水力机械通常指将水流能量(动能、势能)与旋转机械能之间进行相互转换的机械设备。水电站水力机械主要包括水轮机、水泵水轮机和蓄能泵等。而水电站水力机械***的主要工作范围则主要包括水轮机/水泵水轮机、进水阀、调速系统、全厂水力机械辅助设备系统等的设计、制造、安装和运行管理。
水轮机/水泵水轮机一般根据其转轮所转换水流能量的形式不同和水流通过转轮的方向不同分为不同的类型。大中型水电站常用的有混流式水轮机、轴流转桨式水轮机、灯泡贯流式水轮机、水斗式水轮机、单级混流式水泵水轮机等。
混流式水轮机的使用水头范围较广,一般在30米-700米,机组结构简单,运行稳定且效率高,是应用***广泛的一种水轮机,近年来的发展趋势是高水头、大容量和***率。目前世界上混流式水轮机单机输出功率已达81.2万千瓦(中国向家坝水电站)。国内已有三峡、龙滩、拉西瓦、小湾等一批水电站的70万千瓦级大型混流式水轮机投入运行。
轴流转桨式水轮机多用于中低水头大流量的水电站,水头适用范围3米-80米,其转轮叶片可以根据运行工况的变化而转动,从而扩大了***率区范围,结构相对复杂,冷却塔工厂,应用不断向高水头、大尺寸发展。目前世界上尺寸的轴流转桨式水轮机安装在中国葛洲坝水电站,转轮直径11.3米,额定功率17.77万千瓦。










水轮机导叶的加工
(1)活动导叶的刚性分析。在机械结构中,零部件都具有一定的刚性,刚性是零部件固有的特性,导水机构中的活动导叶也不例外。根据导叶的结构特点,其刚性一般取决于导叶轴的大小和长短,以及导叶瓣体的高度和厚度。导叶的轴颈大、长度小,导叶瓣体高度小、厚度大(因瓣体轮廓是曲线,这里所说的瓣体厚度是在轴颈尺寸范围内的瓣体的各厚度),则活动导叶的刚度好,改变其中一项,其刚性随之变弱。为了节约材料和减轻活动导叶质量,特别是为了增加导水机构的过流量,通常所设计的导叶瓣体的厚度要比导叶轴颈小(见图1),D大于T,从而导致导叶瓣体厚度方向的刚性差,这将影响到导叶的加工精度,特别是中段轴颈的加工精度。
相对于轴颈,瓣体厚度较小,在加工导叶轴颈时,由于导叶自重和车刀径向切削力的作用,在瓣体厚度方向中段轴颈产生的挠度比其他方向的挠度大,从而可能导致该处导叶轴段的加工精度超过设计要求。
为了使工装产生应有的效果,需要精准的调试。取高度一样的两支撑,分别放在导叶下轴段和中轴段的位置,将导叶瓣体头部向下,冷却塔供应商,吊放在两支撑上,且处于自由状态。然后在裙边法兰端面分别放置4个百分表,如图5中所示的安放位置,固定百分表在支撑上,仅表的测头与法兰接触,并使得表的指针都处在0位。调整8个微调螺杆,使得螺杆端部刚好与法兰表面接触,观察百分表,要求8个表的指针都在0位,嘉兴冷却塔,如若不是,新型冷却塔厂家,则需重新调整微调螺杆,直到满足要求为止。在调整螺杆时,不能对裙边法兰作用太大的力,以防止法兰产生变形,导致卸下工装后导叶回弹,影响导叶***终的加工精度。
由导叶特点和工装结构可以看出,该工装增强导叶的刚性是通过8个微调螺杆对裙边法兰作用而实现的。在加工活动导叶轴段时,影响导叶刚性***薄弱的方向为瓣体厚度方向,在此方向导叶***容易产生变形,增加工装的目的是抵抗该方向产生的变形,从而增加导叶整体刚性,提高导叶的加工精度。
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