毛尔盖水电站机组结构设计
陈前荣（杭州长河发电设备有限公司浙江杭州$#""(#）
【摘要】结合毛尔盖生态放水电站卧式混流水轮发电机组结构方面的设计，对较大容量卧式发电机组采取的布置方
式进行了介绍，同时对为减少轴向水推力使推力轴承稳定运行而采用的水轮机密封结构进行了分析。图’ 幅。
【关键词】水轮发电机组结构设计内循环推力轴承集电环无接触密封
! 概述
毛尔盖水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州
黑水河中游红岩乡至俄石坝河段，是黑水河干流水
电规划的“二库五级”的第三级。首部枢纽距茂县
县城约&" 9*，厂区距茂县县城约’( 9*，距成都市
!7" 9*，!#$ 国道: 黑水县公路从工程区通过，下行
经茂县、汶川、都江堰至成都，对外交通方便。
毛尔盖水电站的生态放水电站是水头变幅及容
量较大的卧式混流水轮发电机组，于!"#! 年正式
并网发电。因其容量在卧式水轮发电机组中相对较
大，而且轴承采用的是内循环方式，因此为保证机
组特别是轴承能够稳定运行，在结构及布置上进行
了多方面的考虑。
水轮机型号为;<=7>(—?@—&!，额定功率
7 #>7 9?，额定转速’(" 3 A *,1，飞逸转速# (’$ 3 A *,1；
最大水头#$B8"# *，额定水头#$!8($ *，最小水头
7$87> *；额定流量(8! *$ A C，额定点水轮机效率
( D，吸出高度!C!% "8( *，轴向水推力为
#’> : !$! 9E，转轮重量（含泄水锥等）"8>$ F。
发电机型号为GH?7"""—> A !#("，额定功率
7 """ 9?，额定容量’ ("" 9I=，额定电压7 $"" I，额
定电流7>’8$ =，额定转速’(" 3 A *,1，飞逸转速
# (’$ 3 A *,1，额定功率因数"8>，额定频率(" ;J。相数
为$ 相，绝缘等级为H A H，定子接线方式为K，旋
转方向为顺时针（从发电机端看）；额定时发电机
效率&’8’D（计算值），径向推力轴承规格!$!"，径
向轴承规格!$7"，转子重量#>8> F，飞轮重量"8> F。
" 发电机布置形式的选择
水轮发电机组采用两支点布置形式，由于机组
容量在卧式机组中相对比较大，转子重量比较重，
轴向水推力也不小，因此对轴承的要求比较高，如
何布置发电机需综合考虑（见图# : 图B）。图# 和
图$ 为发电机的两种不同布置方式，其中图# 为传
统布置形式，图$ 为经过核算采用的布置形式，现
就两种不同布置形式进行受力及刚度分析，比较其
优缺点。
图! 及图B 的受力分析进行了简化处理，将转
子重量受力中心近似的认为在发电机中心线上，并
将单边磁拉力方向与重力方向一致，图中所计算的
结果为其合力数值；近似的认为转轮重心在转轮中
心线上，转轮中心线方向不仅受到转轮重力作用，
还受到因水流不对称所引起的径向力的作用，图中
所计算的结果也为其合力数值。
由标准规范可知，定子和转子间的空气气隙，
其最大值或最小值与其平均值之差应不超过平均值
的L >D。即使是(D的空气气隙不均匀也会导致
很大的电磁不平衡力作用在机组导轴承上，引起机
组振动和导轴承的磨损。
因此本电站需考虑磁拉力的作用，并按L >D
最恶劣的情况进行计算，由此得出磁拉力的估算公
式为" M "8$#$，其中# 表示转子外径， $ 表示铁
芯长度。由电磁方案得出发电机转子外径为!# 7">，
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