水輪機(jī)是將水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)械能，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能的一種機(jī)械，是水電站動(dòng)力設(shè)備之一。
水輪機(jī)的基本類型
按主軸裝置方式劃分
立式水輪機(jī)：水輪機(jī)主軸豎直安裝；大中型水輪機(jī)均采用該裝置方式。 臥式水輪機(jī)：水輪機(jī)主軸水平安裝；小型或微型水輪機(jī)采用該裝置方式。
按能量轉(zhuǎn)換特征
水輪機(jī)是水電站的主要?jiǎng)恿υO(shè)備之一。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換的特征，可將水輪機(jī)分為反擊式、沖擊式兩大類。各種類型水輪機(jī)按照其水流方向和工作特點(diǎn)不同又有如下不同的形式。
水輪機(jī)的特點(diǎn)及適用條件
反擊式水輪機(jī)的特點(diǎn)及適用條件
特點(diǎn): ◎水流流經(jīng)轉(zhuǎn)輪時(shí)，水流充滿整個(gè)轉(zhuǎn)輪葉片流道，利用水流對(duì)葉片的反作用力，即葉片正反面的壓力差使轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)； ◎主要利用水流的勢(shì)能和動(dòng)能，主要是利用水流的勢(shì)能； ◎水輪機(jī)在工作工程中，轉(zhuǎn)輪完全浸沒在水中。 反擊式水輪機(jī)根據(jù)水流流經(jīng)轉(zhuǎn)輪的方式不同分為混流式、軸流式、斜流式、貫流式四種。 混流式（法郎西斯式）：水流徑向流入轉(zhuǎn)輪，軸向流出。 適用范圍：H=30~700 m , 單機(jī)容量：幾萬kW~幾十萬kW 優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，效率高，適用高水頭小流量電站。
軸流式（卡普蘭式）：水流沿轉(zhuǎn)輪軸向流入，軸向流出，水流方向始終平行于主軸。 軸流定漿式：葉片不能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動(dòng)。改變?nèi)~片轉(zhuǎn)角時(shí)需要停機(jī)進(jìn)行。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率低。適用H、Q變化不大的情況（工況較穩(wěn)定）， H：3~50m。 軸流轉(zhuǎn)漿式：葉片能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行雙重調(diào)節(jié)（導(dǎo)葉開度、葉片角度）。適用水頭流量的變化，高效率區(qū)廣，大中型電站多采用。 H：3~80m。
混流式轉(zhuǎn)輪 |
軸流定槳式轉(zhuǎn)輪 |
斜流式（法國(guó)德里亞齊式）：水流斜向流進(jìn)、流出轉(zhuǎn)輪。轉(zhuǎn)輪葉片隨工況變化而轉(zhuǎn)動(dòng)，高效率區(qū)廣。兼有軸流轉(zhuǎn)漿式運(yùn)行效率高，混流式水輪機(jī)汽蝕性能好、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。 適用水頭范圍 H=40~200m。是具有可逆性的水泵―水輪機(jī)，廣泛地用于抽水蓄能電站，因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜很少用于小型水電站。
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| 斜流式 |
◎貫流式水輪機(jī)（臥軸流式） 水流由管道進(jìn)口到尾水管出口均為軸向流動(dòng)，不設(shè)置蝸殼，水流沿軸向直貫流入流出水輪機(jī)，故稱為貫流式水輪機(jī)，根據(jù)發(fā)電機(jī)裝置方式不同，此種水輪機(jī)又分為全貫流式和半貫流式；根據(jù)轉(zhuǎn)輪輪葉能否改變又可分為貫流轉(zhuǎn)漿式和貫流定漿式。
貫流式 |
沖擊式水輪機(jī)特點(diǎn)及適用條件
特點(diǎn): ◎轉(zhuǎn)輪工作過程中，噴嘴射流沖擊部分導(dǎo)葉，轉(zhuǎn)輪部分接觸水流； ◎在大氣壓下工作； ◎水輪機(jī)依靠噴嘴的射流沖擊力使轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，利用的是水的動(dòng)能。
沖擊式水輪機(jī)主要由噴嘴、折向器、轉(zhuǎn)輪和機(jī)殼組成，噴嘴將水能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能形成自由射流，沖擊轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。
沖擊式水輪機(jī)按射流沖擊轉(zhuǎn)輪的方式不同可分為水斗式（切擊式）、斜擊式和雙擊式三種。
水斗式水輪機(jī)（切擊式水輪機(jī)，臥式）（培爾頓式）
射流位于轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi)，沿轉(zhuǎn)輪圓周切線方向沖擊斗葉，故又名切擊式水輪機(jī)。 1998年瑞士興建的克留遜（Cleuson）水電站，安裝3臺(tái)各40萬kW沖擊式機(jī)組，最高水頭1883m。中國(guó)最高的水斗式水輪機(jī)是天湖水電站，水頭高達(dá)1022.4m。 適用的水頭范圍：40~2000m，一般常用水頭范圍40~800m。
斜擊式水輪機(jī)（1912年發(fā)明，仇戈式）（立式）
噴嘴射流方向與轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)平面斜交，射流自轉(zhuǎn)輪側(cè)沖擊轉(zhuǎn)輪，故稱斜擊式。 斜擊式水輪機(jī)適應(yīng)水頭范圍50~400m，最大單機(jī)容量一般不超過400KW，故只適用于小型水電站。
雙擊式水輪機(jī)（1917年匈牙利人發(fā)明，班克式）（臥式）
水流由噴嘴射到轉(zhuǎn)輪一側(cè)的輪葉上，由輪葉外緣流向轉(zhuǎn)輪中心，而后水流穿過轉(zhuǎn)輪內(nèi)部空間再一次流到輪葉上，沿輪葉流向外緣，最后以很小的流速離開轉(zhuǎn)輪，水流兩次沖擊轉(zhuǎn)輪，故稱雙擊式。 雙擊式水輪機(jī)適用的水頭范圍6~150m，最大的單機(jī)容量一般不大于300KW，所以只適用于小型水電站。
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