向家坝水电站水轮机主要结构研究

伍志军 吴滨 黄梅

（中南勘测设计研究院 长沙市 410014）

【摘　要】 向家坝水电站机组结构尺寸巨大，在机组结构型式设计时，应充分考虑水轮机各主要部件的强度、刚度及机组运行的稳定性与可靠性，本文简要分析了向家坝水电站水轮机的主要结构特点。

【关键词】 向家坝 水轮机 结构型式 转轮 蜗壳 座环 导水机构 尾水管 刚度强度

近期投产的大型水轮机，尽管均由国内外著名的水轮机制造厂商采用先进的水力设计理念、刚强度计算方法和性能良好的材料设计制造，但是机组的稳定性并没有随着技术进步而提高；相反，压力脉动增大、振动加剧、转轮裂纹等现象发生更加普遍。分析其原因，除了水力设计不合理、运行工况恶劣、制造工艺和用材缺陷外，机组容量和尺寸增大、结构设计不当而引起静应力偏高、应力集中、频率耦合、刚强度不足，水力设计没有通过结构设计得到体现等也是影响水轮机稳定运行的重要因素。

向家坝水电站水轮机为低转速、中水头、大型混流式水轮机，转轮直径9.35m。水轮机型式为竖轴混流式，金属蜗壳，包角为345°，弯肘形尾水管。机组采用两根轴结构，水轮机主轴与发电机主轴直接连接。

根据向家坝水电站的具体特点，结合国内外已运行的大型机组的经验，合理设计转轮、座环、导水机构、蜗壳、顶盖及尾水管等部件，是保证水轮发电机组稳定运行的前提。