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考點：水力機械設(shè)備(水輪機)【視頻解讀>>】

水輪機是將水的能量通過轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)換為機械能的一種動力機械，一般由引水室、導葉、轉(zhuǎn)輪和出水室等構(gòu)成。

（一）水輪機的分類

1. 反擊式水輪機

水輪機的轉(zhuǎn)輪在工作時全部浸沒在有壓的水流中，水流經(jīng)輪葉流道時受葉片的作用，流速的大小和方向都發(fā)生了變化，水流對轉(zhuǎn)輪有反作用力，驅(qū)動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，因此稱為反擊式水輪機。

1）混流式水輪機

水流沿徑向進入轉(zhuǎn)輪，后轉(zhuǎn)為沿軸向離開轉(zhuǎn)輪。水流進入轉(zhuǎn)輪內(nèi)，在徑向與軸向通過葉片時均做功推動轉(zhuǎn)輪，故稱為混流式水輪機。

適用水頭范圍一般為30-700m。

2）軸流式水輪機

水流在轉(zhuǎn)輪進口曲軸向流入，推動轉(zhuǎn)輪葉片做功后再由軸向流出，由于推動轉(zhuǎn)輪葉片的水流方向與轉(zhuǎn)輪軸的方向是一致的，故稱為軸流式水輪機。

（1）軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機。

這種水輪機性能穩(wěn)定、有效區(qū)寬，但需要一個操作葉片轉(zhuǎn)動的機構(gòu)，與軸流定槳式水輪機相比，結(jié)構(gòu)較復雜、造價較高。

適用水頭范圍一般為3-80m，這種機型屬于低水頭段機組，適用于低水頭水力發(fā)電工程，單機組容量無法做到特別大，一般為3-200MW。

（2）軸流定槳式水輪機。

與軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機相比結(jié)構(gòu)簡單、造價較低，但運行穩(wěn)定性差，在偏離設(shè)計工況時效率會急劇下降。

適用水頭范圍一般為3-50m，單機容量為2-50MW，適用于低水頭大流量以及水頭變化幅度較小的中小型水力發(fā)電工程。

（3）軸流調(diào)槳式水輪機。

適用于容量不大但運行范圍寬的機組。

這種機組的槳葉調(diào)節(jié)需要吊出轉(zhuǎn)輪，在安裝間調(diào)節(jié)槳葉的角度。根據(jù)每年的季節(jié)不同，來水量不同，可以停機后吊出轉(zhuǎn)輪、調(diào)整輪轂上槳葉的角度，使機組運行性能盡可能得到改善。

3）貫流式水輪機

貫流式水輪機轉(zhuǎn)輪與軸流式水輪機轉(zhuǎn)輪基本相同，也分為定槳式和轉(zhuǎn)槳式，但轉(zhuǎn)軸是水平方向或略有傾斜，水流是沿水輪機軸線方向進入，沿水輪機軸線方向流出。

該機型過流能力大，水頭損失小，這是一種 適用水頭較軸流式更低的機組，適用水頭范圍一般為2-30m，通常機組尺寸較大，但單機容量較小，一般不超過100MW。

4）斜流式水輪機

適用水頭范圍較寬廣，一般為40-200m。

該型式水輪機性能穩(wěn)定，有效率區(qū)寬，常做成可逆式水力機械，用于抽水蓄能電站中。

2. 沖擊式水輪機

沖擊式水輪機的轉(zhuǎn)輪受到高速噴射水流的沖擊而旋轉(zhuǎn)，在同一時間內(nèi)水流只沖擊轉(zhuǎn)輪的部分斗葉，主要利用了水流的動能。

此類水輪機不用尾水管、蝸殼和導水機構(gòu)，構(gòu)造簡單，便于維護和管理。

（1）水斗式水輪機。

適用于高水頭水力發(fā)電工程（一般為300-1700m），水頭最高可達1883m。

該型式水輪機運行性能穩(wěn)定，效率較反擊式水輪機低一些，但其結(jié)構(gòu)較簡單，是沖擊式水輪機中應用最廣泛的一種水輪機。

（2）斜擊式水輪機。噴嘴呈斜向布置，噴嘴射流與轉(zhuǎn)輪平面呈某一角度，一般α=22.5°，水頭適用范圍為20-300m。

（3）雙擊式水輪機 

水流兩次沿轉(zhuǎn)輪葉片流動，即兩次沖擊轉(zhuǎn)輪，所以稱為雙擊式水輪機，一般用于小型水力發(fā)電工程。

3. 可逆式水輪機

可逆式水輪機又稱水泵水輪機，是抽水蓄能電站的動力設(shè)備。電能富余時將下庫的水抽到上庫，電能缺乏時用抽到上庫的水來發(fā)電。在發(fā)電時作水輪機使用，抽水時作水泵運行。水泵水輪機常用的為可逆混流式水泵水輪機。

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