| 水輪機(jī)尾水管 |
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水輪機(jī)尾水管是反擊式水輪機(jī)的重要部件，它的作用不僅僅是把水輪機(jī)排出的水引向下游河道，設(shè)計(jì)好的尾水管還可以回收尾水能量，提高水輪機(jī)效率。 |
| 水輪機(jī)尾水管的主要形式 |
在圖1中有3個圖片，是水輪機(jī)尾水管的3種主要形式。圖中H是上游水位與下游水位的總落差，Hd是水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪入口處的靜水頭，Hs是轉(zhuǎn)輪出口到下游水面的高差。 |
圖1--水輪機(jī)尾水管的形式 |
圖1左圖的水輪機(jī)沒有安裝尾水管，水輪機(jī)的工作水頭只是Hd，水輪機(jī)出口到下游水位的高差Hs沒有得到利用。對于上下游水位總落差H較大時Hs相對較小，當(dāng)上下游水位總落差H較小時由Hs產(chǎn)生的損失就很明顯了。 圖1中圖的水輪機(jī)安裝有圓柱形尾水管，尾水管內(nèi)的水會產(chǎn)生一個吸出水頭Hs，形成所謂靜力真空，高差Hs與上游水頭Hd一同作用到水輪機(jī)，這樣水輪機(jī)利用了總落差H，提高了水輪機(jī)的效率。 安裝圓柱形尾水管雖回收了高差Hs，但由于圓柱形尾水管的入口直徑與出口處直徑相同，尾水管的出口的水流速度與水輪機(jī)出口處水流速度相同，在尾水管的出口的水流速度較快，動能較大，仍造成水能的損失。于是將圓柱形尾水管改為擴(kuò)散型尾水管，見圖1右圖。 擴(kuò)散型尾水管出口直徑遠(yuǎn)大于入口直徑，呈圓錐狀，水輪機(jī)出口的水流速度經(jīng)過擴(kuò)散管后大幅下降，在尾水管出口處動能大大減小，動能的減小也會產(chǎn)生一個吸出水頭，形成所謂動力真空，使水輪機(jī)得到更多的能量。現(xiàn)在水輪機(jī)的尾水管基本都是擴(kuò)散型尾水管。 |
| 直錐形尾水管 |
擴(kuò)散型尾水管的的軸線是直線的稱為直錐形尾水管，直錐形尾水管結(jié)構(gòu)簡單，效果好，圖2是直錐形尾水管的安裝示意圖。直錐形尾水管的擴(kuò)大角度不宜大，長度較長為好。 |
圖2--直錐形尾水管 |
| 彎曲形尾水管 |
對于大型水電站，若采用直錐形尾水管，需向下開挖較深，工程大成本高。故大型水電站的尾水管采用彎曲形尾水管，彎曲形尾水管的中心線從垂直彎曲到水平，外形有點(diǎn)像手臂的肘部，也稱為彎肘形尾水管，圖3是彎肘形尾水管的外表面圖。 |
圖3--彎肘形尾水管外觀 |
| 彎肘形尾水管的水流入口段是一節(jié)圓錐管，稱為直錐段，尾水管彎曲的肘部稱為彎肘段，水輪機(jī)水平部分稱為水平擴(kuò)散段，見圖4。 |
圖4--彎肘形尾水管側(cè)視 |
| 一般水電站機(jī)組數(shù)較多，為了不影響水壩的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，水平擴(kuò)散段不能過寬，以保留足夠?qū)挾鹊幕炷两Y(jié)構(gòu)。所以水平擴(kuò)散段頭尾的寬度是相同的，為達(dá)到擴(kuò)散目的，采用逐漸增加高度的方式來逐漸增加截面。見圖4與圖5。 |
圖5--彎肘形尾水管俯視 |
大型水電站的尾水管除了直錐段采用鋼結(jié)構(gòu)外，彎肘段與水平擴(kuò)散段直接由混凝土澆筑而成。圖6是安裝彎肘形尾水管的水輪機(jī)示意圖。 |
圖6--安裝彎肘形尾水管的水輪發(fā)電機(jī)組 |
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