1、株洲航電樞紐電站燈泡貫流式水輪機簡介 10/2/20221探討的問題 1、為什么燈泡貫流式機組在國內外得到了廣泛的應用？ 2、燈泡貫流式機組適合什么樣的水力資源？3、燈泡貫流式水輪機采用什么樣的導水機構？4、為什么燈泡貫流式水輪機導水機構連桿軸承采用關節球軸承？5、管形座的固定導葉采用什么材料？10/2/20222株 洲 航 電 樞 紐 電 站 全 景 10/2/20223株 洲 電 站 遠 景 10/2/20224燈泡貫流式水輪機 貫流式水輪機是開發水頭低于30米的低水頭水力資源較好的方式，具有如下顯著的特點： （1）水輪機具有較高的過流能力和大的比轉速，在水頭和出力相同的情況下，貫流式水輪

2、機直徑比轉槳式小10%左右。 （2）貫流式機組布置合理結構緊湊，電站的開挖量和混凝土量較小，土建費用可節省20%-30%。 （3）電站建設周期短、投資小、見效快，電站靠近城鎮。10/2/20225國內現有機組出力比較10/2/20226國內現有機組轉輪直徑比較10/2/20227水輪發電機總圖燈 泡 貫 流 式 機 組 整 體 剖 面 圖10/2/20228總 體 設 計 1.支撐方式 機組管形座上、下固定導葉做為機組的主支撐，燈泡頭下部和水平方向的支撐做為輔助支撐。 2.軸承布置 株洲航電樞紐電站機組轉動部分采用雙支點、雙懸臂支撐方式 。 3.設計要點 水輪發電機組的燈泡體的支撐位于流道中，

3、支撐剛度低，設計中避免發生共振。 10/2/20229株洲電站水輪機特性 1、技術先進、形體結構尺寸大。是采用國外先進技術與國內一流廠家合作生產的燈泡貫流式水輪機，是目前國內投運的同類機組中形體結構尺寸最大的，轉輪直徑米。2、水頭低、流量大、適用范圍廣。工作水頭米，額定工作水頭米，額定流量487.88m3 /s 。3、轉速低、出力大。額定轉速，飛逸轉速協聯保持時159r/min、協聯破壞時200r/min，額定出力不少于，。4、重量大，水輪機總重920t。旋轉方向從發電機端向下游看為順時針，10/2/202210 整機動態特性分析圖10/2/202211 機組軸系計算圖（1）10/2/2022

4、12 機組軸系計算圖（2）10/2/202213 整機固有頻率和模態圖10/2/202214機組埋入部分 1、管形座 管形座是燈泡貫流式水輪發電機組最重要的埋入件，整個機組的各種力幾乎均通過管形座的固定導葉傳至砼基礎。管形座的固定導葉采用Q235C材料制造，其余部分采用Q235A。 2、轉輪室 轉輪室采用鋼板焊接結構，易空蝕部位采用不銹鋼復合鋼板，其余部分采用Q235A。滿足機組運行時轉輪葉片與轉輪室間間隙均勻的要求。 10/2/202215機組沖水工況應力分布圖10/2/202216機組正常工況應力分布圖10/2/202217 轉 輪 1、葉片采用ZG00Cr13Ni5Mo制造，由奧地利安德

5、利茲公司供貨，每臺機4個葉片，單片重10噸。 2、轉輪體采用ZG20SIMn制造，輪轂直徑米，長米，重60噸。 3、轉輪接力器缸采用ZG20Simo制造，直徑米，重噸。 4、接力器活塞環采用PTFE組合密封環，接力器活塞重噸。 5、葉片密封采用雙層D型橡膠密封。10/2/202218 轉 輪 裝 配 圖10/2/202219轉輪外形示意圖10/2/202220轉輪（拆去卸水錐、缸蓋等）示意圖10/2/202221葉片傳動機構示意圖10/2/202222株洲轉輪葉片示意圖10/2/202223株洲電站轉輪體10/2/202224高可靠轉輪槳葉密封 水電屬于綠色能源，因此現代水輪機設計對環保要求非

6、常高，尤其是轉輪槳葉密封絕對不允許有超標泄漏。密封設計中經過科學分析和反復論證，最后采用徑向組合密封結構，成功地解決了槳葉密封問題，電站的實際運行表明密封性能優良。 10/2/202225葉片密封示意圖10/2/202226株 洲 電 站 水 輪 機10/2/202227株洲電站主軸密封采用新結構、新材料 -徑軸向組合密封 主軸密封采用獨創的徑向和軸向組合密封結構，工作時通清潔水。更換主軸密封可不拆卸軸承，機組檢修密封采用空氣圍帶。 主軸密封的軸向部分采用平板密封，固定抗磨環摩擦副采用不銹鋼材料，徑向部分采用“L”型改性聚胺脂密封，轉動摩擦副采用不銹鋼材料。10/2/202228主 軸 密 封

7、 裝 配 示 意 圖10/2/202229 株 洲 電 站 水 導 軸 承1、水導軸承為臥式、低速、重載、自調心、動靜壓結合軸承。2、軸承采用彈性扇形板支撐結構，運行時可以實現軸承的自調心。3、軸承設有高壓油頂起系統，啟、停機時高壓油頂起系統投入，正常運行時軸承靠潤滑油泵和高位軸承油箱供油。4、對軸承的油膜壓力、功耗、溫升、潤滑油流量等靜態參數和油膜剛度、阻尼等動態特性進行科研攻關10/2/202230水 導 軸 承 裝 配 示 意 圖10/2/202231株洲電站水導軸承示意圖10/2/202232株 洲 電 站 導 水 機 構1、導水機構為錐角60度錐形導水機構，最大直徑米，總重218t。

8、（常規立式機組導水機構為圓柱形導水機構）。 1）由于機組支撐剛度低，變形大，導葉外軸承采用關節球軸承。 2）導葉連桿運動為空間運動，連桿軸承也采用關節球軸承。 3）導葉嚙合面為空間圓錐面。 4）控制環摩擦副采用滾動磨擦副。10/2/2022332、導水機構由兩只垂直布置的直缸式搖擺接力器操作，操作油壓。3、在整個開度范圍內，導葉具有自關閉趨勢。4、導葉密封采用國內、外開發使用的新型抗磨材料和密封型式。5、在貫流機組中導葉操作系統采用彈簧安全連桿保護裝置 10/2/202234株洲電站導水機構裝配示意圖10/2/202235株洲電站內配水環10/2/202236株洲電站外配水環示意圖10/2/2

9、02237 HARBIN ELECTRICAL MACHINARY Co.,38/ 95 株洲導水機構預組裝10/2/202238株洲導水機構清理組裝10/2/202239導 葉 1、導葉為錐扇形體,高米，重4.2t,工作面和背面為空間扭曲面 。2、導葉安裝難點：導葉端面、立面密封間隙的計 算調整。3、導葉加工采用最先進的三軸聯動數控鏜銑床加工導葉工藝。10/2/202240株洲電站導葉剛、強度分析示意圖10/2/202241 HARBIN ELECTRICAL MACHINARY Co.,42/ 95 株 洲 電 站 導 葉 預 裝10/2/202242 HARBIN ELECTRICAL MACHINARY Co.,43/ 95 株洲導水機構上半部翻身吊裝10/2/202243工 具 由于燈泡貫流機組為橫軸機組，而且燈泡體內空間狹小，因此根據現場空間情況，安裝時自行設計改造了許多適用于株洲航電樞紐電站水輪機的獨特安裝和運行檢修維護工具。 10/2/202244株洲電站尾水管安裝10/2/20