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水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)一般由控制環(huán)、導(dǎo)葉臂、頂蓋、活動(dòng)導(dǎo)葉(見圖2)和底環(huán)等組成。通常,頂蓋和底環(huán)固定不動(dòng),控制環(huán)能相對(duì)于頂蓋繞著水輪機(jī)軸線來回轉(zhuǎn)動(dòng),再帶動(dòng)與之相連的導(dǎo)葉臂動(dòng)作。在水電站中,上游水庫中的水經(jīng)引水管引向水輪機(jī),推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。導(dǎo)葉臂一動(dòng)作,則會(huì)傳遞動(dòng)力給活動(dòng)導(dǎo)葉,然后活動(dòng)導(dǎo)葉會(huì)繞著頂蓋、底環(huán)上的導(dǎo)葉軸孔的軸線來回轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)活動(dòng)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)到一定角度,相鄰導(dǎo)葉的頭部和尾部搭接,導(dǎo)水機(jī)構(gòu)關(guān)閉,當(dāng)往回轉(zhuǎn)動(dòng)到一定角度,則導(dǎo)水機(jī)構(gòu)完全打開,通過這種方式,導(dǎo)水機(jī)構(gòu)可起調(diào)節(jié)或截?cái)嗨鞯淖饔?。為了保證活動(dòng)導(dǎo)葉能在頂蓋和底環(huán)的導(dǎo)葉軸孔中靈活回轉(zhuǎn),同時(shí)保證導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在全關(guān)時(shí)相鄰導(dǎo)葉瓣體的頭部與尾部之間的立面間隙,以及在各種開度下導(dǎo)葉瓣體的端部與頂蓋、底環(huán)之間的端面間隙滿足設(shè)計(jì)要求,則在加工活動(dòng)導(dǎo)葉時(shí),導(dǎo)葉軸的上、中、下三段軸頸的圓柱度和同軸度必須得到保證,同時(shí)也必須保證導(dǎo)葉瓣體的形線輪廓尺寸,以及它與導(dǎo)葉軸線的位置度。
水輪機(jī)工裝的組成結(jié)構(gòu)包括上支撐1、上夾板2、大配重塊3、墊板4、小配重塊5、長螺栓6、螺母7、下支撐8、下夾板9、短螺栓10、螺母11和微調(diào)螺桿12。根據(jù)工裝的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),其裝配步驟為:先安裝上夾板2、下夾板9,再安裝墊板4、大配重塊3和小配重塊5,微調(diào)螺桿12裝在上支撐1和下支撐8后,再將上支撐1和下支撐8分別試裝在上夾板2和下夾板9上,調(diào)整位置,劃出裝配線。葉片及輪轂采用等力矩設(shè)計(jì)、動(dòng)平衡檢驗(yàn),運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低,葉片角度采用可調(diào)式,對(duì)風(fēng)量進(jìn)行合理調(diào)節(jié),達(dá)到節(jié)能省電的效果。拆卸工裝,再根據(jù)裝配線將上支撐1和下支撐8分別斷續(xù)焊接在上夾板2和下夾板9上,需采用合適的焊接方法,以控制焊接變形。若工件產(chǎn)生變形,則需對(duì)夾板進(jìn)行矯形,以滿足裝配要求。然后將合格的工裝按順序裝在導(dǎo)葉瓣體中部,緊固全部聯(lián)接件。
圖1是發(fā)電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子置于雙軸水輪機(jī)兩側(cè)的雙軸水輪發(fā)電機(jī)的原理結(jié)構(gòu)圖。舊式發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)軸固聯(lián),此種雙軸水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子B與鏈索(聯(lián)軸帶)D固聯(lián),并且使用隔水材料C密封。此外,少數(shù)火電廠采用在冷卻塔內(nèi)設(shè)置多層柔性網(wǎng)降噪的方式,但其降噪效果難以達(dá)到國家的限值要求。E為此種雙軸水輪發(fā)電機(jī)的定子,A為此種水輪發(fā)電機(jī)的動(dòng)力軸。此種雙軸水輪發(fā)電機(jī)的定子E也可以使用隔水材料C密封。
毫無疑問,雙軸水輪發(fā)電機(jī)的雙軸可以脫離水面,用來帶動(dòng)雙軸發(fā)電機(jī)。圖2是雙軸發(fā)電機(jī)的原理結(jié)構(gòu)圖。轉(zhuǎn)槳式結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,它通過槳葉的轉(zhuǎn)動(dòng)與導(dǎo)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)相互配合,實(shí)現(xiàn)導(dǎo)葉與槳葉的雙重調(diào)節(jié),擴(kuò)大了高效區(qū)的出力范圍,有較好的運(yùn)行穩(wěn)定性。虛線框內(nèi)是雙軸水輪機(jī)W,它向虛線框外的雙軸發(fā)電機(jī)提供雙軸動(dòng)力。此雙軸發(fā)電機(jī)可使用1動(dòng)力軸或2動(dòng)力軸G,它的轉(zhuǎn)子B固定在雙軸發(fā)電機(jī)的鏈索(聯(lián)軸帶)F上,它的定子E可以另外使用機(jī)架。H是此種雙軸發(fā)電機(jī)的密封層。
水輪發(fā)電機(jī)作為水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的組合,轉(zhuǎn)子和定子的密封技術(shù)較為復(fù)雜,雙軸水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子的密封,顯然不需要復(fù)雜的技術(shù)。關(guān)鍵在于,使用雙軸電動(dòng)機(jī)和雙軸水輪發(fā)電機(jī),不需要很高的成本,就能制造組合成具有超級(jí)發(fā)電能力的水輪發(fā)電機(jī)。冷卻塔供冷可以采用閉式冷卻塔,也可采用開式冷卻塔,由于閉式冷卻塔的造價(jià)為開式冷卻塔的4-6倍,所以選用開式的較多。我國長江上游有很多流水急深的地方,在那些地方建造千米級(jí)長度的雙軸水輪發(fā)電機(jī),應(yīng)該能得到數(shù)倍甚至數(shù)十倍于葛洲壩發(fā)電站的電量。
水輪機(jī)調(diào)速器的類型
3.1根據(jù)測(cè)速元件的不同,調(diào)速器可分為機(jī)械液壓型與電氣液壓型兩大類。
機(jī)械液壓型控制部分為機(jī)械元件(飛擺、杠桿等),操作部分為液壓系統(tǒng);
電氣液壓型控制部分為測(cè)頻回路(進(jìn)行測(cè)頻、放大、反饋),操作部分為液壓系統(tǒng)。
3.2按調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)數(shù)目不同,分為單調(diào)節(jié)和雙調(diào)節(jié)。
單調(diào)節(jié)是指以導(dǎo)水機(jī)構(gòu)為調(diào)節(jié)對(duì)象,適用于混流式和軸流定槳式水輪機(jī);
雙調(diào)節(jié)是指具有雙重調(diào)節(jié)對(duì)象的調(diào)節(jié)器,如軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī),除調(diào)節(jié)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)外,還調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)輪葉片轉(zhuǎn)角;沖擊式水輪機(jī)即調(diào)節(jié)針閥又調(diào)節(jié)折流器。
3.3按調(diào)速器容量大小不同,可分為大型與中小型調(diào)速器。
大型調(diào)速器的主配壓閥直徑大于80mm;中型調(diào)速器的調(diào)速功在10000—30000N˙m;小型調(diào)速器的調(diào)速功小于10000N˙m。