轉(zhuǎn)槳式水輪機

轉(zhuǎn)槳式水輪機的通流部件包括蝸殼、固定導葉、活動導葉、轉(zhuǎn)輪和帶有彎肘部的尾水管，見圖1。

轉(zhuǎn)槳式水輪機的最優(yōu)的安裝高程相對于尾水位是比較深的，但如果可能，發(fā)電機應(yīng)盡量安裝在尾水位上面。

轉(zhuǎn)槳式水輪機具有很大的水推力和很高的飛逸轉(zhuǎn)速，在主軸和軸承系統(tǒng)設(shè)計的時候必須加以考慮。系統(tǒng)一般有3個徑向軸承。小型和中型系統(tǒng)的推力軸承和混流式水輪機一樣安裝在電機上面。而大型低轉(zhuǎn)速系統(tǒng)一般把推力軸承安裝在水輪機頂蓋上面。這是因為電機巨大的尺寸需要昂貴的大直徑的多腳架支撐裝置來承載電機上的推力軸承。有一種特別的設(shè)計方法是把推力軸承安裝在電機下面，即所謂的“傘式”類型。這種結(jié)構(gòu)能夠在沒有上導軸承的情況下使用，但可能會出現(xiàn)主軸振動的問題。 排水一般通過安裝在尾水管側(cè)面的集水池來完成。大型機組有兩層的集水池，低層僅用于尾水管排水。

轉(zhuǎn)槳式水輪機上游側(cè)相鄰組件

轉(zhuǎn)槳式水輪機沒有入口閥門，因此入口安裝有一個或更多的重力式閘閥來避免當水輪機控制系統(tǒng)失效的時候，機組飛逸轉(zhuǎn)速持續(xù)很長的時間。處于關(guān)閉狀態(tài)的閥門可以達到完全密封，但是水輪機活動導葉則不能。關(guān)閉的入口閥門和尾水管閥門，可以進入過流通道和水輪機轉(zhuǎn)輪。

轉(zhuǎn)槳式水輪機蝸殼

對于大約30m以上的水頭，蝸殼由曲形鋼板焊接而成，包括了固定導葉座環(huán)，所有部件和混流式水輪機一樣都埋筑在混凝土基座內(nèi)。對于低水頭水輪機，蝸殼一般用無結(jié)構(gòu)上泄漏問題的混凝土材料制成?；炷廖仛に魍ǖ赖钠矫鎴D接近方形而不是像鋼制蝸殼那樣的圓形?；炷廖仛ご蟛糠质恰鞍肼菪隣睢币驗閺钠淙肟诘剿啓C人口的距離是很短的，見圖2。

混凝土蝸殼的正面中心位于固定導葉中心的下面以減少整個機組的高度。良好的水力設(shè)計必須要進行試驗測試。鋼制蝸殼比混凝土蝸殼具有更好的流線形狀，且具有更高的水流速度。

轉(zhuǎn)槳式水輪機固定導葉

固定導葉同時具備承載軸向力和引導水流進入活動導葉的雙重角色。固定導葉一般用鋼板焊接而成并埋筑在混凝土基座內(nèi)。每個導葉都用較長的預(yù)應(yīng)力固定螺栓連接在混凝土基座上。鋼制襯板固定在活動和固定導葉之問以覆蓋混凝土基座。圖3表示固定座環(huán)的安裝過程。

混凝土蝸殼的下半部分已經(jīng)安裝完畢。上部螺栓將和蝸殼的剩余部分一起埋筑在混凝土基座內(nèi)。在半螺旋結(jié)構(gòu)的混凝土蝸殼內(nèi)，每個固定導葉都根據(jù)模型試驗采取了不同的角度，從而使水流周向分布均勻。

在鋼制蝸殼內(nèi)的固定導葉和混流式水輪機中的一樣，都是通過焊接和沉重的座環(huán)連接在一起的。蝸殼鋼制里襯是焊接到座環(huán)上面的。

轉(zhuǎn)槳式水輪機活動導葉

和混流式水輪機一樣，活動導葉的目的是控制流向轉(zhuǎn)輪的水流。導葉的數(shù)目從16到24不等，上下導葉環(huán)上還有軸承支撐的轉(zhuǎn)動桿。下環(huán)錨接在混凝土基座內(nèi)，有時下面帶有安裝軸承用的進人口。上導葉環(huán)螺栓連接在埋筑的錨接環(huán)上從而便于導葉的安裝和拆卸。導葉呈流線形狀并且表面打磨的十分光滑。用鋼板制成，并且焊接有轉(zhuǎn)動桿件。 2100433B

轉(zhuǎn)槳式水輪機具有螺旋槳式葉片，且葉片可以機械調(diào)節(jié)的軸流式轉(zhuǎn)輪，和混流式水輪機轉(zhuǎn)輪的固定式葉片截然不同。這種可調(diào)式葉片可以在很寬的流量和水頭范圍內(nèi)保持較高的水力效率。因此，轉(zhuǎn)槳式機組很適合河床式水電站。巨大的出力能力和高比轉(zhuǎn)速使轉(zhuǎn)槳式水輪機機組結(jié)構(gòu)相對緊湊，并且一般來說可以很好地和水電站廠房或大壩結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起。其水頭范圍為10～70m，功率輸出可從5MW到120MW。轉(zhuǎn)輪直徑在2m到8m之間。水輪機轉(zhuǎn)速范圍為79r/min到429r/min。

其它名稱：卡普蘭水輪機(Kaplanturbine)；定義1：葉片可以轉(zhuǎn)動...

軸流式轉(zhuǎn)輪可分為定槳式和轉(zhuǎn)槳式兩種，它們的主要區(qū)別是轉(zhuǎn)槳式轉(zhuǎn)輪的葉片隨導葉開度和水頭的變化能自動調(diào)整葉片安放角，與導葉保持最佳的協(xié)聯(lián)關(guān)系。在水輪機運行中，導葉必須按負荷調(diào)整開度，而轉(zhuǎn)輪一邊旋轉(zhuǎn)一邊調(diào)整葉片角度保持與導葉的最佳協(xié)聯(lián)關(guān)系，即所謂“雙重調(diào)節(jié)”，使水輪機在較大的出力范圍內(nèi)均保持較高的效率。定槳式轉(zhuǎn)輪由于在運行中葉片不能調(diào)整，當機組負荷發(fā)生變化，導葉開度改變時，葉片安放角不能及時調(diào)整，水流對葉片沖角增大，所以在整個出力范圍內(nèi)水輪機的高效區(qū)很窄，但它的結(jié)構(gòu)簡單，在中小型電站中仍較多被采用。

定槳式一般有3—6片葉片。中小型轉(zhuǎn)輪葉片和轉(zhuǎn)輪體整體鑄造或葉片鑄造后焊在轉(zhuǎn)輪體上。大中型轉(zhuǎn)輪的葉片多數(shù)為單獨鑄造，加工后用螺栓固定在轉(zhuǎn)輪體上，在轉(zhuǎn)輪體與葉片連接法蘭面上設(shè)有定位銷固定在一個安放角。有的停機后可以人工調(diào)整葉片定位銷改變?nèi)~片的安放角。轉(zhuǎn)輪上部和主軸相連，下部固定泄水錐，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，造價便宜，適用于水頭、出力變化小的情況。

轉(zhuǎn)槳式轉(zhuǎn)輪葉片安放角能自動地隨工況而變，并和導水葉開度相匹配。為了轉(zhuǎn)動葉片，轉(zhuǎn)輪體內(nèi)裝有活塞、油缸、活塞桿、操作架、連桿、拐臂等，上部和帶壓力油管的主軸相連，下部固定泄水錐，結(jié)構(gòu)復雜，造價貴，運行范圍廣，平均效率高。低水頭電站的貫流式水輪機上常采用這種轉(zhuǎn)輪，其主軸多數(shù)為水平布置，少數(shù)為傾斜布置。 2100433B

導葉固定，轉(zhuǎn)輪葉片可調(diào)的單調(diào)式水輪機。