水电站

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混流式水轮机  水流从导水机构沿辐(径)向流入转轮,从转轮轴向流出的反击式水轮机。混流式水轮机是美国的弗朗西斯于1847~1849年在富尔内龙向心式水轮机基础上改进而成的,故又称为弗朗西斯式水轮机。适用水头范围为40~700m,是世界上采用最多的一种水轮机。在中国,混流式水轮机约占全部水轮机容量的80%以上。

混流式水轮机的主要部件有:蜗壳、座环、导水机构、顶盖、转轮、主轴、导轴承、尾水管等(见图)。

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此外还有顶盖排水、补气装置等附属部件。混流式水轮机转轮由叶片、上冠、下环、泄水锥、止漏环组成。叶片通常为12~20片,固定在上冠和下环上。大型混流式转轮一般在工厂制造加工后整体运至电站。当转轮尺寸、重量超过铁路、公路运输限制时,也可采用分瓣或分成若干部件运至工地,在现场拼焊成整体。

20世纪60年代以来,混流式水轮机在流道设计、材料、制造工艺等方面发展较快,模型最高效率已达94%~95%以上,真机达96%以上,单机容量和比转速提高十分迅速。1978年后美国大古力三厂投入的22号~24号水轮发电机组,水轮机额定出力716 MW,最大出力827MW,转轮最大外径9.9m,是世界上混流式水轮机中转轮尺寸和容量最大的。使用水头最高的是奥地利的罗斯亥克水电站,最大水头672m。

中国容量最大的混流式水轮机为二滩水电站的水轮机,额定容量550MW,最大水头189m,转轮名义直径6.367m。转轮直径最大的是五强溪水电站的水轮机,额定容量248MW,最大水头60.6m,转轮名义直径8.3m,最大外径8.984m。使用水头最高的是冷竹关水电站,机组额定出力60 MW,最大水头386m。2003年后,三峡水电站的水轮发电机组投入运行,其水轮机额定容量710 MW,最大出力852MW,转轮最大外径超过10m,最大为10.6m,水轮机最高效率达96.3%~96.8%,成为世界上容量和尺寸最大的混流式水轮机。


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