1 概述

    高比速整装轴流式水轮发电机组由中国水科院机电所开发，其使用水头比较低，具有比转速高、效率高、高效范围宽、空化性能好、运行稳定可靠、结构简单、安装使用方便等突出优点。

2 高比速整装轴流式水轮发电机组的技术特点

2.1 水轮机 转轮的技术特点

    在轴流定桨式水轮机的开发研究中，特别注意了定桨式转轮和流道的特点，致力于挖掘其潜在的有利因素，开发出一批几何参数与目前国内采用的由转桨改用的定桨转轮有很大区别、且性能显著提高的新转轮。这些转轮在几何参数及性能方面比我国现大量采用的转轮有显著提高。其主要特点如下：

•  转轮叶片头部较大，以适应单位转速及来流角度的变化；
•  叶片最大厚度进一步向叶片进水边迁移， 以改善其空化及能量特性 ；
•  加大叶片扭角，呈现典型的“X”型叶片形状，以加大过流量，提高大流量区效率，完善空化及稳定性能 ；
•  降低叶片安放高度，并将叶片轴线位置向进水边移。  

2.2 导水机构的技术特点

    导叶数由大中型机的20个或24个改为16个，同时适当增大导叶分布圆直径，减缓导叶增长后对转轮进口流态的不利影响。改变将活动导叶布置在固定导叶出口水流迹线上的传统布置，通过模型试验确定活动导叶与固定导叶的相对位置关系。

常规布置图

新机组布置图

2.3 蜗壳的设计特点

•  为方便安装，弃用原先的T型混凝土蜗壳，改用圆形金属蜗壳；
•  采用Vu=const与VuR=const相结合的方法设计，使流速分布更加均匀，并降低鼻端附近流速；
•  蜗壳进口断面直径取整，与阀门标称直径相配。

蜗壳的水力设计

底环的设计特点

2.4 底环的设计特点

    没有采用两段圆弧法，而是采用由小曲率半径向大曲率半径逐渐过渡的方法，从而不仅减轻了该处因脱流旋涡而产生的损失，还可因底环向下弯曲的拐点处直径减小而减少导叶出口处楔型区的水流损失。

3 高比速整装轴流式水轮发电机组的系列参数

3.1 水轮发电机组的性能参数

3.2 新开发机组的基本系列

    新开发机组的基本系列按转轮直径D₁和转速n划分，全部为立轴轴流定桨式。每一个系列的机组又可以选用 JK416、JP501和JK803三种转轮，拟定的主要有如下几个系列：  

注： ns －比转速