MW，则总装机需9台，一般情况台数多设备多土建投资也大。目前国内制造高水头大容量的抽水蓄能机组尚有困难，主机设备需从国外引进，这种水头高、单机容量大于300 MW的机组在国外也较少，故一期工程初拟单机容量300 MW，装机2台。 3机组机型选择 电站一期净水头为849～880 m，动扬程871～882 m，最大动扬程与最小净水头之比为882／849＝1.039；二期工程最大动扬程与最小净水头之比为869／847＝1.058。根据电站净水头和动扬程的变幅，初拟机型为单转速混流可逆式水泵水轮机。 采用2级水泵水轮机可以减少转轮沉没深度，可采用较高的比转速以获得较高的效率。2级可调水泵水轮机在国外80年代初已完成模型试验，但由于结构复杂和设备价格较贵，一般要比单级可调贵30%～40%。所以尚未在实际工程中应用。90年代随着科学技术水平的进步及结构的改进，2级可调水泵水轮机在技术上的难度已逐渐减小，设备的差价也逐渐缩小，已进进实用期阶段。 日立公司以为单级转轮的应用水头上限为800～900 m，超过此限度后转轮的结构强度难于保证，但目前超800 m水头的还未实践过。一般水头超过600～700 m 以上时，单级水泵水轮机效率已经较低，但由于高水头综合效率较高，700 m左右仍有采用单级水泵水轮机的。采用2级水泵水轮机主要优点在于把机组每级水头降低，由于每一级水头只是总水头的一半，可以减小脉动压力；转轮圆周速度也大大降低，对转轮强度设计将更有利；转轮直径也可以减小，叶片高度可以增大，更有利于转轮叶片的加工制造；吸出高度Hs值与单级水泵水轮机相比可差15 m左右，即可以进步机组安装高程15 m；由于转轮直径减小，厂房总体尺寸也可减少30%左右，土建投资可大量减少。 选用2级可调水泵水轮机与采用2级不可调固定导叶的水泵水轮机设备相比价格约贵10%，成套机组设备约贵5%，但2级可调水泵水轮机还具有很多优点：在水轮机工况运行时，能根据系统需要调节水轮机的出力；机组可以利用超发来获得
水轮机专用中英文对照
水轮机、蓄能泵和水泵水轮机的专用中英文对照术语及简单名称解释 2一般术语 2.1水力机械 hydraulic machinery 2.2 水轮机 hydraulic turbine 2.3 蓄能泵 storage pump 2.4 水泵水轮机 reversible turbine，pump-turbine 2.5 旋转方向 direction of rotation 2.6 机组 unit 2.13立式、卧式和倾斜式机组vertical，horizontal and inclined unit 2.14可调式水力机械 regulated hydraulic machinery 2.15不可调式水力机械 non-regulated hydraulic machinery 2.16主阀 main valve 3.1水轮机 3.1.1反击式水轮机 reaction turbine 3.1.2 混流式水轮机 Francis turbine，mixed-flow turbine 3.1.3 轴流式水轮机 axial turbine 3.1.4 轴流转桨式水轮机 Kaplan turbine，axial-flow adjustable blad propeller turbine 3.1.5 轴流调桨式水轮机 Thoma turbine 3.1.6 轴流定桨式水轮机 Propeller turbine 3.1.7贯流式水轮机 tubular turbine，through flow turbine 3.1.8灯泡式水轮机 bulb turbine 3.1.9竖井贯流式水轮机 pit turbine 3.1.10全贯流式水轮机 straight flow turbine，rim-generator unit 3.1.11轴伸贯流式水轮机（S形水轮机） tubular turbine（S－type turbine） 3.1.12 斜流式水轮机 diagonal turbine 3.1.13 斜流转桨式水轮机 Deriaz turbine 3.1.14斜流定桨式水轮机fixed blade of Deriaz turbine 3.1.15冲击式水轮机impuls turbine，action turbine 3.1.16水斗式水轮机Pelton turbine，scoop turbine 3.1.17斜击式水轮机inclined jet turbine 3.1.18双击式水轮机cross-flow turbine 3.2蓄能泵 3.2.1混流式（离心式）蓄能泵centrifugal storage pump，mixed-flow storage pump 3.2.2轴流式蓄能泵 propeller storage pump，axial storage pump 3.2.3斜流式蓄能泵 diagonal storage pump 3.2.4多级式蓄能泵 multi-stage storage pump 3.3水泵水轮机（又称可逆式水轮机） 3.3.1单级水泵水轮机 singal stage pump-turbine 3.3.2多级水泵水轮机 multi-stage pump-turbine 3.4主阀与阀门 3.4.1蝴蝶阀butterfly valve 3.4.2 平板蝶阀 biplane butterfly valve，through flow butterfly valve 3.4.3 圆筒阀 cylindrical valve，ring gate 3.4.4 球阀 rotary valve，spherical valve 3.4.5 盘形阀 mushroom valve，hollow-cone valve，howell-Bunger valve 3.4.6 针形阀 needle valve
电工术语 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机
电工术语水轮机、蓄能泵和水泵水轮机(一) 电工术语水轮机、蓄能泵和水泵水轮机 目次 https://www.wendangku.net/doc/df6567778.html,/techstandard/showContent.asp?id=375&TechDocTypeParentID=D&Tec hDocTypeName=%E6%B0%B4%E5%88%A9%E6%B0%B4%E7%94%B5 1主题内容与适用范围 2一般术语 3类型 4结构部件 5性能参数 6渗道参数 7试验方面 汉语索引 英文索引 附录A水轮机零部件名词术语与图样对照（参考件） 本标准参照采用国际标准IEC4（秘）104A《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机的名词术语导则》（1993年版），以及IEC41《确定水轮机、蓄能泵和水泵水轮机水力性能的现场验收试验》（1991年版）、IEC193《水轮机模型验收试验国际规程》（1965年版）、IEC609《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机空蚀评定》（1978年版）。 1主题内容与适用范围 本标准规定了水轮机、蓄能泵和水泵水轮机（以下总称水力机械，简称水机）的专用术语。 本标准适用于制订标准，编写和翻译手册、教材、书刊以及图纸设计等用途。 2一般术语 2.1水力机械hydraulic machinery
实现水流机械能和固体机械能之间互相转换的机械。 2.2 水轮机hydraulic turbine 把水流能量转换成旋转机械能的水力机械。 2.3 蓄能泵storage pump 抽水蓄能电站中将水从下游提升至上游的水泵。 2.4 水泵水轮机reversible turbine，pump-turbine 既可作水轮机运行又可作蓄能泵运行的水力机械，亦称可逆式水轮机。 2.5 旋转方向direction of rotation 从发电机轴端看到的转轮［叶轮］的旋转方向。贯流式水轮机则从上游向下游方向看水泵水轮机的旋转方向取水轮机工况的旋转方向。 2.6 机组unit 用于发电或抽水蓄能的水力机械和电机的组合装置。 2.7 水轮机进口测量断面inlet measuring section of turbine 测量水轮机进口水流能量的断面［图1（a）、图1（b）、图1（c）、1断面］。 2.8 水轮机出口测量断面outlet measuring section of turbine 测量水轮机出口水流能量的断面［图1（a）、图1（b）、图1（c）、2断面、图1（d）、3断面］。 2.9 蓄能泵进口测量断面inlet measuring section of storage pump 靠近吸水管或蓄能泵壳进口处的商定断面［图1（e）、图1（f）、2断面］。 2.10 蓄能泵出口测量断面outlet measuring section of storage pump 对于开敞式排流渠道，为靠近蓄能泵出口处的商定断面［图1（g）、1断面］；对于封闭管道，为排水阀上游靠近蓄能泵压水室处的商定断面［图1（e）、图1（f）、1断面］。 2.11 高压测量断面high pressure measuring section 水轮机进口测量断面与蓄能泵出口测量断面（图2）。