国家开放大学水轮机、水泵及辅助设备

1、 8960水轮机、水泵及辅助设备期末复习指导(一)判断题(15分)(对打心错打X)水轮机的工作水头是水电站上、下游的水头差。(X)尾水管是反击式水轮机的必要部件。(V)水轮机的进口环量必须大于零才能正常工作。(X)液压装置中的油容积占60%70%，压缩空气容积占30%40%(X)水轮机与发电机是水电站的心脏。(V)可逆式水轮机即是水泵，又是水轮机。(V)贯流式水轮机用于高水头电站。(X)喷嘴是冲击式水轮机的必要部件。(V)转轮中水流的轴面速度就是轴向速度。(X)6轮机尺寸越大，其效率越低。(X)7.高水头电站的水轮机一般用金属蜗壳。(V)&尾水管的损失越大，其恢复系数越小。(V)9水轮机导叶开

2、度越大，其空化系数越大。(X)10.转桨式水轮机模型综合特性曲线上都不绘制出力限制线。(V)(F)1、水轮机额定出力是在最大水头、最大流量、额定转速下水轮机主轴输出的功率。(F)2、轴流定桨式水轮机适用于工作水头不稳定负荷变化大的水电站。(F)3、对水头小于25m的电站，应优先考虑选择轴流式水轮机。(T)4、斜流式水轮机的应用水头介于轴流式与混流式水轮机之间。(T)5、水轮机的动态真空值与水轮机本体无关，它与水轮机的尾水管、运行工况有关。(F)6、对于轴流转桨式水轮机，当水头低于水轮机的设计水头时，水轮机的出力受发电机的额定出力的限制。(F)7、水斗式水轮机的尾水槽与尾水管的功用相同。(F)8

3、、比转速愈高的水轮机，应用水头高、单位流量就愈大。(T)9、在水轮机选型计算中，在单机容量不变的情况下，若所选机型的比速愈高，过流能力愈强，有利于减小转轮直径。(T)10、对于流量较小的中高水头电站，为了满足强度要求和获得较好的水力有关系，采用包角较小的金属蜗壳。(T)11、筒式导轴承回转油箱盖板的内缘有迷宫式密封环，以防止油雾外溢。(T)12、水轮机运行在极限出力点时，随着导叶开度增大其出力下降。(F)13、在选择配套同步发电机时,要求水轮机的最大逸速大于配套发电机的允许最大逸速。(T)14、混流式水轮机增加叶片数目的目的是提高转轮的强度,但会使水轮机的过流量相应减少。(T)15、随着发电机

4、负荷增加的同时,水轮机必须相应地将导水时开度增大。二，单项选择题(4)1、按水轮机基本技术条件规定，冲击式水轮机允许负荷范围是：40100%(2)70100%(3)30100%(4)25100%。(4)2、水斗式水轮机与混流式水轮机相比较，其特点是()。适用高水头，大流量；(2)平均效率高；(3)应用水头范围窄；(4)结构简单，工程造价较低。(1)3、水斗式水轮机喷管相当于反击型水轮机的()。(1)导水机构；(2)导叶操作机构；(3)导叶；(4)泄水锥。(2)4、水轮机线性特性曲线中包括()。(1)主要模型综合特性曲线；(2)工作特性、水头特性和转速特性曲线；(3)效率特性曲线；(4)运转综合

5、特性曲线。(1)5、已知发电机效率为0.96，水轮机效率为0.89，机组单机容量为12500kw，则水轮机出力为。(1)13021kw(2)12000kw(3)14045kw(4)11125kw(3)6、混流式水轮机基础环的作用是()。(1)承受水流轴向推力；(2)承受基础混凝土重量；(3)座环基础，在安装、检修时放置转轮；(4)承受机组转动部分的重量。(1)7、比转速与水轮机能量特性、空化性能的关系表述正确的是(1)比转速越高，能量特性越好；(2)比转速越高，空化特性越好；(3)比转速越高，能量特性越差；(4)比转速的上限值主要受能量特性限制的；(2)8、属于导水机构的传动机构是()。(1)

6、接力器；(2)控制环；(3)导叶；(4)顶盖。(2)9、混流式水轮机在转轮直径值的计算时,单位流量值是指与对应点值。(1)最高效率,最大单位流量；(2)最优单位转速,5%出力限制线；(3)最高效率、最优转速。(3)10、中、低水头混流式水轮机转轮直径D与叶片出水边的最大直径D的关系是。l2(1)DD；(2)D=D；(3)DWD；(4)D2D；12121212(2)11、混流式水轮机的设计水头是()。(1)水轮机正常运行水头；(2)水轮机发出额定出力的最低水头；(3)水轮机发出最大出力的最低水头；(4)保证水轮机安全、稳定运行的最低工作水头。(1)12、混流式水轮机的端面间隙的调整是通过部件进行

7、调整。(1)端盖的调节螺钉(2)耳柄式连杆的旋套(3)叉头式连杆的螺杆(4)15、由于发电机层与水轮机距离较小，为方便辅助设计布置应考虑选用哪种梯形混凝土蜗壳。(1)上伸式；(2)下伸式；4)16、座环下环内缘的下部与(1)底环；(2)顶盖；2)17、水电站的三大主设备是指：(1)水轮机、水轮发电机、调速器；(3)水轮机、电力变压器、调速器；(3)对称式；(4)平顶式。)相接。尾水管；(4)基础环。)。水轮机、水轮发电机、电力变压器；水轮发电机、调速器、电力变压器。4)18、反击式水轮机能量损失产生的原因有()。(1)水力损失和容积损失；(2)机械损失和容积损失；水力损失和机械损失；(4)水力

8、损失、容积损失和机械损失3)19、尾水管的重要性对轴流式和混流式水轮机的影响一般情况下是（1）对混流式的影响更大（2）影响程度相同（3）对轴流式影响更大（4）无法断定。（2）20、对尾水管内的水力损失的叙述，说法正确的是：（）。（1）尾水管出口水流动能愈小，则尾水管的回能系数愈；（2）尾水管出口水流动能愈小，则尾水管的回能系数愈大；（3）尾水管出口水流动能愈大，则尾水管的回能系数愈大；（4）尾水管出口水流动能愈大，则尾水管的回能系数愈小。叶片角度可以调整的水轮机有（A）轴流式斜流式与贯流式实际水电站中运行的水轮机其转速（A）保持不变当水轮机运行在大流量时，出口-与圆周速度方向（B）相反比转速越

9、高的水轮机，其空化系数（A）越大计算水轮机的转速直径D1时应用。（A）额定水头H混流式水轮机的效率修正采用（A）等值修正法冲击式水轮机的流量与转速（A）有关当需要减少蜗壳的平面尺寸时蜗壳包角应选（A）大一些水轮的流量调节的实质是（A）改变导叶出口水流角a10比转速高的水轮机，其尾水管深度h应是（A）大一些（二）填空题（30分，每空1分）水电站是通过（水轮机）把水能转化为旋转机械能，再通过（发电机）把机械能变为电能的。反击式水轮机的过流部件由（导水室）、（导水机构）、（转轮）和（尾水管）所构成。水轮机转轮中，水流的绝对速度是（牵连速度）与（相对速度）的合成。硬反馈的作用时实现（有差）调节，使并网

10、机组稳定地分配（负荷）。名词解释1、GT800-WP-410答：贯流转桨式水轮机，转轮型号800，卧轴灯泡式，转轮标称直径为410cm。2、HL220LJ250答：混流式水轮机，转轮型号220，立轴金属蜗壳，转轮标称直径为250cm。3、蜗壳最大包角答：指蜗壳的进口断面到蜗壳的鼻端所围角度。4、水轮机比转速答：水轮机在水头为lm，出力为1KW时所具有的转速。5、空蚀答：当流道中水流局部压力下降到临界压力（一般接近汽化压力）时，水中气核成长为气泡，气泡的聚积、流动、分裂、溃灭现象的总称。6、单位流量答：水轮机转轮标称直径为1m，有效水头为1m时所具有的流量。三）简答题（15分，可任选其中三题，每

11、题5分）1从能量利用与结构角度说明冲击式水轮机与反击式水轮机的区别。答案：冲击式水轮机是利用水流的动能工作的，反击式水轮机是利用水流的功能与压能工作的。由于能量利用形式的不同，带来其机构的不同。反击式水轮机是具有喷嘴，有压水流通过喷嘴后变成动能（高速射流），冲动转轮坐功。由于利用动能做功，其转轮浆片多呈斗叶狀。转轮是部分进水，水流在大气压状态下通过水轮机。反击式水轮机充分利用水流的压能与动能的需要，由蜗壳、导水机构、转轮与尾水管而形成封闭的流道，转轮全周进水，水流是有压的。转轮叶片的断面呈空气动力翼型形状。2简述反击式水轮机中易发生的空化类型与易发生部位。答案：反击式水轮机中易发生翼型空化、间

12、隙空化、局部空化与空腔空化。翼型空化发生在转轮叶片上，尤其是叶片背面出口边附近；间隙空化发生在导水叶的端面间隙处及止漏环处，轴流式水轮机叶片外缘是间隙空化发生最严重的地方；局部空化发生在过流表面的凹凸不平处；空腔空化发生在尾水管中。什么是PID调节规律？有何优越性？答案：PID调节规律即按比例积分微分规律进行调节的方式，同PI调节规律一样，PID调节规律具有消除调节后转速偏差的特点。此外，在对调节系统过渡过程影响方面，不仅按转速偏差进行调节，并且也按转速的加速度（微分部分）进行调节。在机组负荷突然变化时，调速器会根据转速偏差的加速度大小迅速调节导叶的开度，即具有超前作用与预见作用，可以减少调节

13、时间和提高调节的稳定性。小型反击式水轮机有几种引水型式？答：小型反击式水轮机除了用蜗壳引水外，还常用明槽引水，罐式引水，小型流式水轮机还用竖井式和轴仲式装置型式。定桨式水轮机与转浆式水轮机有什么区别？答：定桨式水轮机的叶片不能改变角度，工况变化时效率变化大，高效率区窄，转桨式水轮机叶片可以改变角度，工况变化时效率下降慢，高效率区宽广。高比转速水轮机用于高水头水电站有什么问题？答：高比转速水轮机一般叶片数目少，过流量大，因此，转轮强度低，空化系数大，用于高水头时，转轮强度不够，容易发生空化。1、常用的补气方式有哪些？其各适用于什么情况？答：有自然补气和强迫补气两种方式。当下游水位变化不大且吸出高

14、度为正值时，采用自然补气。当下游水位变化的幅度大且Hs0.5s，故发生直接水击r压力上升值为：AH=且口=850X(3-0)=260如)9.8g9.8压力上升率为：=260.2x100%=578.2%H045L臬水电站上游k=iOOOD,下游水-位.=疏5,水屉机的单位流量“冷八心，别水管损2=T假定水辂机肘效率灯=Mi发电机対效和=山沁，试求该术轮机妁出力F与发电机的出力P注：水轮机的作水久H=Hr-ih.H.为毛水头L解:朋辂机的工作水头为：11=气一占h=VT-Ab=1U诚-疝U-)=y.K1Q117=aix20 x4S0.9F=晞丸xQ.2某水电站裂置一台小机组，水轮机旳号为HL240

15、-LJ-14O,水轮机M力为舱OOkM水轮机型号HL240-U-2SO.科两水轮机T况柑似，求大机的水轮机川力是多少。注；叮用一次近似式讣第解：根据水轮机的相似率，在同样水头条件下，水轮机的出力与转轮直径的平方成正比，故大机组的出力为：P=3200 x(280/140)=12800CkW)1、某小型水电站装机容量4X2500KW，设计水头32m，选用HL240LJ120型水轮机,单机引用流量9.8m3/s,模型气蚀系数o=0.21,导叶相对高度b=0.365，电站海拔高程122m，下游最低0尾水位118m，求水轮机安装高程。(8分)水电站下游水位和流量关系曲线如下：Z(m)600.1600.5

16、601.0601.3601.5601.8Q(m3/s)81520253040E122解：H=10-KgH=10-1.3x0.21x32=1.13(m)s900g900本电站为4台机，由1台机额定流量Q=9.8m3/s查上表得下游水位600.3mbDZ=Z+H+1aws2Z=600.3+1.13+0.365x1.2/2=601.649(m)a2、某混流水轮机D1=2.5m，H=35m。已知模型试验数据：D1M=0.46m，HM=4m，在效率最高时nM=300r/min,Qm=0.32m3/s，PM=11.0kW。试求原型机在效率最高时的n、Q、P和nmax。(8%)解：计算模型的单位参数：nD300 x0.46n=m1m=69(r/min)11尹4mQ=一Q=032=0.756(m