缝隙式迷宫止漏装置的结构及应用

混流式水轮机在运转时，转轮上冠与顶盖之间、下环与基础环之间的缝隙中常有高压水流流到尾水管中去，造成水轮机的容积损失。为了减少这种损失，相应地提高机组的效率，必须在转轮上冠和下环处装置止漏设备，以限制旋转部分与固定部分之间的渗漏。常见的止漏装置有缝隙式和梳齿式两种型式。

1.缝隙式止漏装置

使用水头H<200m 型谱内所列各种混流式转轮一般都采用缝隙式止漏装置。对于水较清的河流，采用带有沟槽的缝隙式止漏装置，通常称为迷宫式。图5-7（a）所示为缝隙式止漏装置，转轮上冠和下环上有带沟槽的迷宫式止漏环2和4，与其对应的顶盖和底环上分别装有迷宫静环3和5。图5-7（b）是迷宫式止漏装置的结构简图，当水从缝隙间流过时，由于局部阻力加大，使压力降低，当水流到达沟槽部位时又突然扩大，进入下一个缝隙时又突然收缩，这种反复扩大、收缩的结果减低了水流压力，使漏水量大大减小。图示尺寸适用于迷宫环直径为5m 的混流式水轮机。图5-7（c）为不带沟槽的缝隙式止漏环结构，适用于含泥沙较多的水电站。这种结构简单，加工方便，但止漏效果不及迷宫式。止漏环间隙b 一般可取转轮直径的0.5/1000。材料一般采用碳素钢或1Crl8Ni9Ti不锈钢板或其他抗磨钢板。安装时应仔细测量单面间隙，如果单面间隙相差过大会引起机组振动。

图5-7　缝隙式止漏装置

（a）装置剖面图；（b）迷宫式止漏装置；（c）不带沟槽缝隙式止漏装置
1—减压孔；2—上迷宫止漏环；3—上迷宫静环；4—下迷宫止漏环；5—下迷宫静环(www.xing528.com)

2.梳齿式止漏装置

对于高水头（H>200m）混流式水轮机，需要采用梳齿式止漏装置。这种止漏装置的转动环和固定环的截面为梳齿状，两个环的截面形成交错配合。图5-8所示为梳齿式止漏装置的一种结构型式，在转轮的上冠和下环处装设了两组梳齿式迷宫止漏环，转动环与固定环都做成犬牙交错的配合装置，水流经过梳齿时转了许多直角弯，增加水流阻力，减少漏水量。图中所示的结构适用于H=300m 的机组上。转动环做成两个梳齿，环径与高度之比为10∶1，转轮梳齿与固定梳齿的间隙为0.5mm。这种结构的固定环梳齿的侧面是经过研磨的光滑面，而转动环的梳齿与固定环的接触面则做成螺纹沟。

图5-8　梳齿式止漏装置

（a）装置剖面；（b）部件A；（c）详图B
1、12—抗磨板；2—上部静环；3、6、8、11—螺钉；4—上部动环；5—引水管；7—减压孔；9—下部动环；10—下部静环；13—辐向沟槽；14—环形沟槽

在压力作用下，由止漏环之间的空隙渗漏出来的水是使梳齿式止漏装置连接部件增大拉应力的原因。为了防止梳齿式迷宫止漏环破裂，在其支持面上做成环形沟槽14和辐向沟槽13。位于高压侧的环状结构用来聚集从缝隙渗入的水流，再从低压侧的辐向沟槽排出，排出的水流可由引水管5流入上冠的减压孔7再排到尾水管。