畢業(yè)設計水電站的水輪機設計

1、1前言42水電站的水輪機選型設計52.1水輪機的選型設計概述52.2水輪機選型的任務62.3水輪機選型的原則62.4水輪機選型設計的條件及主要參數(shù)72.5確定電站裝機臺數(shù)及單機功率72.6選擇機組類型及模型轉輪型號82.7初選設計（額定）工況點112.8確定轉輪直徑122.9確定額定轉速n122.10效率及單位參數(shù)的修正132.11核對所選擇的真機轉輪直徑142.12182.13計算水輪機額定流量q19,r2.14確定水輪機允許吸出高度202.15計算水輪機的飛逸轉速252.16計算軸向水推力P252.17估算水輪機的質量262.18繪制水輪機運轉綜合特性曲線263水輪機導水機構運動圖的繪制3

2、53.1導水機構的基本類型353.2導水機構的作用363.3導水機構結構設計的基本要求363.4導水機構運動圖繪制的目的373.5導水機構運動圖的繪制步驟374水輪機金屬蝸殼水力設計414.1蝸殼類型的選擇414.2金屬蝸殼的水力設計計算415尾水管設計495.1尾水管概述495.2尾水管的基本類型495.3彎肘形尾水管中的水流運動496水輪機結構設計506.1概述506.2水輪機主軸的設計506.3水輪機金屬蝸殼的設計516.4水輪機轉輪的設計526.5導水機構設計556.6水輪機導軸承結構設計586.7水輪機的輔助裝置617金屬蝸殼強度計算637.1金屬蝸殼受力分析637.2蝸殼強度計算6

3、37.3計算程序及結果668結論712.1水輪機的選型設計概述2.2水輪機選型的任務2.3水輪機選型的原則N2.4水輪機選型設計的條件及主要參數(shù)PMWPLm,m,rm,mq,m/m2.5確定電站裝機臺數(shù)及單機功率ggp式中：P電站總裝機容量,已知：P；Pg2.6選擇機組類型及模型轉輪型號mmrbmbm2.7初選設計（額定）工況點rr）。rrrr/nr/r/nr/rrrbrL/r/）；L/r/2.8確定轉輪直徑PP/rggPggPrrrrmP水輪機額定功率，PkWr水輪機額定工況的單位流量，rm/mmmcmcm2.9確定額定轉速r對于方案：rrr/rr對于方案b：rrrr2.10效率及單位參數(shù)的

4、修正（）m式中：真機的最優(yōu)工況效率；模型機的最優(yōu)工況效率，方案：mmmm；方案b：m。式中：模型的轉輪直徑,兩種方案中：m；mm真機的轉輪直徑,兩種方案中：m。mmnnn，所以單位轉速可不修正，即：nm2.單位流量的修正值：m(m，所以單位流量可不修正，即：mbmmnnn，所以單位轉速可不修正，即：n。m2.單位流量的修正值：m(m，所以單位流量可不修正，即：m2.11核對所選擇的真機轉輪直徑rmrmr式中：n額定單位轉速，n=428.6r/min；D真機的轉輪直徑，Dm；H設計水頭，Hm；n單位轉速修值，取n。計算得：r(m)r/min。NNr(m)N()mmNN()11t11t11tHma

5、xm模型機的單位轉速為：mi式中：n額定轉速，n=428.6r/min；D真機轉輪直徑，Dm；單位轉速修值，；H水頭，這里分別取HHm和HHm。當HH當HHm，計算得：r/；m，計算得：r/。r/r/Dm1n=81.96r/minQ=1155L/S11r11r5%功率限制線實際工況點2.12確定水輪機導葉的最大開度、最大可能開度、最優(yōu)開度D0001mmD0m0m01m001mm1mDm。0mmmmmmmmmmmmmm式中：原型機導葉的最大開度，計算得：mm。mm；ymmm式中：ym模型機導葉的最優(yōu)開度，由1在HLA616模型轉輪綜合特性曲線上，找最優(yōu)工況點所對應的開度值，可知：ym計算得：mm

6、。mm。,qq,式中：P水輪機額定出力，P；額定水頭，m；,rq,m/zq,q,m/q,m/q,N()im,m,m,m,m,rmmmmmmrmmmmmmmN()N()N()N()N()N()N()()NimH水輪機允許吸出高度，Hm；0b00100m裝2.15計算水輪機的飛逸轉速HL(r/式中:原型水輪機的飛逸轉速；模型水輪機最大可能開度的單位飛逸轉速，由中小型混流式水輪機模型轉輪主要參數(shù)表，可知：r/；最大水頭，=76.55m。計算得，r/。2.16計算軸向水推力PK式中：K軸向水推力系數(shù)，由參考資料可知：K，本次設計取K；轉輪直徑，m。計算得：P。(1tf=9.81N)2.17估算水輪機的

7、質量bmbbbbb2.18繪制水輪機運轉綜合特性曲線mmimiii單位轉速修正值，。當Hm，計算得：當Hm，計算得：當Hm，計算得：r/；r/；r/；當Hm,計算得：當Hm，計算得：r/；r/；當Hm，計算得：r/。m(i),mHm1Hm1r/mm/Wr/Hmr/1Hm1mm/WHm1Hm1r/mm/WHm1Hm1r/mm/Wr/Hmr/1Hm1mm/WHm1Hm1r/mm/W易找出，此時都應借助輔助曲線易找出，此時都應借助輔助曲線（）輔助曲線，其中=，其計算表和曲線圖如下：（）（）輔助曲線（）輔助曲線(P)im(i)iiiiiiiPiiiiiiiP(P)i(P)(P)，iii(N)(P)iP

8、Pmm/PmAP），,BrB3.1導水機構的基本類型3.2導水機構的作用3.3導水機構結構設計的基本要求3.4導水機構運動圖繪制的目的(),eqoac(,a.)=010mm3.5導水機構運動圖的繪制步驟,mmmmdrbbmmddeLLmmmmmmLmmLmmLLmmp,mm0mmmymmmmmm），繪制周上均布，取m,m,m和任意一個開度值，得到真機的開度值。.mx=.=186.08LmmLmm),(),(),()曲線ABAB,=010mm4.1蝸殼類型的選擇T4.2金屬蝸殼的水力設計計算rrbKrHHmrrm/rmmmmmmKmmbbbbbbbbmmbmm=640mmKK:mmKmm=186

9、0mmm=qm/,rm/=1860mmC()ihihiihiiiiiiiiirii/riiiii/diiirdLLLrVBKt!,i!,xi!,f!,l!,=b=*/RA=+=*/=b*+=*h=+/=*/*/=RA+h/=+=/Ks=*(RA+*h(RA+*RA*hh/=Ksi=i/Ifi=Ks=*RA*h/=+=+h/=RA+=+i,=RAh/=*+*/+e=*=*l=*+=*=(l+/*h=*h+*=+*=+=+*i,Ifi=5.1尾水管概述5.2尾水管的基本類型）。5.3彎肘形尾水管中的水流運動6.1概述6.2水輪機主軸的設計HLMPnrkgfmnnnPP6.3水輪機金屬蝸殼的設計HL50mm6.4水輪機轉輪的結構設計6.5導水機構設計LLLLmaA*6.6水輪機導軸承結構設計24p6.7水輪機的輔助裝置dbdcm7.1金屬蝸殼受力分析7.2蝸殼強度計算1+gkg/mrr)rparr實計rrrp實pp實校p實實實p實校rrrbrrrbr