抽水蓄能机组转轮的结构特色

　　转轮是机组的“心脏”，也是水泵水轮机的中心部件，其效果是在水轮机的滚动下将水的动能及势能转变成旋转的机械力矩，在水泵滚动下将旋转的机械力矩转变成水的势能，通过正回转两种工况完结水能与机械能的可逆式转化，然后完成发电或抽水的功用。转轮其质量、功能直接影响到机组的安全安稳工作。

　　混流式水轮机的水流从水轮机四周水平方向向中心流入转轮（径向进入），然后转为向下方向出口，水流进入转轮内涵向轴芯方向通过叶片时推进转轮，一起在向下通过叶片时也推进转轮。混流式水轮机属反击式水轮机的一种，由美国工程师弗朗西斯于1849年创造，又称弗朗西斯水轮机。下图是混流式水轮机水流走向示意图。混流式水轮机适用于水头自20米直到700米的规划内，组织简略，工作安稳，并且功率高，但它一般是用在中水头规划内（50米至400米）。单机出力从几十千瓦到一百万千瓦。现在这种水轮机最大出力现已超越100万千瓦。我国单机容量1000兆瓦混流式机组在白鹤滩投入工作。

　　可逆式水轮机也叫水泵水轮机，是一种既可以作水轮机运用又可以作水泵运用的水力机械。理论上讲，混流式水轮机、轴流式水轮机、斜流式水轮机都可以完成可逆工作，实际上要通过专门规划才能在两种工作状态下高效工作。

　　混流式水泵水轮机组的转轮由上冠、叶片和下环组成，叶片数量少，但长而薄，一般为6-10个，如绩溪和阳蓄选用5+5长短叶片。叶片包角很大，过流通道细长。跟着水泵水轮机使用水头的进步，如敦化和阳江700m水头段，转轮变得非常扁平，外缘的圆周转速很高，最高到达了112.6m/s。又如黑麋峰选用一种头部悬伸式6+6长短叶片新式转轮，在保证能量特性的一起，处理了机组相位共振及动态干与引起的振荡超支和反常噪声问题。因为其特有的结构特征，水泵水流机的结构在满意水力规划的条件后，首要问题便是对转轮叶片的应力操控和进步其抗疲惫功能。

　　较高水头水泵水轮机的转轮因为其特有形状，叶片所受效果力和惯例水轮机叶片受力不同。惯例水轮机的转轮叶片高度大而流线长度小，各个叶片近似固结于上冠的平板，叶片所接受的效果力首要为水压力所构成的曲折应力，在飞逸时离心力部分抵消了这部分曲折应力。

　　可是水泵水轮机特别是高水头水泵水轮机的叶片较长，一起叶片的包角很大，与上冠和下环衔接处较长，故叶片接受水压力效果的曲折力并不大，叶片应力首要由离心力构成。正常工作时，叶片上有水力负荷，一部分离心力被抵消，故叶片应力最小。作旋转备用时因为叶片上水压力小，应力反而大，甩负荷转速上升时首要是离心力起效果，故应力最大。所以在飞逸条件下，离心力的影响特别杰出。

　　因为水泵水轮机转轮叶片与导叶之间的搅扰大，形成叶片的动应力较惯例机组要大。近年来，有限元办法已广泛用于转轮应力和变形的核算，在转轮规划时，使叶片应力散布均匀不呈现过度应力会集，并使转轮在水中的固有频率与激振频率（水力冲击频率）的满足的距离，有用防止共振现象的发生，使转轮的动应力降低到资料的疲惫极限以下，以保证转轮在运用寿命内周期性变化荷载下不发生任何裂纹、开裂或有害变形。

　　转轮上止漏环结构方式分为塔式水平梳齿式、阶梯式、梳齿阶梯式三种，空隙一般在1.5mm左右。下止漏环结构方式分为阶梯式、梳齿阶梯式两种，空隙一般在1.7mm左右，大于上止漏环空隙。

　　站在新的起点向前史回望：一条引入、消化、吸收、再立异的美丽轨道，一道起步、跨过、赶超、腾飞的完美型线……我国大型抽水蓄能机组无论是功率、压力脉动仍是空化等归纳特性目标均到达了国际先进水平。求木之长，必固其底子，我国抽蓄机组制作厂还需继续尽力，通过自主立异把握中心技术，处理国外企业没有处理的难题。

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