冲击式水轮机直流喷管结构分析与研究.pdf

《冲击式水轮机直流喷管结构分析与研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、g龙Ⅱ省略尔滨电机r有m女任公目(150040)*【搞蔓】"}式m轮机拉“机h女自的#一。部件札是直藏喷f直m喷f的％拇{乏计成∞ji直摇*}“￡十tm＆t机n{§№#8￡{}《行。王要☆％直*喷*的镕构Ⅳ式#m《计计算和喷”产±t*的碌日HⅡM防的措施H*t直m啃*曲女±堪￡运行。【关键词】日女式水轮机直漉啃管啃*折自8％漶8，t*一、前言t-lItb式木轮"L组中A旋啃管0针悯类似但是结拘，水力璇i‘璺比针删复杂得多E是冲击式水轮机的梭一u摊什起着将水能转化为动能的重要角色．利州水轮机钟曲发电机．使转轮的旋转能量变为电能．通过抟橱

2、#水轮帆的淀硅和日十流直径，米调节水轮机的出由．喷管的怍用与K—lr止水轮帆导水扎曲所起的作用类似，侄埘“梳喷管设计过程中盖键是喷针的水力计算。二．直流喷管主要的结构形式u喷科操作机构结构形式L口为illl／i(1'q拧止(HI)和机械外挖止(嘲2)曲种结谢形式．直流喷符曲常“}

3、I☆符排导l¨I锄啃嘴啃“喷针杵1F{*掸箍喷针Ⅱ储儿拗和导梳饭箨组成。蜀司。旷≮由干冲击式水轮机的瞳用水头很高．通常用干300～I000m水头．且压力钢管很长，单靠喷管般很难满E调节保证要求。大型冲击式水轮机通常采用Ⅲ调节结构．除喷针调节流量和射流直径外．

4、在喷管前还设置有偏流装z(如图3和图4所示)。机组正常运行时．偏流装置与射i虎脱*，在机组甩负荷时偏墟装最能够迅速切断射流，而喷针则缓慢关闭，这样既有利于迅速停机，R可降低压力上升速率．防止压力钢管内产生水锤。目3*向#目4儡斑嚣(【)直流喷替嗤针控制联式的选择对于中大型机组．直流喷管R寸通常较大，喷针控制机构可以完全布口在喷管内部，常采用油压内控式结构。采用此种结构形式，可“保证整个流道的光滑性。由于喷针的开启和关闭采用油压控制．这样就大大提高丁机组的自动化程度。但是直流喷管结构非常复杂．喷针永力计算也非常复杂，I地维修周期长，运行

5、成本较高。对干小型扎组，直流喷管尺寸通常鞍小，喷针控制机构布置在喷管内部比较困难，常采用机械外控式结构，采用此种结构形式．结构比较简单。维格方便，检修用期比较短．但是需要机械调整喷针的开度．自动化程度不高。(2)直流喷管偏漉装目彤式的选择直涟喷管偏流装置通常分为折向器和偏流器两种类型，根据电网对机组运行的需要．选取有所不同。对于太型电目，由干机组在电月中占的比冽不大．饥组不需要对整十电目负荷的波动进行调节，常采用折向器(如图3所示)结构，此结构I作有两种I况——开启和关闭、折向器的寿命轻长。对干电剐很小(国外常见)，机组吼荷的波动对电

6、月冲击很大的电站，仅仅靠采用喷针调节负荷已经不能满E要求的条件F．通常采用偏流#(如图4所示)结构．这种结拘可以对射涟直径进行婀整．来椭足鱼电力通m帆槭℃强i荷大范围被动带来的影响，此结构I作有三种I况，开启戈闭和删节射流赢磴．由干电酬负荷的额繁皱动．偏流器可能会频繁渊整流量，偏流*领繁受射流的冲击，导致偏流器的寿命鞋折向器短。三．直流喷管喷针上的水力计算冲击武水轮机直流喷管设计中．为了确定喷针接力嚣的操作客量计算喷管零件％度吼厦设计调节机枷的需蛋，首先要求确定作用干喷针上的水力和作用方向。I射流直径与喷针行程的关系计算直流喷嘴相关数

7、据如图5所示。根据围5．可以g出如下直线方程式。目5直流崎嘴计算it目￡．直线方程为Yd，12-K-“0)(I)L’直线方程为，di2=Kz“s)(2)￡t直线方程为Y—d，／2=一(J0)／墨(3】式中Ⅳ。——系数，K．=nn口，口为喷嘴半角tx2——系数，丘=mn，，F为喷针半角zx，——系数．墨=t扎【(口+口)n】。将式(”、式(2)和式(3)联立求解，可得：dj2=删(马墨+1)+d。／2(4)直线AG与d，／2线形成的!角形绕x轴旋转的锥体表面积：F_=nd．2，f4cos【(d+F)／2】j．直线BGbd√2线形成的=角

8、形绕x轴旋转的锥体表面积：^=ⅡBG吐／2，射流面积：_(F．^)=025Ⅱ“。(其中p为收缩系数)，将F．与F：带人，可以得到：⋯*#Ⅷ3：。y,。lm．、⋯mln。。69

9、乜力通喇抛槭射流在径d。与喷针行程s；的关系方程式为乩={4“』cos[(口+口)／2]K，(K：K]d，dl一Ⅳ』)／(Ⅳ、Ⅳ]+1)2}”。2作用在喷针上的水力计算蹬任意一点与轴线的距离为r．单位压力却。，通过恢点作水流断面的母线，量得其长度为％其中心位置的直径为吐，则此处的过水面积为仁n却。。平均流速为：‘=。，(Ⅱ妇。)(5)式中o—单十喷嘴的流量．单位

10、为m饥。若不计水流流八喷管以后的损失．水脏力为：，FyⅢ～竹(智)】(6)其中y——水的密度，单位为kg，m’一月——水头，单位为m。如图6所示．作用在长度为d圊环上的轴向压力为P】-2。卯；dr(7)从喷针尖端到直径乩