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1.7m，最高水头为602m。
冲击式水轮机按其结构特点可分为水斗式、双击式和斜击式三种，这里我们只简单介绍水斗式水轮机。
水斗式水轮机是冲击式水轮机中发展最快应用最广的一种机型，它是利用压力钢管引来的高压水能经喷嘴转化成动能，冲击水斗进行能量转换的。适用于小流量、高水头的电站。由于安装于尾水位以上，无复杂导水机构，取消蜗壳和尾水管，所以它具有安装高程不受空蚀限制、平均运行效率高、机组结构简单和土建投资少等显著优势。如图2-50所示,为水斗式水轮机结构，它主要由引水管、转轮、喷管、折向器、机壳等组成。
2.6.1 水斗式水轮机布置型式
水斗式水轮机的布置型式有卧轴和立轴两种。
图2-51 卧轴水斗式水轮机 （a）单轮单喷嘴；（b）单轮双喷嘴；（c）双轮单喷嘴；（d）双轮双喷嘴。 图2-53 水斗式水轮机的水斗 图2-52 立轴水斗式水轮机 1-水斗柄；2-出水边；3-分水刃；4-内表面； 5-缺口；6-背面；7-纵筋；8-横筋 卧轴适用于中小型机组，主轴可配置1～3个转轮，由于转轮空间上布置不方便，一般每个转轮周围布置1～2个喷嘴。如图2-51所示。
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立轴适用于大中型机组，一根主轴只装一个转轮，其喷嘴数一般有2～6个。如图2-52所示。 2.6.2 水斗式水轮机主要部件 1．转轮 水斗式水轮机转轮由圆形轮盘和均匀分布的叶片组成。其叶片如图2-53所示，像水斗，正面有分水刃，在分水刃端部有圆形缺口，以便射流。为了增强水斗的刚度和强度，在其背部加有横筋和纵筋。水斗与轮盘的联接方式有组合、焊接和整体铸造等结构型式。 2．喷管 喷管由喷管体、喷针、导水叶栅、喷针头和喷针操作机构组成。如图2-54所示，喷嘴由喷嘴口和喷嘴头组成，流量的控制是通过改变喷针与喷嘴口之间形成过水断面面积来实现，而水流在喷嘴口实现压能与动能的转换，由于水流速度较大，故在喷嘴出口处会产生空蚀和磨损，需在喷嘴口和喷针头采用抗磨蚀性能好的材料。在喷管体内装有导水叶栅，它用来支承喷针杆和引导水流沿喷针杆均匀流动。 3．折向器 图2-54 水斗式水轮机的喷管 折向器是位于喷管前部的喷嘴1-喷嘴口；2-喷针头；3-喷嘴头；4-喷管体；5-导水叶栅；6-喷针杆 头上，正常运行时，它与射流水柱之间保持3～6 mm距离。其原理是：当机组突然甩部分或全部负荷时，在调速器的协联机构的操纵下，折向器快速切断水流，防止机组产生飞逸，同时喷针缓慢关闭，避免引水管上产生过大水击压力，保证 机组的安全稳定运行。 图2-55 水斗式水轮机的机壳 4．机壳 机壳除引水至尾水渠，还是一个承重部件，下半部分并作为安装的基准件。要求要有一定的刚度和强度，一般为铸钢件，如图2-55所示。机壳的形状和尺寸对水轮机的工作一定的影响，它必须要有足够的空间。在机壳上设置引水板，以防止水流随转轮飞溅至上方造成附加损失，并减小气旋产生的风阻。 此外，在机壳下方设有平水栅，可作为削能和安装、检修时的工作平台。其上还装有制动喷嘴，停机时，防止损坏轴承，并可缩短停机时间。 26
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2.7 水轮机典型结构
2.7.1 混流式水轮机典型结构
1. HL200－LJ－550型水轮机
HL200－LJ－550为混流式水轮机，转轮型号为200，立轴、金属蜗壳，转轮标称直径为550cm。该机组是哈尔滨电机厂为我国某水电站生产的，它能担任调峰、调频和调相的任务。水轮机的基本参数为：最大水头Hmax＝126m，额定水头Hr＝112m，最小水头Hmin＝81m。额定流量Qr＝307m3/s，额定转速 nr= 125r/min，飞逸转速nrun＝260r/min，额定输出功率Pr＝306MW，最大效率ηmax=92.5%，轴向水推力Fh＝9810kN，吸出高度Hs=－5m，安装高程Z＝286m。其结构如图2-56所示。由于制造和运输条件的限制，转轮采用铸造结构并分瓣制造，材料为ZG20MnSi，上冠采用螺栓连接，运到现场组合，下环为焊接结构。转轮叶片共14个，为防空蚀，在叶片背面靠下环处堆焊有不锈钢防护层。为减小轴向水压力，在上冠上装有减压装置，并在上冠四周开有均布的12个减压孔。为减少漏水损失，设有迷宫式的上部止漏环和下部止漏环。转轮的总重量为1l1吨。主轴采用双法兰空心薄壁轴，材料为20MnSi，主轴直径为1.62m，轴长为5.2m，在与轴承接触的轴颈处包有不锈钢轴套。因该电站水质良好，所以该水轮机的导轴承采用水润滑的橡胶导轴承。在轴承体上方装有单层橡胶平板密封的润滑水箱，为防止润滑水漏损。检修密封为抬机式密封。
蜗壳由低合金钢板焊接而成，材料采用14MnMoVN，蜗壳包角为345°，进口断面直径为7.5m。尾水管采用4H型，直锥段内设钢板里衬，并装有十字补气架。尾水管高度为14.3m，长度为22m。导水机构为径向式，共有 24个活动导叶，导叶分布圆直径为 6.4m，导叶高为1.1mm，上部导叶采用ZG20MnSi整铸，导叶密封采用成型橡胶条密封。此结构现已改进。导叶轴套采用聚甲醛及尼龙材料，导叶套筒密封采用L型密封。导叶传动机构为叉头式，用剪断销加以保护。导水机构接力器采用两只摇摆式接力器，操作油压为4MPa，接力器的直径为650mm，行程为655mm，它布置在不相邻的两个象限内。锁锭装置设在支持环上，投入时锁住控制环。
机组防飞逸装置采用GC-150事故配压阀和快速闸门。补气措施有三处：顶盖上装2只φ200mm的吸力式真空破坏阀，当转轮内形成6.3kPa真空时补入空气；主轴下端装1只φ400mm吸力式空气阀，当转轮内出现真空时自动补气；为防止空腔空蚀和消除涡带，在尾水管的十字补气架的进口管上装1只φ200mm吸力式真空破坏阀，当尾水管内出现真空时自动补气。
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图2-56 HL200－LJ－550水轮机剖面图 1-蜗壳；2-座环；3-导叶；4-转轮；5-减压装置；6-止漏环；7-接力器；8-导轴承；9-平板密封；10-抬机式检修密封；11-主轴；12-控制环；13-抗磨板；14-支持环；15顶盖；16-导叶传动机构；17-尼龙轴套；18-导叶密封；19-真空破坏阀；20-吸力式空气阀；21-十字补气架；22-尾水管钢板里衬 2. HL100－LJ－210型水轮机 HL100－LJ－210为低比速混流式水轮机，它应用于水头较高的水电站，过流部件要有抗高水压的强度要求。该水轮机的基本参数有：最大水头Hmax＝318m，额定水头Hr＝270m，最小水头Hmin＝260m。额定流量Qr＝17.3m3/s，额定转速 nr=500r/min，飞逸转速nrun＝839r/min，额定输出功率Pr＝41.5MW，轴向水推力Fh＝1078.7kN，吸出高度Hs=－3.4m，安装高程Z＝875.8m。其结构如图2-57所示。由于该电站应用水头高，所以转轮叶片数较多，共有17片，叶片采用不锈钢材料制造。为减小漏水损失，转轮的上部和下部采用两道止漏环，其第一道为缝隙式，第二道为梳齿式，这是高水头混流式水轮机为提高止漏效果的结构特点之一。在顶盖上装设均压管作为减压装置，以减小轴向水推力，同时兼作调相补气管。该机组的导水机构为径向式，它具有16个活动导叶。导叶传动机构为耳柄式，由于水轮机径向尺寸较小，所以控制环布置在座环的上面，即布置在导叶分布圆直径以外，这种情况比较特殊。顶盖的形状也比较特殊，为了支撑导轴承，在顶盖上制作有轴承支架，支架和顶盖用整铸结构，顶盖和底环过流面镶有抗磨磨板。水轮机主轴为双法兰结构，不带轴领，轴颈直径为0.55m，轴长为3.56m。轴承为稀油润滑的圆筒式导轴承，轴承下方装有主轴机械式端面密封，密封材料为炭精。 蜗壳采用高强度铸钢分段铸造，并用螺钉连成整体，以满足高水头强度要求，蜗壳包角为354°，进口断面直径为1.5m。尾水管较长，长度为26.7m。为便于检查和更换转轮室，尾水管里衬做成可拆卸的，并且不埋在混凝土内，这就要求尾水管要具有足够的刚度。防飞逸装置采用球阀。补气措施有三处：顶盖上装2只φ100mm的真空破坏阀；
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