水輪機課程總結學院：能源學號:姓名：淺談沖擊式水輪機早在古代，我國就開始使用水車提供生產動力?，F如今，以水車為原型的水輪機——沖擊式水輪機正在成為水輪機領域一個新的熱門領域。在其他各種水輪機都相對成熟了的時候，沖擊式水輪機正在受到越來越多的關注?，F代沖擊式水輪機是借助于特殊導水機構引出具有動能的自由射流，沖向轉輪水斗，使轉輪旋轉做功，從而完成講水能轉換成機械能的一種水力原動機。在沖擊式水輪機中，以工作射流與轉輪相對位置和做工次數的不同，可分為切擊式水輪機、斜擊式水輪機和雙擊式水輪機。切擊式水輪機工作射流中心線與轉輪節圓相切，故名切擊式水輪機。其轉輪葉片均由一系列呈雙碗狀水斗組成，故又稱水斗式水輪機。切擊式水輪機是目前沖擊式水輪機中應用最廣泛的一種機型。其應用水頭一般為300-2000m,目前最高應用水頭已達到1771.3m（澳大利亞的列塞克-克羅依采克水力蓄能電站，水輪機出力P=22.8MW）。ri斜擊式水輪機主要工作部件和切擊式水輪機基本相同，只是工作射流與轉輪進口平面呈某一角度a,射流斜著射向轉輪。斜擊式水輪機適用于水頭在35-350m、軸功率為10-500kW、比轉速為18-45的中小型水電站。雙擊式水輪機水流先從轉輪外周進入部分葉片流道，消耗了大約70%-80%的動能，然后離開葉道，穿過轉輪中心部分的空間，又一次進入轉輪另一部分葉道消耗余下大約20%-30%的動能。這種水輪機效率低，一般適用于H<60m,N<150kW的小型水電站。隨著水力資源的深入開發，有許多高落差的流域需要進行開發，如我國的雅魯藏布江，落差達到兩千多米，同時修筑水壩又不現實（考慮到這時一條國際河流）。因此沖擊式水輪機便成為了首選。沖擊式水輪機主要有以下優點：適應流量和水頭比值比較小的情況。加權平均效率很高，在整個運行區間都有很高的效率。特別是水斗式水輪機現在先進的可以在30%?110%負荷區間可以平均91%以上的效率。對水頭變化的適應能力比較強對管道和水頭比值很大的也很適應。開挖量小。利用沖擊式水輪機發電，出力范圍可從50kW到500MW，可以適用于30米至3000米較大的水頭范圍，特別是高水頭范圍其它類型水輪機無法適用，并且無須建筑水壩，無需建造下游尾水管，建筑經費只是其它類型水輪發電機組2的幾分之一，對自然環境影響也非常小。由于轉輪在大氣壓之下的轉輪室中運轉，可以省去有壓過流通道的、密封等的苛刻要求，廣泛為工況運行效率高且變化平緩是其具有魅力的另一個原因。由于上述的優點，沖擊式水輪機組的開發主題正在被世界關注，我國也引起了足夠的重視，我國蘊藏著太多適于沖擊式水輪機組開發的水力能源。沖擊式水輪機可以充分發揮其結構簡單、轉輪直徑小、效率高的優越性，大大減少電站投資和二次資源的節省，21世紀將會成為選型熱點，大型沖擊式水輪機開發的成功將創造巨大的經濟效益，這一課題有著較強的開創性和應用性。沖擊式水輪機的研究制造主要在歐洲進行，瑞士阿爾卑斯山脈B水電站水頭1883m，單機容量達到42萬kW。大型沖擊式水輪機為了更大限度利用水能，一般可以做到6個噴嘴，6噴嘴射流能量同時供給轉輪做功。我國現在沖擊式水3輪機的儲能非常之大，開發量比例甚少甚少。轉輪以早期哈爾濱大電機等的提供為主，但在10數年前已經停止了開發及試驗。近年各廠家要么繼續使用舊型轉輪或加以一些改造，要么花高價（幾百萬元人民幣）進口轉輪。由于技術的缺乏，投標時苦于手中沒有轉輪，對這塊空白地的競爭或束手無策，或是技術指標落后中標率低，影響了競爭力及損失了經濟利益。隨著國內市場的開放這種情況會越來越嚴重。我國目前采用沖擊式水輪機的主要有以下這些電站：西11年不売睪計（國內高冰| | 如有新的或光塊的詩誦如我電站名禰狗；L寸上匕】機當型號備往廠家轉輪1四HI首涼山蘇巴姑117526000CJ2^-L-188/2*1]已建轉輪安吧里稅進口2四J；石棉海躋三級毛水頭11245000CJX-W-!2SHx7.S琳能轉輪囚產，型號不明3廣西金忻天湖二期1022.415000C3X-L-179/2x9建設亨立崽轉輪爰德甲茨進口4廣西圭卅天泯一期1022,4L5000轉穩蘇毎有誓口5云南斯平聲發成$555000CJA237-W-125dx8己建垂孤轉聲就是2刖，重;嚴6廣西龍臟南山95030000CJ105-L-155Mx96東鳳轉輪直機國產7廣定小泡電站93S30000CJ105-L-1竝訥注5已竝立履轉輪瓷崽遹產8涼山陳鐵廠河919—9&ass)15000CJAS70-L-162/2^10己建甫電轉輕國嚴3瀏北茫厘t箱河9021^00鹹立宓匡產10云章茅底河90020000CJAS70-L-202/2*11.8已建亂明轉轉國產11云南豐閏河880—9306300cJios-w-iz^e.s己建立趙轉輪生軽國嚴12四川九龍朵密電站89013750CJlUi-L-1^2^.0已蛀立攜13湖北咸豐二仙巖3305000OJA237-W^15f2^5伶工1$四J：!巴脫艇電站33012000CJC60l-L-16(y2^5轉輪重水國產15云幸元江械薩河86112500CJA237-L-t6W2*9.5轉聲重爪匡尸16四ri九朮小孟底溝40000逢議150/恥：0或158/4*：2正在建諼，畀體不佯,W進口轉輪178302500CJ20a-W-115/1*7己建哈電轉卷哈電蚩產18年車雍漑二期316m843-790to萬左右建諫ID萬做195/6*^5籌塔中，建議進口伏伊特或安德里茨轉輪19羊卓雍遞S16m343^79022&00CUA779-L-156.5/3*11迸口伏伊持轉輪（咕電產5號機）20蹤山霜滾僥樂木申站81312000CJA870-L-1W2X10樂鳳轉輪隸岡國嚴21邂卡繁植楠木坪8003000CJA237-W-n5d=T?5己建観重朮國產22云南蘭坪漲子巖8005000CJA237-W-150nx9.5己建轉輪車小匡產23不佯SOO60000逵議19胱*冷3或155/d七23不詳最近問遼我足機允許更建辿馬5朋幻2.3其中天湖電站是1992年的當時國內第一個千米水頭，所以這個電站的名氣很大。長達17年的國內最高水頭電站。后續高水頭的基礎，所以這個電站在國內水斗式高水頭歷史上具有重要地位。蘇巴姑雖然高了150米，但是畢竟是后續電站，現在的頭銜就是一個國內最高水頭電站。沖擊式水輪機問世后，為了提高其效率和輸出功率又研制出了立式多射流型沖擊式水輪機?，F階段隨著新材料及新技術的應用，已能制造出使用水頭在1000?2000m,輸出功率高達1000MW,運行安全可靠的高水頭大出力沖擊式水輪機。沖擊式水輪機的轉輪為鑄件，因此提高轉輪的鑄造質量并在大型轉輪鑄造較為困難的情況下,采用鑄焊工藝生產能夠安全地用于高水頭大出力電站的沖擊式水輪機轉輪為發展趨勢之一。除了保證大型沖擊式轉輪的制造質量外，采用適合的設計方案及工藝措施來制造大型高性能偏流器也是發展中亟待解決的問題。這方面的發展應達到下列6項標準:①必須限制偏流器制造過程中的焊接應力，并在設計上設法使材料的焊接缺陷易于被常規探測法發現;②應采用壓力循環次數從疲勞壽命的角度進行計算并控制缺陷尺寸的大小;③根據斷裂力學理論，最大工作應力應限制在150?200MPa,下層表面的裂縫允許尺寸為6mmX6mm;