轴流式水轮机的特点及适用范围?
【解答】轴流式水轮机,转轮区域内水流沿轴向流动,水流在导叶与转轮间由径向转为轴向。
定桨式结构简单,但它在偏离设计工况时效率会急剧下降,适用于功率不大及水头变化幅度较小的电站,一般水头范围3~50m.转桨式结构较复杂,它通过桨叶的转动与导叶的转动相互配合,实现导叶与桨叶的双重调节,扩大了高效区的出力范围,有较好的运行稳定性。目前,应用水头范围从几米直到50~70m.
在我国电力需求的强力拉动下,我国水轮机及辅机制造行业进入快速发展期,经济规模及技术水平都有显著提高。目前,节能、环保、高效机组已成为发电设备产品的发展方向,作为水力发电设备重要组成部分的水轮机,未来也将朝着大功率和高参数方向发展。
为此,安徽省安庆市李茂才研发了有关水力发电的设备,名为活叶水轮机。同时,亳州水轮机,发明设计了使用该水轮机的水力发电站。该活叶水轮机主要包括轴、复数组叶片、轴套、固定支杆、固定叶片、活动叶片以及活叶支撑组件。其中,活叶支撑组件包括:设置在活动叶片上的一个或数个活叶支撑片,以及固定在轴上的活叶支撑架。活叶支撑片和活叶支撑架分别位于活动叶片的两侧,活叶支撑架上设置了保护垫片。叶片下方设有底挡板,底挡板边缘设有固定部。活叶水轮机叶片由固定叶片和活动叶片组成,叶片处于不同位置时,活动叶片的状态不同。当叶片位于水中时,活动叶片完全伸展,以充分利用水流的力量;当叶片旋转至高于水面的位置时,活动叶片向旋转轴心倾斜,以减小叶片对轴的扭矩,使水轮机旋转时阻力更小。
该活叶水轮机设计理念新颖、结构合理、水利用率高,企业可进行批量生产,投资小,收益快。如果水力发电站使用该活叶水轮机,水力发电站大坝背面应设置为斜坡,沿斜坡设置一组或数组活叶水轮机,无需燃料发电,成本低,不污染环境,机电设备制造简单,操作灵活。同时,发电水工建筑物可与防洪、灌溉、给水、航运、养殖等事业结合,综合利用水利资源。
李茂才的此项研发属于较为先进的发电技术,符合我国节能减排和可持续发展战略的政策方针,具有良好的市场前景,能够对我国的供电事业起到积极的促进作用,产生较好的经济效益和社会效益。
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水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械,它属于流体机械中的透平机械。
早在公元前100年前后,中国就出现了水轮机的雏形——水轮,用于提灌和驱动粮食加工器械。
现代水轮机则大多数安装在水电站内,用来驱动发电机发电。在水电站中,上游水库中的水经引水管引向水轮机,工厂水轮机,推动水轮机转轮旋转,带动发电机发电。作完功的水则通过尾水管道排向下游。水头越高、流量越大,水轮机的输出功率也就越大。
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