冲击式水轮机的类型和工作特点

冲击式水轮机是借助于特殊导水机构（喷管）引出具有动能的自由射流，冲向转轮水斗，使转轮旋转做功，从而完成将水能转换成机械能的一种水力原动机。在冲击式水轮机中，以工作射流与转轮相对位置和做功次数的不同，可分为切击式水轮机（图6-1）、斜击式水轮机（图6-2）和双击式水轮机（图6-3）。

图6-1　切击式水轮机的结构示意图

1—喷嘴；2—针阀；3—喷针移动机构；4—转轮；5—外调节机构；6—机壳

图6-2　斜击式水轮机的射流、转轮工作示意图

图6-3　双击式水轮机结构示意图(www.xing528.com)

1.切击式水轮机

切击式水轮机工作射流中心线与转轮节圆相切，故名切击式水轮机；其转轮叶片均由一系列呈双碗状的水斗组成，故又称水斗式水轮机。切击式水轮机是目前冲击式水轮机中应用最广泛的一种机型。其应用水头一般为300～2000m，目前最高应用水头已达1771.3m（澳大利亚的列塞克—克罗依采克水力蓄能电站，水轮机出力P=22.8MW）。

2.斜击式水轮机

斜击式水轮机主要工作部件和切击式水轮机基本相同，只是工作射流与转轮进口平面呈某一个角度α，射流斜着射向转轮。斜击式水轮机适用于水头在35～350m、轴功率为10～500kW、比转速ns=18～45的中小型水电站。

3.双击式水轮机

双击式水轮机水流先从转轮外周进入部分叶片流道，消耗了大约70%～80%的动能，然后离开叶道，穿过转轮中心部分的空间，又一次进入转轮另一部分叶道又消耗余下的大约20%～30%的动能。这种水轮机效率低，一般只适用于H<60m，N<150kW的小型水电站。

综上所述，冲击式水轮机适用于高水头、小流量的水力条件。它是19世纪后期，随着水工技术的不断发展，人们已能建造高的水坝和采用高压钢管来集中和输送水能后发展起来的。