三峡大坝水轮机发电原理

流体传动和流体机械项目：三峡水库水轮发电原理报告员：刘宝张文辉赵俊伟吕九九指导教师：赵静一燕山大学机械工程学院2012年9月目录一、水电概要3二、三峡水轮机组介绍5三、混合动力水轮发电机结构7四、混流式水轮机工作原理10一、水电概要因为水是自然中最有用的动力，最容易被控制。 流水可以通过水闸或管线输送，更重要的是，一条可流动的水库区划分成能容纳大量水的水库，必要时释放出必要的量。 水力总是规划在水电站，通常基于大型水库，最高的地理位置是高山地区，是狭窄两侧的陡峭溪谷，水库建在这个溪谷，可以建造100公里以上长的储水库。 大规模的计划可能不仅仅是水库和储水库。 在澳大利亚的雪山上，雪河的水薯从一系列的地下通道移动到了16个发电站。 水力也用于储存其他发电厂的多馀能源，也就是所谓的抽水发电厂处理，使用两个分开的不同水平的储水库。 正常工作时，位置高的水库的水驱动涡轮发电，通过涡轮的水储存在低水库。 但是，有多馀的电力的话，就会被用来提取低水库的水回到高水库。 电力需求在白天达到高峰，这意味着许多发电厂、抽水工作通常在夜间完成。水力发电利用位于河川和湖泊等高处的能量使水流向低处，将其中所含的能量转换为水轮机的动能，利用流量和落差来回转水轮机。 再藕水轮机是原动机，使发电机产生电能。 水电站发电的电力电压较低，要运输到远程用户，必须通过变压器提高电压，从架空输电线路运输到用户集中区的变电站，再次降低到适合用户、工厂电气设备的电压，从配电线路运输到各工厂和用户。水轮机是从古代的水轮机、水轮机演化而来的。 其工作流程是上游水库的水通过水库取水管流入水库体下的发电现场的涡旋壳、导水机构、水轮机转子，将潜力转化为推进叶轮叶片旋转的动能。 车轮通过主轴与发电机转子连接轴，旋转转子切断发电机定子的磁力线圈，利用电磁感应原理使发电机线圈产生高电压，经由变压器的升压，通过输电线向电网输出电力。 用水轮机完成工作的水通过水库尾水管排放到下游。水轮机根据工作方式分为冲击式水轮机和反击式水轮机两种。 反击式水轮机分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式。 三峡电站采用的混流式机组应用最广泛。 1827年法国工程师b .富尼龙制造了6马力反击水轮机，1849年改进了美国工程师J.B .弗朗西斯的设计，形成了现代混流水车，因此被称为法国水轮机。 1850年冲击水轮机出现了。 1880年美国工程师L.A .佩顿取得了水斗型冲击水轮机的专利，被称为佩顿水轮机。 1912年，奥地利工程师v .卡普兰设计了第一台螺旋桨轴流式水轮机，称为卡普兰水轮机。 20世纪40-50年代贯流式和斜流式水轮机相继出现，水轮机发展为泵水轮机，应用于抽水蓄能电站。 随着二战后水电开发的进展，水轮机的性能和结构越来越完善，电力大幅度提高。利用天然水流作为资源。 水电站建造水库蓄水，利用昼夜取舍，不断、方便经济。 因此，近五十年来，世界各国发电，火力多以水力为重点，努力开发水力资源。 美国全国的发电量最初使用火力的人占80 %以上，到目前为止水力占半数，由此可见开发水力的重要性。 在燃料不足的国家，例如瑞士、意大利等，有必要大量开发水力发电，弥补不足。中国长江三峡水电站美国大古力水电站巴西伊泰普水电站二、三峡水轮机组介绍三峡水电站是目前世界上最大的水电站，这里设有世界上最大的水轮发电机组。 三峡水库两侧底部水电站厂房共32台70万千瓦级水轮发电机组，其中相当于20座左岸厂房14台、右岸厂房12台、右岸地下厂房6台、5万千瓦电源机组2台、总安装容量2250万千瓦的百万千瓦级核电站左岸厂房和右岸厂房已建成26台机组，日平均发电量为3.3亿度，满负荷运转达4亿度，年发电量约为1000亿度，约占全国发电量的三分之一。三峡水电站设置的32台70万千瓦水轮机组是目前世界上输出功率最大、规模最大的混流水车发电机组。 大型水轮发电机组是水电站的核心设备，是制造难度最高的一流工业产品之一，涉及多种复杂的加工技术。 长期以来，核心技术一直被少数发达国家垄断。三、混流式水轮发电机的结构混合动力水轮机是反击水轮机的一种，其应用水头范围广，可以从20700m水头开始使用。 结构简单，制造简单，运行可靠，且具有高效率和低空化系数。不同形式的混流水车混合动力水轮发电机立体结构图以上图所示混流水车为例，介绍了该水车结构。 混流式过流部件：涡旋导水机构转轮尾水管。 大中型机组一般采用金属涡，导水机构一般采用放射状导水机构的车轮一般有612片叶片，大型机组一般采用弯管式尾水管。 在混合式水轮机中，水流在涡轮的引导作用下流入导水机构，将液体的动能转换为静压能，用叶片将静压能转换为转子的动能，水流最后沿轴向流出。水轮机的供水部件是衬在钢板上的涡轮箱，座环支柱也称为固定导叶，在转子的周围配置导水机构的导叶。 座环支柱具有坚固的上环和下环，涡盘和上下环焊接在一起。 导叶轴颈由衬套(钢或尼龙材料)支承在固定于基环和顶盖的套筒上。 基环固定在座环的下环上。 顶盖通过螺栓与座环的上环连接。 导水的传动机构由设置在导水叶上的轴颈旋转臂、连杆和控制环构成。 导向叶片的开度(从导向叶片出口端到相邻的导向叶片背部的最短距离)的变化，通过连接导水机构的两个继电器和控制环的拉杆传动环来实现。金属涡盘的作用：将起到引导流体流动作用的液体动能转化为静压能。大型焊接金属涡盘导水机构的作用：调节流量，开关水轮机，调节水流环量。导水结构的意象四、混流式水轮机工作原理综上所述，三峡水轮机组采用的混流水轮结构简单，制造简单，运行可靠，且是一种具有高效率和低空化系数的反击式水轮发电机。 混流式过流部件：涡旋导水机构转轮尾水管。在混合动力水轮机中，水流在涡盘的引导作用下流入导水机构，将液体的动能转换为静压能，用叶片将静压能转换为转子的动能，转子将主轴与发电机转子连结，使转子旋转，切断发电机定子的磁力线圈， 利用电磁感应原理使发电机线圈