第３３卷第１７期 Ｖｏ１．３３ Ｎｏ．１７ 企业技术开发 ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬ ＤＥＶＥＬ０ＰＭＥＮＴ ０Ｆ ＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥ ２０１４年６月 Ｊｕｎ．２０１４ 灯泡贯流式水轮机的结构特点 任尚洁 （浙江富春江设备股份有限公司，浙江杭州３１００１３） 摘要：灯泡贯流式水轮机是开发低水头水力资源的一种机组，文章综合介绍了灯泡贯流式水轮机的结构设计特点。 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—８９３７（２０１４）１７—００８６—０２ 关键词：灯泡贯流式水轮机；结构特点 中图分类号：ＴＫ７３０．３ 这种机型适用水头范围广，流道呈直线状，转轮形状 与轴流式相似。机组转动部分采用两支点双悬臂结构，机 组旋转方向为从发电机端向下游方向看顺时针。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。 １灯泡贯流式水轮机的主要部件结构特点 １．１尾水管 尾水管一般采用钢板里衬，里衬应能安全承受各种尾 水位的内外水压力、运行中的压力脉动以及混凝土浇筑中 出现的内外压力，所以要求里衬有足够的强度和刚度。因 为尾水管里衬都是运到现场后再拼焊成整体，所以里衬的 分节数在满足装卸及运输条件下应尽可能少，这样可以减 少现场的组装工作量和尾水管的变形。尾水管上设有单独 引出的进１５断面压力测头４个及出１５断面压力测头４个（沿 圆周方向均布，采用不锈钢制作，分别测量尾水管进口真 空和出Ｅｌ压力）。尾水管底部应开一定数量的带堵板的混 凝土浇注孑Ｌ和灌浆孑Ｌ。 １．２转轮室 转轮室是连接尾水管和管型座的部件，其分瓣结合面 采用法兰连接，并应有可靠的止漏措施。转轮室内表面应 加工成球面，内壁与桨ｎｔ－￣＇Ｆ缘的间隙要均匀，单边间隙 值≤０．０００８ Ｄ。转轮室与基础环之间应设伸缩节，其可调间 隙为１５～２５ ｍｍ。 １．３管型座 管型座既是流道又是机组的主支撑，必须具备足够的 强度和刚度。它的受力情况主要考虑四个工作状态下的：在 停机充水工况；满负荷正常运行工况；紧急停机；飞逸工况。 管型座由内壳体、外壳体、上竖井和下竖井等组成。上 下竖井应设有爬梯和平台，并须考虑管道、电缆的通过。内 壳体与上、下竖井采用焊接联接并进行无损检查。内壳体 的上游面与定子机座连接，下游面与内导环连接，其采用 分瓣结构。外壳体上游面与发电机进人孑Ｌ的框架、墩子盖 板连接，下游面与外导环连接。外壳体采用钢板焊接结构， 在工厂内预装并在现场组装，其与混凝土接触面应设有锚 具及拉杆。管型座底部应开一定数量的混凝土浇注孔和灌 浆孔，并带堵板。 １．４导水机构 导水机构由内、外导环、导叶、导叶轴承、导叶操作机 构、重锤、连杆、拐臂和导叶保护装置等组成。导叶操作机 作者简介：任尚洁，浙江富春江设备股份有限公司。 构应有足够的强度和刚度，在满足水轮机允许吸出高度要 求的条件下，尽可能增大导叶开度，以增加低水头下的输 出功率。要设置有效保护装置，使得在导叶关闭过程中，当 两导叶之间卡有异物时能保护其他导叶可以全关，并能发 出导叶卡阻信号。一个保护元件破坏应不会引起其它保护 元件的连续破坏，每个保护元件应装有信号装置，保护装 置应具有互换性。导叶采用弹簧连杆保护方式，弹簧连杆 间隔布置。 导叶采用铸钢整铸或钢板焊接加Ｔ，圆锥形布置，各 轴颈处堆焊不锈钢保护层。内、外导环为分瓣结构，用钢板 焊接并退火，分瓣结合面及上游、下游侧均采用法兰连接， 并设可靠的止漏装置。内导环采用钢制件，其上游和下游 侧均有法兰。 控制环采用铸焊货焊接结构，具有足够的刚度。如必 须分瓣时，分瓣面应设在应力最低的位置。控制环与外配 水环之间采用滑动摩擦或滚动摩擦，滚球材料为不锈钢， 并便于拆装。控制环上设有悬挂重锤的吊环。 １．５转轮和转轮桨叶操作机构 桨叶采用可焊性好、耐腐蚀的不锈钢ＶＯＤ精炼铸造， 并在五座标数控镗铣床加工成型。在预期的最大载荷和最 高飞逸转速时，叶片最大应力都不超过规定值。转轮要满 足铸造质量标准，并做无损探伤试验。桨叶加Ｔ前后要探 测气孔，所有气孔均应铲除并修复，加Ｔ后不允许有空穴、 凹陷、裂缝或凸出物。桨叶操作机构由连杆、拐臂及连接销 组成，该机构应有足够的精度并运行灵活。 转轮轮毂采用抗磨蚀和可焊性好的碳钢铸造，用不锈 钢螺栓和定位销连接到主轴法兰上。在轮毂表面桨叶根部 活动范围内铺焊不锈钢保护层以防空蚀。桨叶端部活动范 围内的轮毂表面应加工成球形，减少桨叶与轮毂之间的间 隙，以降低通过此间隙的漏水量。桨叶密封应安装、拆卸方 便，不用拆卸叶片即可更换叶片密封。转轮体内的采用钢 制活塞，活塞杆通过接力器活塞缸盖的部位应设有可更换 的导向瓦。轮毂表面型线应与验收后模型相似。 泄水锥用不锈钢螺栓连接到轮毂的下游端，应设有防 脱落设施，泄水锥拆卸后可检修轮毂内部的桨叶操作机构。 转轮装配好后应在车间进行耐压及桨叶动作试验，以 检验桨叶密封、桨叶开启角度范围；同时应作静平衡试验， 不允许在轮毂的外侧作偏心切割，为了平衡用的配重块或 塞孔必须设在不靠近水流的表面。 １．６主轴和主轴密封 主轴用锻钢锻制，带有锻制法兰。主轴为空心结构。 主轴应具有足够的强度和刚度，且全部精加工，主轴 第３３卷第１７期 任尚洁：灯泡贯流式水轮机的结构特点 与轴承配合的表面要抛光，并在精加工之后做超声波检 受油器设有桨叶转角和回复杆位置指示装置。受油器 查。主轴保护罩采用钢板卷制，分成两瓣，采用法兰连接。 应设有防止轴电流及漏电的措施，受油器与发电机连接应 主轴密封应严密、耐磨、耐热、结构简单，便于检修。紧 设有绝缘措施。受油器转动与固定部分应留有一定的反向 固工作密封和检修密封的压板、螺栓、螺母等均用不锈钢 推力位移裕量。 制作。一般有端面平板式密封；成型填料密封；径向补偿式 １．９轴承润滑油系统和冷却系统、过速保护装置等 密封。 轴承采用高位油箱供油，高位油箱油量应满足在油泵 １．７导叶接力器 故障时机组各轴承能连续安全运行１０ ａｒｉｎ和完成机组事故 水轮机应设置油压操作的导叶接力器，其额定操作油 停机时所需的润滑油量。所有轴承都采用同一种润滑油，冷 压为６－３ ＭＰａ。接力器应设置填料箱和密封，以防止漏油。 却器布置在轴承油箱外。水轮机应设有油温监测装置。 接力器活塞杆应用高精度加工的不锈钢制造，应设置漏油 每台机组提供一套保护装置，其动作值在原厂整定， 接收和排油装置，以及从接力器缸排除空气的针阀。接力 不允许现场进行整定。该装置在工厂整定后，在现场安装 器缸两端应设有压力表。在接力器与导水机构操作环之间 时不需要调试即应可投入正常运行。 设置连杆。 接力器应在工厂整体组装和做耐压试验，充油运输， ２结语 包装严密，在工地不需拆洗。接力器设计要合理，防止导 因为贯流机机组结构紧凑，与同一容量的机组相比， 杆、接力器缸和活塞等部件的拉毛现象。 其尺寸小，可布置在坝体内，取消了复杂的饮水系统，可减 １．８受油器 少厂房的建筑面积。但是由于发电机也是装在水下密闭的 受油器安装在发电机前面的灯泡头内，包括受油器支 灯泡体内，所以对电机的通风、密封、轴承的布置和运行检 架、操作和传输桨叶位置的同复杆及位移传感器等。 修有一定的要求。相信随着水轮机技术的进步和发展，以 受油器结构应满足漏油量最小，安装方便和运行可靠 及国内外技术的交流学习，这种低水头、效率高的贯流机 的要求。应设有漏油回收的排出装置，并用管路将漏油排 会有更大的空间。 至漏油箱。任何情况下必须杜绝油漏向发电机。 操作采用不锈钢无缝钢管，法兰连接，其轴承采 参考文献： 用自调整结构，在机组主轴内不少于三个自调整轴承。在 ［１］符胜蛟．灯泡贯流式水轮机运行中的几个问题［Ｊ］．大众科技， 受油器开、关腔上应装设压力表。 ２０１ ｌ，（８）． （上接第７４页）能质量的干扰日益严重和复杂。数字滤波器 滤波器等的原理。并从电力系统内部角度讨论了不足与进 对电能质量起到调节作用，有效提高电能质量，以保证电 取两方面。突出信号处理的重要性，信号处理技术已在突 网优质可靠运行。当然，数字滤波器在电机控制、继电保 飞猛进的新时代里推广普及，明确信号的提取原理，透过 护、变电站自动化等方面也都得到广泛应用。电力系统继 装置准确提取信息以了解运行情况，及时处理不安全行 电保护是一门综合性很强的学科，在继保中最主要的就是 为，大大提高了供电的可靠性，捍卫坚强电网！ 故障信息的提取和识别。而数字信号处理器已成为故障信 息的提取和识别的基本手段。目前微机保护原理基本是工 参考文献： 频量实现的，并广泛应用于工作中。常用的滤波器是采用 电容、电感等构成，如刚才举例的ＲＣ低通滤波器或者ＬＣ振 ［１］靳希，杨尔滨，赵玲．信号处理原理与应用［Ｍ］．北京：清华大学出 荡回路等，对于信号处理的发展起到非常重要的奠基作用 版社，２００４． 和推动作用。 ［２］张贤达＿现代信号处理［ＩⅥ］．北京：清华大学出版社，２００４． ３结语 ［３］赵晓坦，苏鹏声．离散序列小波变换在微机继电保护中的应用 ［Ｊ］．继电器，２００２，（１ ０）． 本文依据信号处理的原理，介绍了滤波器原理及数字
