文档介绍：XFJ4#水轮机结构改造设计
　　摘要：本文通过对电站提供的运行参数的分析，部件图纸资料的深入研究，结合运用在水轮机科研设计方面的先进技术以及积累的丰富的电站改造经验，水轮机做全面更新改造，实现机组质量的全面提升，满足现代化电厂安全稳定运行的需要。
　　关键词：水轮机；结构；设计
　　中图分类号：TV734 文献标识码：A
　　1 电站现状
　　XFJ4#机组水轮机原型号HL741-LJ-410，1976年12月投运，至今已经运行36年，已经接近设计使用寿命。
　　2 改造目标
　　（1）改善机组的空化性能。
　　（2）优化机组运行指标。
　　（3）加强水轮机顶盖、底环等部件的刚强度，提高机组运行稳定性。
　　（4）解决转轮气蚀问题。
　　（5）提高水轮机抗气蚀、抗磨损能力。
　　（6）提高水轮机效率。
　　（7）延长机组大修周期。
　　3 改造范围
　　（1）更换转轮，同时更换联轴螺栓及主轴护罩。
　　（2）更换导水机构，包括顶盖、底环、控制环、导叶及导叶的传动零件。
　　（3）改造尾水锥管进口段。
　　（4）更换转动部件主轴、水导轴承、主轴密封。
　　4 改造设计
　　（1）转轮的改造设计。转轮采用铸焊结构：转轮上冠、下环、叶片均采用ZG00Cr13Ni5Mo VOD精炼铸造而成。上冠、下环、叶片分别制造加工后焊在一起。转轮焊接后经退火热处理消除残余应力，所有焊缝进行100%无损检测检查。对转轮开口、出水边型线、出口角、节距、进水边型线、进口角、进口高度、进水边直径、表面光洁度、波浪度等都要按国标GB/T10969―1996《水轮机通流部件技术条件》严格的检查。精加工后，进行静平衡试验。
　　（2）导水机构的改造。导水机构包括顶盖、底环、活动导叶及导叶传动机构和控制环。机组原导水机构已经使用近40年，虽然部分易损件进行过更换，但主要部件已接近设计使用寿命，从安全角度出发，应进行更换。
　　①活动导叶及导叶传动机构。导叶采用ZG06Cr13Ni5Mo材料整体铸造，按CCH70-3标准进行检查。导叶的设计保证从全开度位置至空载开度位置范围内，导叶的水力矩特性具有自关闭的趋势。导叶的水力设计充分考虑了导叶厚度与振动频率的关系，避免产生水力共振。导叶端面密封采用自补偿型金属密封，即顶盖和底环在导叶关闭位置上、下端面接触处设有分段压板式的自补偿的铜条，铜条下面设有中硬橡胶弹性块。导叶立面采用聚氨酯镶嵌式弹性密封结构。良好的密封止水措施，使导叶漏水量很小。导叶采用剪断销式保护装置，当剪断销破断后，在顶盖上焊接的全开和全关位置的限位块，保证导叶不会碰撞转轮和固定导叶。导叶采用螺杆调节的耳柄式传动机构，方便工地调整。

　　②顶盖。顶盖采用优质钢板焊接而成，与原来顶盖相比，加厚了过流面的钢板厚度，即提高了顶盖的刚强度，也改善了端面密封的工作环境，减小了密封漏水量。在顶盖过流面上设置有不锈钢抗磨板，与转轮上的止漏环相对应的位置设置不锈钢止漏环。不锈钢材料具有优异抗空蚀磨损能力，延长了机组的检修周期，提高机组运行的可靠性。顶盖上设有导叶套筒，套筒采用铸钢制造。导叶上、中、下轴瓦均采用FZ-6自润滑复合材料。
　　③底环。底环采用钢板焊接结构，具有足够