1、一、燈泡貫流式機組§ 燈泡貫流式機組的發電機安裝在密封的、外形酷似白熾燈燈泡的燈泡頭內，水輪機裝在燈泡的插口后，因此稱這種水輪機為燈泡貫流式水輪機。§ 燈泡貫流式水輪發電機組布置形式：主要有兩種方式：一種是以管形殼為主要支撐的布置方式，一種是以水輪機固定導葉為主要支撐的布置方式燈泡貫流式機組特點及優缺點§ 1、發電機安裝在水輪機上游側一個燈泡型的金屬殼體中，發電機與水輪機共一根主軸，水平連接。§ 2、水流基本上軸向通過流道，軸對稱流過轉輪葉片，然后流出直錐形尾水管。§ 3、機組的軸系支承結構、導軸承、推力軸承都布置在燈泡體內。§ 4、

2、這種機組所有的電纜、通風冷卻管道及油管等都是通過燈泡頭豎井和燈泡體支承的空心部分與外界相連。§ 5、由于貫流式機組水流暢直，水力效率比較高，有較大的單位流量和較高的單位轉速，在同一水頭，同一出力下，發電機與水輪機尺寸都較小，從而縮小了廠房尺寸，減少了土建工程量。§ 缺點：但是發電機裝在水下密閉的燈泡體內，給電機的通風、密封、軸承的布置和運行檢修帶來困難，對電機的設計制造提出了特殊要求，增加了造價。§ 優點：比轉速高、過流量大、效率高、廠房尺寸小、投資省。 （一）、燈泡貫流式水輪機過流和泄水部件 § 尾水管里襯、管形殼（內管形殼體、外管形殼體）、發電機吊裝

3、孔、蓋板、下導流板，接力器基礎以及下部支撐、側向支承基礎板等。§ 1管形殼基礎板；2徑向支承；3前錐體；4軸向支承；5中心定位架；6內管形殼；7尾水管里襯；8導水錐頭部；9外管形殼；10抗壓蓋板；11發電機側向支承基礎板 1、流道和 管形殼§ 燈泡貫流式機組的流道是混凝土的。特點：大而短。§ 管形殼 ：管形殼分為外管形殼體及內管形殼體。外管形殼體上游面與發電機進人孔的框架、墩子蓋板連接。管形殼的結構應滿足受力要求。 2、發電機吊裝孔框架、抗壓蓋板 § 發電機吊裝孔是為了安裝、檢修時吊入和吊出發電機定子、轉子，主軸和燈泡頭等部件而設計的。抗壓蓋板是發電機吊

4、裝孔的蓋板，并可為發電機燈泡頭進人豎井定位。§ 頂導流板為多孔結構，目的是減少機組甩負荷時反向水錘壓力對蓋板的升壓值。 3、下支承、側向支承1、下支承：球面支承安裝在燈泡頭的下部，在流道無水的時承受燈泡頭、定子等部件的重力；在流道充滿水后承受燈泡頭、定子等部件的重力和其浮力的合力。2、側向支承承受燈泡體的在不平衡水流作用下的側向力和機組在運行時產生的振動力。3、這兩種支承在安裝時必須拉伸。圖127 球面支承結構圖（見圖）1雙頭螺栓；2上螺母；3上球形頭；4鎖緊螺冒；5支座板；6球頭支柱；7O形密封圈；8基礎板；9墊板；10下螺母11O形密封圈圖128 球面側向支承結構（見圖）1鎖緊螺

5、母；2球形頭；3燈泡頭壁；4翼形球面支柱；5球形座；6鍥形板；7基礎板；8定位塊；9翼形導流板4、下導支墩、圍板 § 在發電機下部支墩與定子外殼之間設立下導流板。下導流板是為水流起導向作用，目的是減少運行中水力損失。 圖129 下導流板和圍板1下導流板；2下支墩；3球面支承的基礎板5、泄水部件§ 燈泡貫流式尾水管是直錐形尾水管。前面部分帶金屬里襯，后面部分是鋼筋混凝土。§ 作用：排水并回收水能。 （二）、燈泡貫流式水輪機導水部件 2、導水機構又叫導水部件，它位于水輪機轉輪和引水部件之間，其主要作用是調節進入水輪機轉輪的流量和形成水流推動水輪機轉輪旋轉所需的環量，實

6、現開停機和調節水輪機的出力。調頻機組，通過改變流量來調節機組的轉速，確保機組的轉速穩定在額定轉速范圍內運行。2、燈泡貫流式機組的導水機構特點燈泡貫流式機組的導水機構，水流流進導葉時其方向與導葉軸線傾斜一定角度，導葉全關時象一個圓臺，其軸線成一個圓錐，故稱斜向式導水機構，又稱圓錐式導水機構。燈泡貫流式機組的導水機構的組成除了有與立式機組相同的導葉、導葉套筒、導葉傳動機構（包括導葉臂、連接板、連桿）、控制環外，還有與立式機組不同的地方，如內、外配水環等。導葉接力器在豎直面上平行布置，調速環是豎直布置。圖131導水部件1外配水環法蘭；2拐臂；3導葉；4內配水環；5連桿；6調速環；7外配水環3、導葉的

7、分類§ 按導葉翼型的不同，可分為對稱型和非對稱型兩種。非對稱型導葉按其彎曲方向不同又分為正曲率和負曲率兩種。對稱型導葉主要用于半蝸殼的軸流式水輪機；正曲率導葉主要用于中低水頭的混流式水輪機；負曲率導葉則用于高水頭混流式水輪機。因為燈泡貫流式水輪機需要導葉有自關性，所以一般采用不對稱型負曲率導葉。§ 導葉按其結構的型式分可分為三種：一種是整體鑄造的導葉，為減輕導葉的重量，葉體制成中空式，；第二種是鑄焊導葉，導葉體和軸分別鑄造后再焊成一體，；第三種是全焊導葉，導葉體用鋼板壓制成，然后焊接成型再與導葉軸焊成整體，。3、導葉的密封§ 一是水輪機停機時要求導葉關閉不漏水，如

8、果漏水量大，則水能損失多；§ 二是對調相運行的立式機組在調相運行時用壓縮空氣將轉輪內的水壓到轉輪以下，這時若導葉不密封就要漏氣，為減少漏氣損失，也需要導葉密封；§ 三是導葉有間隙漏水，容易產生間隙氣蝕而損壞導葉，為減少間隙氣蝕的破壞需要導葉密封；§ 四是為機組檢修前后提供靜水下閘和提起檢修閘門的條件。如果導葉漏水量大，檢修前，進水口檢修閘門在下閘的過程中，閘門前后的壓差大，導致檢修前閘門放不下；在檢修后，流道內的水壓不能與壓力前池的水壓平衡，從而閘門提不起來。 § 導葉密封分為端面密封和立面密封 圖135 導葉1上軸；2導葉體；3翼型橫切面；4下軸孔4、

9、導葉上、下軸頸的密封§ 燈泡貫流式水輪機導葉上、下軸頸的密封是為防止水從導葉軸頸分別漏至水輪機檢修廊道和燈泡體內。§ 國內90年代初期投產的燈泡貫流式機組導葉上、下軸頸密封不是很好，漏水嚴重。隨著我國燈泡貫流式水輪機的發展，新材料和新工藝的應用，導葉的上、下軸頸漏水的問題得到了圓滿解決。現介紹一組設計比較合理的導葉上、下軸頸密封導葉上軸頸及其密封裝置，它由壓環、導葉軸承補套、球面軸承、O型密封圈、導葉軸頸內/外保護套等組成。內、外保護套和O型密封圈主要起保護軸頸和密封作用。球面軸承使導葉運轉靈活。圖136 導葉上軸頸1、導葉端蓋；2、拐臂；3、端面間隙調整螺栓；4、定位螺栓

10、；5、壓環；6、導葉軸承補套；7、球面軸承；8、O型密封圈；9、導葉軸頸外保護套；10、導葉軸頸內保護套；11、排水孔；12、外配水環 導葉下軸頸§ 下導軸頸及其密封裝置，導葉內側為一短軸，青銅瓦為軸承，這種結構便于安裝。當外配水環與導葉一起吊入后，利用內側短軸可以很容易地從內配水環插入導葉下軸孔。導葉下軸頸用O型密封圈密封。圖138 導葉下軸頸1、下軸頸；2、軸承；3、聚脂纖維涂料；4O型密封圈；5內配水環5、燈泡貫流式水輪機的導葉傳動機構 § 葉傳動機構的作用是把由接力器傳來的開/關導葉的操作力矩傳遞到導葉，達到開/關導葉和調節流量的目的。§ 它由調速環、連桿

11、、拐臂等組成。燈泡貫流式機組的導葉傳動機構也采用了立式機組傳統的叉頭式連接的傳動機構或耳柄式連接的傳動機構1）剛性連桿剪斷銷式的導葉傳動機構存在的問題：經常要更換剪斷銷。2）撓曲連桿和液壓連桿相間布置的導葉傳動機構 § 在馬跡塘電廠用，在兩個60bar氮氣瓶。圖142 液壓連桿和撓曲連桿1拐臂；2導葉；3撓曲連桿；4液壓連桿；5調速環 圖145 卡有導物的液壓連桿和撓曲連桿1拐臂；2導葉；3液壓連桿；4撓曲連桿；5相鄰連桿產生的立面間隙；6異物；7變形的液壓連桿；8調速環 3）彈簧式安全連桿的導葉傳動機構 § 南電使用，有兩個偏心柱。圖146 安全連桿結構1球面軸承；2彈簧

12、；3連接銷；4連板；5拐臂；6調速環；7行程開關卡有導物的安全連桿1拐臂；2導葉；3異物；4安全連桿；5變形的安全連桿 4）磨擦環式導葉傳動機構 圖148導葉控制摩擦機構-拐臂座-摩擦環-拐臂-頂座-傳感器5）控制環 § 控制環：又稱調速環，它的作用是將接力器的作用力傳遞給導葉的傳動機構。 § 分類；按照控制環耳環的多少和布置方式的不同來分類，可分為單耳環式、雙耳環交叉式、雙耳平行式和無耳式。 § 燈泡貫流式水輪機的控制環不像立式機組的控制環那樣水平放置，支承在頂蓋或支持蓋上的支持環內，而是豎直放置，支承在外配水環上，依靠鋼球或滑塊滑動，在接力器的操作下繞水輪機中

13、心線旋轉，帶動導葉的傳動機構運動。 圖149 調速環示意圖(a)雙平行接力器推動的調速環；(b) 單接力器推動的調速環1調速環；2軸承壓板；3重錘吊耳；4接力連接環；5重錘和接力器共用環 § 控制環采用用滑塊4060mm的鋼珠作為滾動軸承來減少磨擦，要求控制環滾動面作硬化處理，這樣控制環運動時才靈活自如。鋼球用黃油潤滑。為防污物和冷凝水進入滾動面，兩側各裝有一根O形密封圈。§ 1連桿；2調速環；3軸承壓板；4軸承；5注油孔；6轉輪室法蘭；7密封圈；8外配水環法蘭；9外配水環 6）接力器§ 接力器很簡單，就是一個活塞和活塞缸組成。§ 按布置形式的不同，可分

14、為垂直式和傾斜式；接力器按個數分，可分為單接力器和雙接力器， § 常見的故障：滲油，振動，活塞缸內表面拉傷。6）重錘§ 為防止機組飛逸，燈泡貫流式機組在控制環的右側（面向下游）設有關閉重錘。 § 當調速器液壓系統失去油壓時，可依靠重錘的重力所形成的關閉力矩和導葉在水力矩的作用下形成的自關趨勢，能可靠地關閉導葉，迫使機組停機，防止事故的擴大。關閉重錘的作用相當于立式機組蝸殼前的快速關閉蝶閥或進水口事故閘門。§ 在液壓系統有油壓而調速器的主配壓閥卡死時，難以實現快速關閉。因此，在許多電站的液壓系統保護油路中設有快關一、快關二、飛擺中繼閥、最小壓力閥和手動三通

15、閥等，通過各種途徑作用于主配壓閥的快關接力器，強迫主配壓閥活塞下降停機，防止機組飛逸事故的發生。 8）配水環 § 配水環，顧名思義，起水流分配作用，使水流分配均勻進入轉輪室。§ 配水環分內配水環和外配水環。§ 內、外配水環之間安裝導葉，并對導葉起支承固定作用。 圖153 配水環1連接外管形殼的法蘭面；2導葉拐臂；3導葉；4內配水環；5連桿；6調速環；7外配水環 六、燈泡貫流式工作部件§ 1、燈泡貫流式工作部件水輪機轉輪§ 水輪機轉輪是將水能轉變成機械能的部件，是工作部件。§ 按葉片的數量分，燈泡貫流式水輪機可分為三葉片水輪機、四葉片水

16、輪機和五葉片水輪機。§ 按槳葉是否可操作分，可分為轉定槳式和轉槳式兩種。按槳的操作方式分，轉槳式水輪機可分為活塞套筒式、操作架式和缸動式等結構 。§ 下面主要介紹缸動式和活塞套筒式水輪機的結構。圖154活塞缸動式水輪機1水封；2葉片；3連桿；4轉輪體；5操作油管；6泄水錐；7泄水錐頭；8活塞缸；9活塞；10旋轉臂活塞套筒式，也就是活塞缸不動，活塞在操作油壓力的作用下運動時帶動連桿、拐臂運動，操作葉片旋轉，如圖155所示。圖155 活塞套筒式水輪機1軸套；2輪葉；3導向鍵；4連桿；5耳柄；6轉輪體；7轉輪體蓋；8蓋板；9泄水錐§ 為防止葉片與轉輪室之間產生間隙氣蝕，

17、在輪葉邊緣設有抗氣蝕裙邊 。§ 為防止水進入輪轂空腔內，燈泡貫流式水輪機一般設有高位輪轂油箱，依靠輪轂油的重力產生油壓，使輪轂腔內的油壓略高于外部水壓力，阻止外界的水進入輪轂空腔內。§ 轉動的葉片與轉輪體間設有密封。常用的有形、X形、V形和VX組合形密封。§ 常見故障：漏油、拉缸。圖157 V形密封結構圖1輪轂；2輪葉根部密封壓蓋；3V形密封圈；4頂緊環；5輪葉轉軸；6彈簧圖158 V、X組合形密封圖1. 輪轂；2密封壓環；3V、X組合密封；4頂緊環；5定位銷圖159 形密封1密封壓環；2密封；3彈簧；4輪轂2、轉輪室§ 轉輪室是水輪機的工作室，分上下兩

18、瓣，結構簡單。 § 轉輪室的上游側與外管形殼相連，下游側與尾水管相連。 七、燈泡貫流式水輪機主軸密封 § 為防止流道中的水通過靜止與轉動部分結合面的間隙大量流入管型殼，在轉輪與內管型殼之間均需設置密封裝置，通常稱為主軸密封。§ 主軸密封一般分工作密封與檢修密封。 § 工作密封是在機組正常運行時使用。 § 檢修密封在設備檢修特別是需維修工作密封時才投入使用。 § 機組主軸密封由梳齒密封、檢修密封和單層橡膠平板密封三部分組成，梳齒密封在減少漏水量上起著主要作用，同時也可減輕泥沙及污物對密封面的破壞。 1、梳齒密封在減少漏水量上起著主要作用，同時也可減輕泥沙及污物對