水轮机毕业设计说明书
水轮机制动系统,毕业设计
课题名称水轮机制动系统系别机电系专业电气工程与自动化班级姓名学号指导教师起讫时间：年月日～年月日（共周）毕业设计（论文）开题报告水轮机制动系统引言：20世纪以来，水电机组一直向高参数、大容量方向发展。
随着电力系统中火电容量的增加和核电的发展，为解决合理调峰问题，世界各国除在主要水系大力开发或扩建大型电站外，正在积极兴建抽水蓄能电站，水泵水轮机因而得到迅速发展。
摘要：水电站的有功调节通常是通过调速器实现的，但当水轮机组并入电网运行时，对于单台发电机来说转速反馈几乎不起作用。
近年来，随着自动发电控制(AGC)的需要，有功功率在控制系统中的调节品质已成为当前电力系统自动化领域的突出问题。
关键词：参考文献：200MW混流式水轮机的效率改进，水轮机原理与流体动力学计算基础，）、功率、水头、系统工作原理：如图1所示：测量元件把机组转速N（频率FN流量等参量测量出来，与给定信号和反馈信号综合后，经放大校正元件控制执行机构，执行机构操纵水轮机导水机构和桨叶机构，同时经反馈元件送回反馈信号到信号综合点。
图1水轮机调节系统结构图一、水轮机电气控制设备系统水轮机制动系统是由水轮机电气控制设备系统和被控制系统（流体控制和PLC控制）组成的闭环系统。
水轮机、引水和泄水系统、装有电压调节的发电机及其所并入的电网称为水轮机调节系统中的被控制系统；用来检测被控参量与给定量的偏差，并将其按一定特性转换成主接力器行程偏差的一些装置组合，称为水轮机控制设备。
水轮机调速器则是由实现水轮机调节及相应控制的机构和指示仪表等组成的一个或几个装置的总称。
(一)水轮机的选型：水轮机按工作原理可分为冲击式水轮机和反击式水轮机两大类。
冲击式水轮机的转轮受到水流的冲击而旋转，工作过程中水流的压力不变，主要是动能的转换；反击式水轮机的转轮在水中受到水流的反作用力而旋转，工作过程中水流的压力能和动能均有改变，但主要是压力能的转换。
通过查找资料；反击式水轮机中，水流充满整个转轮流道，全部叶片同时受到水流的作用，所以在同样的水头下，转轮直径小于冲击式水轮机。
冲击式水轮机“毕业设计”
冲击式水轮机毕业设计任务书、基本资料和指示书河海大学水电学院动力系二○○六年三月冲击式水轮机毕业设计任务书一、设计内容根据给定的原始资料，对指定的电站、指定的原始参数进行该电站的机电初步设计，包括：电站装机机型的比较设计和参数选择，调节保证计算及调速设备选择，该电站的辅助系统设计和电气一次系统初步设计。
二、时间安排1、电站装机机型比较设计4周2、调节保证系统1周3、辅助系统2周4、专题 1.0周5、电气部分2周6、成果整理1周7、评阅答辩1周8、机动0.5周总计12.5周三、成果要求1、设计说明书：说明设计思想，方案比较，参考资料及最终结果。
2、设计计算书：设计计算过程，计算公式，参数选取的依据，计算结果。
3、图纸：主机部分厂房纵剖图，配水环管装配图，水系统图，气系统图和油系统图，电气主接线图及专题部分图纸，规格为1号图，其中主机部分厂房纵剖图及配水环管图要求既要画出手工图纸又要CAD图，其他全部CAD图。
冲击式水轮机毕业设计资本资料一、田湾河电站田湾河位于四川甘孜州康定县、雅安市石棉县境内，为大渡河中游的一级支流，发源于贡嘎山西侧，主源莫溪沟由北向南流，在魏石达先后有贡嘎沟和腾增沟分别自左、右岸汇入后始称田湾河。
下行至界碑石进入石棉县境内并有环河自右岸汇入，经草科、田湾在两河口注入大渡河。
整个田湾河开发方案规划为干、支流“两库四级”开发。
整个梯级从上至下依次由巴王海、仁宗海、金窝和大发四级水电站组成。
业主提出整体开发田湾河的思想，计划在2007年内完成仁宗海、金窝、大发三个梯级水电站的建设。
仁宗海水库水电站位于康定县和石棉县交界处，工程为混合式开发。
电站龙头水库坝址位于仁宗海口上游约400m处，水库正常蓄水位2930m，总库容1.09亿m3，调节库容0.91亿m3，水库具有年调节性能；引水隧洞长约7.5km；地下厂房厂址位于界碑石下游约650m，距田湾河河口约30km。
仁宗海水库电站工程已于2003年开工，第一台机组计划投产日期2007年6月1日。
水轮机选型毕业设计
水轮机选型毕业设计【篇一：水轮机毕业设计毕业论文】摘要本次毕业设计的主要内容是对越南dongnai5电站水轮机进行结构设计。
设计主要途径是在给定dongnai5电站水轮机型号和转轮标称直径等基本参数的前提下，通过查阅相关资料进行结构设计。
以cad软件为平台，绘制总装配图、导水机构装配图、导叶布置图和控制环零件图。
关键词：dongnai5电站，水轮机结构，cadabstractthe main contents of this graduation adsign are the vietnam dongnai5 hydropower plant hydraulic turbine structural design.the main way of design is with the basic paramrters of dongnai5 hydropower plant model and runner nominal diameter and accessing relevant information for the structural design.drew general assembly drawings, water guide mechanism assembly drawing,guide vane arrangement drawing and control loop parts drawing.key words:dongnai5 hydropower plant, structure of hydraulic turbine, cadi目录前言 (1)概述 (1)设计内容与要求 (2)1 越南dongnai5电站基本资料 (3)2 轴面流道图 (4)3 水轮机真机运转特性曲线 (6)3.1 等效率线的绘制 (6)3.2 等开度线的绘制 (10)3.3 真机运转特性曲线的绘制 (12)4 埋入部件结构设计 (13)4.1 座环 (13)4.1.1 结构型式 (13)4.1.2 尺寸系列 (13)4.3 尾水管里衬 (14)5 导水机构结构设计 (16)5.1 导水机构总体结构设计 (16)5.2 导叶布置图的绘制 (16)5.2.1 导叶翼型的确定 (16)5.2.2 导叶开度的确定 (18)5.2.3 导叶布置图以及相关曲线的绘制 (19)5.3 导叶装置结构设计 (20)5.3.1 导叶的结构 (20)5.3.2 导叶轴套结构 (21)5.3.3 导叶轴颈的密封 (23)5.3.4 导叶的止推装置 (24)5.3.5 导叶套筒结构 (25)5.4 导叶传动机构设计 .. (26)5.4.1 导叶臂 (26)5.4.2 连接板 (27)5.4.3 叉头 (28)5.4.4 连接螺杆 (29)5.4.5 分半键 (29)5.4.6 剪断销 (30)5.4.7 叉头销 (31)5.4.8 端盖 (32)5.5 导水机构环形部件结构设计 (32)5.5.1 底环 (33)5.5.2 控制环 (33)5.5.3 顶盖 (36)6 转动部件结构设计 (37)6.1 转轮结构 (37)6.2 泄水锥 (37)6.3 止漏装置 (38)6.4 主轴结构设计 (39)7 轴承、主轴密封及其它部件设计 (42)7.1 轴承 (42)7.3 补气装置 (43)7.4 其他部件设计 (44)结论、讨论和建议 (46)致谢 (47)参考文献 (48)iii前言概述电力是现代化工业生产和生活不可或缺的动力能量,水力发电是电力工业的一个门类。
水轮机设计说明书
学号 **********年级 2010级本科毕业设计23～44米水头220MW水电站设计说明书专业热能与动力工程姓名朱聪指导教师郭建斌评阅人潘虹2014年6月中国南京BACHELOR'S DEGREE THESIS OF HOHAI UNIVERSITYThe design of t he head of 23~44m hydropower station 220MW electrical and machinery partCollege ：HOHAI UNIVERSITY Subject ：Thermal and Power EngineeringName ：Zhu CongDirected by ：Guo ProfessorNANJING CHINA学术声明：郑重声明本人呈交的毕业设计，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本设计（论文）所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。
本设计（论文）的知识产权归属于培养单位。
本人签名：日期：摘 要本设计是根据提供的原始资料对三门水电站的机电初步设计，设计内容共分为四章：水轮机主机选型，调节保证计算及调速设备选择，辅助设备系统设计，电气一次部分设计。
第一章水轮机选型设计是整个设计的关键，根据原始资料，初步选出转轮型号为HL240，共有个12待选方案。
根据水轮机在模型综合特性曲线上的工作范围，初步选出3个较优方案，再根据技术经济性及平均效率的比较在较优方案中选出最优方案最终选出的最优方案水轮机型号为HL240，4台机组，转轮直径5.5m ，转速79r/min ，平均效率92.6%。
计算最优方案进出水流道的主要尺寸及厂房的主要尺寸，绘制厂房剖面图。
第二章调节保证计算及调速设备的选择中由于本电站布置形式为单机单管，所以只对一台机组甩全负荷情况进行计算。
水轮机毕业设计说明书(经典)
目录摘要 (4)1 前言 (5)2 东风水电站的水轮机选型设计 (5)2.1 水轮机的选型设计概述 (5)2.2 水轮机选型的任务 (6)2.3水轮机选型的原则 (6)2.4水轮机选型设计的条件及主要参数 (7)2.5 确定电站装机台数及单机功率 (7)2.6 选择机组类型及模型转轮型号 (8)2.7 初选设计（额定）工况点 (10)2.8 确定转轮直径D (11)12.9 确定额定转速n (12)2.10 效率及单位参数的修正 (13)2.11 核对所选择的真机转轮直径D (14)12.12 确定水轮机导叶的最大可能开度a (25)0k2.13 计算水轮机额定流量Qr (27)2.14 确定水轮机允许吸出高度H (27)s2.15 计算水轮机的飞逸转速 (31)2.16 计算轴向水推力P (31)oc2.17 估算水轮机的质量 (31)2.18 绘制水轮机运转综合特性曲线 (32)3 水轮机导水机构运动图的绘制 (41)3.1 导水机构的基本类型 (41)3.2 导水机构的作用 (42)3.3 导水机构结构设计的基本要求 (42)3.4 导水机构运动图绘制的目的 (43)3.5导水机构运动图的绘制步骤 (43)4 水轮机金属蜗壳水力设计 (47)4.1 蜗壳类型的选择 (47)4.2 金属蜗壳的水力设计计算 (47)5尾水管设计 (56)5.1 尾水管概述 (56)5.2 尾水管的基本类型 (56)5.3 弯肘形尾水管中的水流运动 (57)6水轮机结构设计 (57)6.1 概述 (57)6.2 水轮机主轴的设计 (58)6.3 水轮机金属蜗壳的设计 (59)6.4 水轮机转轮的设计 (60)6.5 导水机构设计 (62)6.6 水轮机导轴承结构设计 (66)6.7 水轮机的辅助装置 (69)7 金属蜗壳强度计算 (71)7.1 金属蜗壳受力分析 (71)7.2 蜗壳强度计算 (72)7.3 计算程序及结果 (74)8 结论 (78)总结与体会 (79)谢辞 (79)参考文献 (80)摘要本次毕业设计是根据东风水电站的水力参数和具体要求，确定了水轮机机型及型号（HL220/A153-LJ-180）。
毕业设计
热能与动力工程专业（水利水电动力工程方向）水轮发电机初步设计与实体建模毕业设计任务书河北工程大学水电学院2010年6月第一部分任务与要求一、设计意义通过对水轮发电机主要结构部件进行初步设计有助于对大型发电机的机械、电磁特性进行具体的分析，同时将先进的实体设计软件CAXA应用到发电机结构设计和零件的装配当中，有助于节省设计时间、提高设计效率。
二、设计内容根据水轮发电机相关资料，对发电机基本结构尺寸作初步设计，其中包括定子结构（定子机座、定子铁芯、铜环引线、定子线棒等）、转子结构（磁轭、磁极装配、励磁引线）、轴承和机架。
将CAXA应用到发电机的结构实体设计中。
1注重水轮发电机的尺寸结构设计，结果为发电机主要结构尺寸参数。
2是注重实体建模装配及工程图输出。
详细设计：（参考《水轮发电机设计与计算》）定子结构设计和计算转子结构设计和计算轴承结构设计和计算轴承机架结构设计和计算辅助部套设计三、任务及时间安排1、发电机结构尺寸详细设计第1-3周2、熟悉CAXA软件建模第1-3周3、零件建模和装配设计第3-5周4、成果整理第6周5、毕业论文第6-7周6、评阅答辩第8周7、机动0.5 周总计8.5周四、预期成果1、水轮发电机主要结构尺寸参数：包括定子铁芯外径和高度、定子机座外径、转子外径、设计空气间隙、主轴长度、推力瓦数等。
2、毕业论文：发电机基本原理介绍，基本尺寸计算程序，实体建模。
3、图纸：装配图（CAD）、定子、转子等，规格1号图。
4、外文翻译：与水轮发电机相关的中英文翻译（3000字左右）。
第二部分毕业设计摘要本文基于丹江口水电站，主要进行水轮发电机的设计与计算，首先对发电机进行简要的说明，接着着重对各部件进行设计与计算。
对水轮发电机的设计与计算，包括水轮发电机的定子、转子、上机架、下机架、推力轴承、导轴承、通风冷却系统、制动系统、励磁机等部件。
本文重点计算发电机的定子，转子，推力轴承和导轴承。
重点对这几部件的各个小部件进行设计与计算，并画图加以说明。
毕业设计-炳灵水电站灯泡贯流式水轮机设计说明书
热能与动力工程专业毕业设计（论文）1毕业设计（论文）题 目 炳灵水电站的设计专 业 热能与动力工程班 级学 生指导教师2011 年炳灵水电站的设计炳灵水电站的设计摘要炳灵水电站是黄河龙羊峡至青铜峡段水电开发规划中的第13个梯级水电站。
电站总装机容量24万千瓦，共安装5台4.8万千瓦灯泡贯流式水轮发电机组，年均发电量9.74亿千瓦时。
本次毕业设计通过查阅贯流式水轮机相关资料，首先对炳灵水电站转轮型号为GZHK-1RT-WP-620的贯流式水轮机进行设计，包括水轮机总体结构的设计，并对其中的主要零件进行设计优化。
绘制出了总装配图，导水机构装配图，主轴零件图，操作油管装配图和导叶臂零件图。
其次进行了电气一次部分的设计，设计选择了电气主接线形式，进行短路电流计算和电气主设备选择，绘制出电气主接线图。
本设计相关知识涉及水轮机结构、水电厂电气部分，机械制图以及贯流式水轮发电机组等部分，此外，还包括其相关的设计思路及方法。
在本次设计中还大量使用了auto CAD 软件进行绘图。
关键词：贯流式水轮机结构设计电气一次设计2热能与动力工程专业毕业设计（论文）The Design of Bingling Hydraulic Power StationABSTRACTBingling Hydropower is the 13 cascade hydropower stations of Longyangxia to Qingtongxia section of Yellow River Hydropower Development planning .In The total installed capacity of 240,000 kilowatts power plant, the installation of five 48,000 kilowatts bulb turbine group, with an annual generating capacity of 974 million kw·h.Firstly, we design the tubular turbine GZHK-1RT-WP-620 of Bingling Hydropower through access to relevant information, including the overall structure of the turbine design, and one of the main parts design optimization. Drawn out of the general assembly drawings, assembly drawings guide apparatus, the spindle parts diagram, assembly drawing and tubing operations guide vane arm parts diagram. Second was a part of the electrical design, design options the main electrical wiring, to conduct short-circuit current calculation and the main electrical equipment selection, drawing out the main electrical wiring diagram.Knowledge related to the design of the turbine structure, hydropower electrical parts, mechanical drawing, and tubular hydro-generating sets and other parts, also including relevant design ideas and methods. In this design also makes extensive use of auto CAD software for drawing.Key Word:tubular turbine structural design design of ectric primary system3炳灵水电站的设计目录ABSTRACT (3)1.前言 (1)1.1概述 (1)1.2设计内容 (1)1.3原始资料 (2)2.水轮机总体结构设计 (4)2.1 绘制轴面流道图 (4)2.2 基础环设计 (4)2.3 座环设计 (5)2.4 导水机构设计 (6)2.4.1 外配水环 (6)2.4.2 内配水环 (7)2.4.3 传动机构 (8)2.5 水轮机主轴设计 (22)2.6 水轮机主轴密封设计 (23)2.7 水轮机水导轴承设计 (24)2.8 转轮设计 (24)3. 电气一次设计 (26)3.1 电气主接线设计 (26)3.1.1 设计原则 (26)3.1.2 主接线方案初步设计 (27)3.1.3 方案比较 (29)3.2 短路电流计算 (30)4热能与动力工程专业毕业设计（论文）3.3 电气主设备选择 (54)1.升压变压器 (56)2.断路器的选择 (57)3.隔离开关的选择 (63)4. 电流互感器 (67)5.电压互感器选择 (71)6.高压熔断器的选择 (73)7.避雷器的选择 (74)8.高压绝缘子的选择 (74)9.发电机中性点接地方式 (75)4.总结 (76)52011届热能与动力工程专业毕业设计（论文）1.前言1.1概述随着我国经济突飞猛进的发展，人民生活水平不断的提高提高，生产和生活用电的需求也越来越大。
毕业设计水电站的水轮机设计概要
1 前言 (4)2水电站的水轮机选型设计… ……… ………………………… 5 2.1 水轮机的选型设计概述…………………………………………… 5 2.2 水轮机选型的任务………………………………………………… 6 2.3水轮机选型的原则……………………………………………… 6 2.4水轮机选型设计的条件及主要参数……………………………… 7 2.5 确定电站装机台数及单机功率…………………………………… 7 2.6 选择机组类型及模型转轮型号…………………………………… 8 2.7 初选设计(额定工况点………………………………………… 11 2.8 确定转轮直径1D ...... ...................................................... 12 2.9 确定额定转速n ............................................................ 12 2.10 效率及单位参数的修正 (13)2.11 核对所选择的真机转轮直径1D ....................................... 14 2.12 确定水轮机导叶的最大开度、最大可能开度、最优开度 (18)2.13 计算水轮机额定流量, v rq ... (19)2.14 确定水轮机允许吸出高度sH .......................................... 20 2.15 计算水轮机的飞逸转速 (25)2.16 计算轴向水推力ocP ...................................................... 25 2.17 估算水轮机的质量 (26)2.18 绘制水轮机运转综合特性曲线 (26)3 水轮机导水机构运动图的绘制............................................. 35 3.1导水机构的基本类型...................................................... 35 3.2 导水机构的作用............................................................ 36 3.3 导水机构结构设计的基本要求.......................................... 36 3.4 导水机构运动图绘制的目的 (37)4 水轮机金属蜗壳水力设计................................................... 41 4.1 蜗壳类型的选择 (41)4.2 金属蜗壳的水力设计计算 (41)5尾水管设计…………………………………………………………… 49 5.1 尾水管概述……………………………………………………49 5.2 尾水管的基本类型 (49)5.3 弯肘形尾水管中的水流运动 (49)6水轮机结构设计……………………………………………………… 50 6.1 概述…………………………………………………………………50 6.2 水轮机主轴的设计......................................................... 50 6.3 水轮机金属蜗壳的设计................................................ 51 6.4 水轮机转轮的设计......................................................... 52 6.5 导水机构设计............................................................... 55 6.6 水轮机导轴承结构设计 (58)6.7 水轮机的辅助装置 (61)7 金属蜗壳强度计算............................................. ...... 63 7.1 金属蜗壳受力分析......................................................... 63 7.2 蜗壳强度计算 (63)7.3 计算程序及结果 (66)8 结论 (71)水轮机是水电站的重要设备之一,它是靠自然界水能进行工作的动力机械与其他动力机械相比,它具有效率高、成本低、环境卫生等显著特点。
2014水轮机结构设计 (毕业设计指导书)
毕业设计（论文）指导书题目专业班级学生指导教师年年热能与动力工程专业水轮机结构设计指导书一、水轮机型号及参数水轮机型号及参数详见任务书二、水轮机总体结构设计根据给定的水轮机型号、机组布置型式和转轮直径等参数，确定水轮机的主要特征尺寸。
1.确定转轮的流道尺寸；2.确定导叶高度及分布圆直径；3.确定座环高度；4.根据水轮机的出力、转速，估算主轴直径；5.参照现有资料，分别设计转轮、导叶、座环、顶盖、底环、基础环、主轴等部件的结构；6.参照现有资料，分析各种主轴密封的结构特点，选择合适的主轴密封；7.参照现有资料，分析各种水导轴承的结构特点，选择合适的水导轴承；8.参照现有资料，根据顶盖、主轴密封、水导轴承的结构，合理布置控制环的结构；9.参照现有资料，选择合适的补气装置。
二、导水机构传动系统设计（导叶布置图绘制）1.根据水轮机的型号、转轮直径，确定最大可能开度所要求的最大接力器行程S max，从而最后确定传动系统的参数；2.绘制导叶开度a0和接力器行程S的关系曲线S=f（a0）），检查导叶传动与接力器移动的均衡性；3.绘制角度λ、β与a0的关系λ=f（a0）、β=f（a0）；4.确定推拉杆销孔与连杆销孔在控制环上的相对位置，以使在运动中接力器活塞杆的偏斜角度最小；5.确定限位块的位置；6.检查传动件在不同位置是否相碰，尤其是易坏连接件破断后，连杆或转臂是否相碰；7.确定导叶关闭时，相邻导叶的密封位置及端面密封分布圆直径；三、导水机构结构设计根据导水机构运动图设计所确定的尺寸，参考现有的设计资料，确定导叶、套筒、连杆、转臂、剪断销、控制环等结构尺寸。
四、水导轴承设计根据所确定的水导轴承结构，参考资料（1）、（2）、（3）、（4）分别进行润滑及冷却系统设计。
五、强度校核与编程实现1.主轴强度校核根据所确定的主轴结构及尺寸，参考资料（1）、（2）进行强度校核。
2.导叶强度校核根据所确定的导叶结构及尺寸，参考资料（1）、（2）进行强度校核。
贯流式水轮机毕业设计任务书、基本资料和指示书
贯流式水轮机毕业设计任务书、基本资料和指示书河海大学水电学院动力系二○○六年三月贯流式水轮机毕业设计任务书一、设计内容根据原始资料，对指定电站、指定原始参数进行机电部分的初步设计，包括：主机选型，调保计算及调速设备选择，辅助设备系统设计，电气一次部分设计,电站机组安装、布置等。
二、时间安排(供参考)1、主机选型 4.5周2、调保计算及调速设备选择 1.5周3、辅机系统2周4、电气部分2周5、整理成果1周6、评阅答辩l周7、机动0.5周总计12.5周三、成果要求1、设计说明书：说明设计思想，方案比较及最终结果，并附有必要的图表。
2、设计计算书：设计计算过程，计算公式，参数选取的依据，计算结果。
3、图纸：主机成果图、安装布置图，油、水、气系统图、电气主结线图及专题部分1-2张，共5-6张(含CAD设计图)，规格为1号图。
贯流式水轮机毕业设计资本资料贵港水电站位于广西省东南部，在郁江中段。
电站建成后将向玉林地区及其贵港市和邻近横县等地供电，对该地区工农业发展有重要的意义。
贵港水电站位于郁江中段贵港市下游约6km处。
贵港水电站厂房为低水头河床式厂房，布置于主河槽的左岸边，为枢纽挡水建筑物之一部分。
1、本电站装机方案：说明：1)消力池底高程为24.50m;2)Q为闸孔下泄流量。
图1贵港枢纽工程上游⊿43.10正常水位调度运行曲线（5台机组发电）说明：1)消力池底高程为24.50m;2)Q为闸孔下泄流量。
图1贵港枢纽工程上游⊿43.10正常水位调度运行曲线（机组不发电）说明：1)消力池底高程为24.50m;2)Q为闸孔下泄流量。
图3贵港枢纽工程上游⊿43.10正常水位调度运行曲线（3台机组发电）下游特征洪水位如下：千年一遇洪水位▽48.94百年一遇洪水位▽48.163、运行环境该地区年平均气温为21.5℃，极端最高气温为39.5℃，极端最低气温-3.4℃，年平均相对湿度78％。
4、电站运行发电要求电站建成后在电网内承担基荷及部分峰荷，并考虑有调相任务。
ZZ560轴流式水轮机结构设计_毕业设计设计说明书
导叶套筒是固定导叶上中轴套的部件，采用HT21—40铸铁铸造。套筒结构与主轴材质、密封结构和顶盖的高度有关。分段套筒虽有质量小，便于加工，容易调整装配等优点，但由于受到机组尺寸的限制，本次设计仍选择传统的整体圆筒形结构。套筒的尺寸大小如下表2-9：
表2-9导叶套筒
本次毕业设计所有出图皆为CAD绘图所得，这不仅缩短了设计时间，也让我更加熟练的掌握了CAD绘图技术。
1
（一）根据给定的葛洲坝水电站基本资料进行水轮机总体结构设计
1.根据给定的水轮机型号和转轮直径等基本参数，确定水轮机的主要特征尺寸，对水轮机主要部件进行结构设计；
2.根据机组型式和电站基本条件设计主轴密封和水导轴承；
表2-4导叶翼型参数
参数符号
数值(mm)
参数符号
数值(mm)
D1
11300
k
11.4
D0
13092
r
89.6
Z0
32
R1
267
a
114.3
R2
242
b
138.5
R3
544
c
144.2
L
1340
d
138.5
L1
649
e
125.7
L2
691
d0
217.1
q
30
m
115.1
t
20
其符号所代表的意义见图2-4:
Using the CAD,the process of design is more convenient and the result is more accurate.
KEYWORDS:GeZhouBa hydropower station,Kaplan turbine,station,runner,Structural design.
水轮机毕业设计说明书
目录摘要 (3)1 前言 (4)2 水轮机选型设计 (5)2.1 水轮机台数及型号的选择 (5)2。
2 初选额定工况点 (6)2。
3 确定转轮直径 (7)2.4额定转速的确定 (7)2.5 效率及单位参数修正值 (8)2。
6 检验所选水轮机的实际工作区域 (9)2.7 确定导叶开度 (10)2.8 计算额定流量 (11)2.9 确定水轮机的吸出高度 (11)2。
10 计算水轮机飞逸转速 (15)2.11 估算轴向水推力 (15)2。
12 估算水轮机质量 (16)2。
13 绘制水轮机运转综合特性曲线 (16)3 蜗壳水力设计 (21)3。
1 概述 (21)3.2 蜗壳类型的选择 (21)3。
3 金属蜗壳主要参数的确定 (22)3.4 金属蜗壳水力设计计算 (22)4 尾水管设计 (27)4。
1 尾水管的作用及类型 (28)4.2尾水管类型的选择 (28)4。
3 绘制尾水管水力单线图 (28)5 水轮机导水机构运动图的绘制 (29)5.1 导水机构的作用及类型 (29)5.2 绘制导水机构运动图的目的 (29)5。
3 径向式导水机构运动图的绘制 (30)6 水轮机结构设计 (34)6.1 概述 (34)6。
2 转轮的结构设计 (35)6.3 导叶的结构、系列尺寸和轴颈选择 (36)6.4 导叶的传动机构 (37)6。
5 导水机构的环形部件设计 (37)6.6 真空破坏阀 (39)6。
7 主轴的设计 (40)6.8 轴承的结构 (41)6.9 补气装置 (42)6.10 主轴的密封 (43)7 导叶加工图的绘制 (44)8 蜗壳强度计算 (44)8。
1 对金属蜗壳的受力分析 (44)8。
2 编程进行强度计算 (47)9 结论 (51)总结与体会 (52)谢辞 (52)参考文献 (53)摘要本次设计是在给出仙溪水电站原始资料的情况下，为电站进行水轮机选型设计，并绘制出运转综合特性曲线。
从最大水头考虑,初步选定了HL D和HL220/A153两个转轮型号，然后从机组的运行稳定性和经240/41济性(电站开挖量）对两个转轮进行综合比较分析,最终确定出水轮机型号为220/153140--，机组台数为两台.在此基础上，完成蜗壳及尾HL A LJ水管的水力设计及单线图的绘制、导水机构运动图的绘制、水轮机总装图的绘制、水轮机导叶零件图的绘制以及蜗壳的强度计算等设计任务。
水轮机课程设计说明书
四川大学课程设计任务书学院专业班课程名称题目任务起止日期：年月日～年月日学生姓名学号指导教师年月日教研室主任年月日审查院长年月日批准目录第一章水轮机的选型设计 (1)第二章水轮机运转特性曲线的绘制 (11)第三章蜗壳设计 (14)第四章尾水管设计 (17)第四章心得总结 (19)参考文献 (20)第一章水轮机的选型设计1.1 水轮机型号选定一、水轮机型式的选择根据原始资料，电站装机容量7MW，平均水头为33m，最大水头为39m，最小水头为28m。
水轮机的额定水头为Hr=0.9Hw=31.35M根据资料，适合此水头范围的水轮机类型有轴流式和混流式，又根据水轮机系列型普表中查出合适的机型有HL240型水轮机和ZZ440型水轮机两种。
根据装机容量拟选两种型号的水轮机1,2台机组。
二、初步拟订型号机组台数并确定单机容量根据以上分析初步拟定见表1-1表1-1 初步拟定表1.2 原型水轮机各方案主要参数的选择按电站建成后,在电力系统的作用和供电方式,初步拟定四种方案后进行比较。
一、ZZ440型水轮机1台机组（方案一）1、计算转轮直径装机容量7000千瓦，水轮机的额定功率为7000P 7368()0.95grg p kw ===η上式中：g p ——机组单机容量，kwg η——同步发电机的效率，一般取95%-97%，此处取95%。
根据水轮机转轮型普推荐的最大单位流量110Q =1.653/m s ，为使单位流量有一定的 余量，取3%的储备，则额定工况的单位流量11r Q =1.65⨯0.97=1.63/m s ,110115/min n r =，对应的模型效率M η=0.83，暂取效率修正值Δη=0.03，η=0.83+0.03=0.86。
则设计工况原型水轮机效率为86%。
m D HQ P rrr 8.186.035.316.181.9736881.95.15.1111=⨯⨯⨯==η根据我国规定的转轮直径系列（见《水轮机》P9），选择转轮公称直径1D =3.3m 。
水轮机部分设计说明书
设计说明书第一章水轮机部分1.1概述（1）水电站名称：05水电站（2）电站地理位置：位于广西和贵州省交界的南盘江上。
（3）枢纽任务：以发电为主，兼顾航运。
（4）水能开发方式：堤坝式。
（5）水文气象资料平均气温：10.9℃，最低气温：-7.0℃，多年平均风速5.4m/s，多年平均悬移质输沙量1580万吨；推移质输沙量72万吨；设计洪峰流量18550㎥/s，校核洪峰流量23450㎥/s。
（6）水能规划参数电站总装机容量：400MW 设计保证率：91%=34.0m最大水头：H max=38.9m 设计水头：Hr平均水头：H av=35.0m 最小水头：H min27.1m=1.2 水轮机选型及机组台数的确定1.2.1水轮机型号的选择转轮型谱参数，再计算设计根据已知水电站的水头范围，查<<水轮机>>P370-371水头下的比转速，查<<水轮机>>P图9-32水轮机最有效率和比转速之间的关系，322故确定水轮机型号为ZZ440。
1.2.2转轮型谱参数1.2.3装机台数的确定（1）机组台数多，单机容量小，小机组单位千瓦造价高，同时，相应的主阀，调速器附属设备及电气设备的套数增加，投资亦增加，一般情况下，台数多对成本和投资不利。
（2）本电站有调峰任务，对于变动负荷的水电站，若采用过少的机组台数，虽单机效率高，但在部分负荷时，由于负荷不便在机组间调节，因而不能避开低效率区，这会使电站的平均效率降低。
（3）当机组台数较多时，电站的运行人员增加 ，消耗品增加，因而，运行费用较高。
综上所述，最终决定选择装机台数为四台，五台或六台。
1.3初选方案表1-2 初选方案列表初选方案 水轮机型号 装机台数（台）单机容量（MW ）方案一 ZZ440 4 100 方案二 ZZ440 5 80 方案三ZZ440666.71.4各初选方案原型水轮机参数的计算1.4.1各方案工作范围图的绘制（1）方案一同步转速下各水头对应的单位转速计算结果列表如下： 表1-3 H min =27.1m H r =34.0m H av =35.0m H max =38.9m n=100r/min124.86111.47109.87104.22绘制工作范围如附图1所示（2）方案二同步转速下各水头对应的单位转速计算结果列表如下： 表1-4水头转速H min =27.1m H r =34.0m H av =35.0m H max =38.9m n=115.4r/min133118.75117.04111.02绘制工作范围如附图2所示（3）方案三同步转速下各水头对应的单位转速计算结果列表如下： 表1-5 H min =27.1m H r =34.0m H av =35.0m H max =38.9m n=136.4r/min131.0116.96115.28109.35绘制工作范围如附图3所示1.4.2各方案机组技术参数表1-6 各方案机组技术参数表方案一 方案二 方案三 单机容量×台数 100MW ×4 80MW ×5 66.7MW ×6 水轮机型号 ZZ440 ZZ440ZZ440适用水头范围H （m ） 20~36（40）20~36（40） 20~36（40）额定水头H r （m ） 34.0 34.0 34.0 转轮直径D 1（m ） 6.5 6 5 原型机最高效率(%) 0.93 0.93 0.93 限制工况效率(%) 0.876 0.876 0.876 同步转速n （r/min ） 100 115.4 136.4 飞逸转速n R （r/min ） 316.65 343.03 411.64 额定流量（m 3/s ） 362.15 285.48 237.61 额定单位转速n 11r （r/min ） 111.47 118.75 116.96 额定单位流量Q r （m 3/s ） 1.47 1.36 1.63 吸出高度H s （m ） -16 -15.68 -21 安装高程▽（m ） 379.665 379.78 375.05 总轴向力F a （N ）13320310.4111272761.97715552.18水头转速水头转速方案号项目1.5精选方案的确定及其参数的计算1.5.1精选方案的确定对以上三种方案从能量性能，空化性能等方面的比较，最终确定方案一，方案二为精选方案，精选方案的技术参数如表1-7所示。
可逆式水轮机毕业设计任务书、基本资料和指示书
可逆式水轮机毕业设计任务书、基本资料和指示书河海大学水电学院动力系二○○六年三月可逆式水轮机毕业设计任务书一、设计内容根据原始资料，对指定抽水蓄能电站、指定原始参数进行机电部分的初步设计，包括主机选型，调节保证计算、调速设计选择、辅助设备设计，电气设备设计等。
二、时间安排1．机组选型设计：5周2．调节保证计算：1.5周3．辅助设备设计：2周4．电气设备设计：1.5周5．整理成果：1.5周6．评阅答辩：1周总计12.5周三、成果要求1．设计说明书：说明设计思想，方案比较及最终结果，并附必要的图表；2．设计计算书：设计计算过程，计算公式，参数选取依据，计算结果；3．图纸：厂房横剖面图、水系统图、气系统图、电气主结图等4～6张。
可逆式水轮机毕业设计原始资料仙游抽水蓄能电站仙游抽水蓄能电站站址位于福建省莆田市下辖的仙游县西苑乡，属木兰溪流域。
距仙游县城28km，对外交通较为便利。
上库广桥坝址位于木兰溪上游支流大济溪的上游，在西苑乡广桥村上游河谷中。
下库半岭坝址位于木兰溪上游溪口溪上，在西苑乡半岭村上游约1km的河谷中。
上、下水库成库天然条件较好，输水距离较短，上、下库均有公路到达。
本电站工程由上水库、下水库、输水系统、地下厂房洞室群及地面开关站组成。
地下厂房洞室群深埋于上下库之间的雄厚山体内，水由隧洞式压力钢管引入厂房。
仙游电站为日调节纯抽水蓄能电站，平均每天抽水工况运行7h，发电工况运行5h。
本电站建成后将承担所在电力系统的调峰、调频、调相及事故备用任务，在提高系统供电质量，应付系统突发事故，保障系统安全运行等方面将起到较大的作用。
机组选型设计水能参数一览表温高，湿度大，日照时间长。
上库广桥坝址多年平均气温16.9℃，极端最高气温35.3℃，极端最低气温-7.1℃；下库半岭坝址多年平均气温19.1℃，极端最高气温36.6℃，极端最低气温-6.2℃。
参考文献1．刘大恺，水轮机（第三版），中国水利水电出版社，1997；2．苏联，可逆式水轮机机械，中国水利水电出版社，1982.3．梅祖彦，抽水蓄能发电技术，机械工业出版社，2000；4．杨开林等，水泵水轮机变化及水力瞬变，抽水蓄能国际论文集，1990；5．陈乃祥，可逆式水泵水轮机过渡过程，大电机技术，1998；6．Wylie E B, Streeter V. Fluid Transient. McGraw Hill ,1978；7．浙江乌龙山抽水蓄能电站设计资料，2003.78．浙江仙游抽水蓄能电站设计资料，2004.129．江苏溧阳抽水蓄能电站设计资料，2004.7可逆式水轮机毕业设计指示书（1）——选型设计原则第一节抽水蓄能电站机组型式和单机容量选择1．抽水蓄能电站的机型选择，应根据水头/扬程、运行特点及设计制造水平等因素经技术经济比较确定。
水轮机毕业设计指导书
水轮机毕业设计指导书——水轮机与发电机的选择笫一节水能资料(本设计略)根据设计任务书，列出水能设计计算和规划给出的以下特征值：多年平均流量；水电站水库调节类型；水电站类型与厂房型式；水电站特征水头；水电站装机容量；水电站设计保证率；水电站保证出力；多年平均发电量；年利用小时数；电力系统设计水平年最大负荷；引水系统的引水方式；水电站下游水位与流量关系曲线。
在得到上述资料后，需要对资料进行适当的校核；其中重点是校核水电站特征水头。
笫二节机组台数与机型的选择一、机组台数的选择1．台数与投资的关系台数多，单机容量小，小机组单位千瓦造价高，同时，相应的主阀、调速器、附属设备及电气设备的套数增加，投资亦增加。
一般情况下，台数多对成本和投资不利。
2．台数对运行效率的影响机组台数多，可以灵活改变机组运行方式，调整机组负荷，避开低效率区运行，以使电站保持较高的平均效率。
机组类型不同，台数对电厂平均效率的影响就不同。
轴流转桨式水轮机，由于单机的效率曲线平缓且高效区宽，台数多少对电厂的平均效率影响不明显；而混流式、轴流定桨式水轮机其效率曲线较陡，当出力变化时，效率变化较剧烈，适当增加台数可明显改善电厂运行的平均效率。
3．台数与运行维护的关系台数多，运行方式灵活机动，事故停机影响小，单机检修易于安排，但对全厂检修麻烦；同时，台数多，机组开、停机操作频繁，事故的次数可能增加。
4．台数与其他因素的关系4．1 台数与电网的关系对于区域电网的单机：装机容量较小≯15%系统最大负荷（不为主导电站）；装机容量较大≯10%系统容量(系统事故备用容量)，因而，单机容量与台数选取不受限制。
4．2台数与保证出力的关系根据设计规范要求，机组单机容量应以水轮机单机运行时其出力在机组的稳定运行区域范围内确定为原则。
不同型式的水轮机的稳定运行负荷区域如表1。
表1 不同型式的水轮机的稳定运行负荷区域对中小型水电站，一般选择2～4台；保证在水头低于额定水头时，机组受阻容量尽量小；在可能的情况下尽量选用单机容量较大的水轮机，以降低设备造价。
毕业设计.水轮机及其辅助设备
目录第一章吉祥泉水电站原始资料介绍第二章吉祥泉电站枢纽机电设备选型2.1水轮机选型设计.... .. (5)2.2 初选方案的拟定与选择 (5)2.3 装机台数的确定 (6)2.4 初步方案基本参数计算 (6)2.5 方案一（HL220，装机三台，单机容量216.7MW） (7)2.6 方案二（HL220，装机四台，单机容量162.5MW） (11)2.7 方案三（HL160，装机三台，单机容量216.7MW） (14)2.8 方案四（HL160，装机四台，单机容量162.5MW） (18)2.8 最优方案的确定 (26)2.8.1 最优方案运转综合特性曲线的绘制（见附表a）第三章吉祥泉水电站发电机选型3.0 最优方案发电机选型计算（HL220，装机四台） (30)第四章吉祥泉水电站辅机设备设计4.0 油系统 (39)4.1 气系统 (42)4.2 水系统 (47)参考文献第一章 吉祥泉水电站原始资料介绍一、水电站名称：吉祥泉水电站二、电站地理位置：云南省境内澜沧江中游。
水库库区多为高山峡谷地貌，为深切陡峻的V 型峡谷。
三、枢纽任务：以发电为主。
四、水电站设计保证率：94%。
五、水能开发方式：有压引水式，采用右岸地下厂房方式。
六、地质概况：大坝坝基岩性以玄武岩为主，岩石坚硬，较完整，岩层中夹有薄层凝灰岩，坝基岩体具有较高的抗压强度，工程地址条件较好。
七、水文气象条件1. 电站下游水位与下泻流量的关系2. 主要来自孟加拉湾和印度洋。
坝区多年降雨量为1100mm ，多年平均无雨日208天，年平均气温20.2℃。
3. 风霜冰冻情况：坝区气候温和，无霜冻。
风向多为南风，多年平均风速1.0m/s 。
4. 河水多年平均水温17.4℃。
5. 河流含沙情况：多年平均输沙量5493万吨，多年平均含沙量1.3kg/m 3。
汛期（6~10月）来沙量占全年的95%。
7. 地震级：七级。
8. 入库洪水情况表：洪校核洪水位时最大下泄流量：8130=洪Q m 3/s 。
水轮机课程设计
第一章原始资料与设计任务1.1毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)1.1.1工程基本概况HTS电站位于云南德宏傣族景颇族自治州盈江县境内的大盈江干流下游河段。
电站厂房距盈江县城42km，距昆明786km。
本电站为引水式电站。
主体建筑物由首部枢纽、有压引水隧洞、钢管道和厂区枢纽组成。
电站引水道系统布置在大盈江左岸，引水道总长约280m，采用一管三机引水方式，由电站进水口、压力引水隧洞、洞内压力管道组成，为有压引水系统。
其中压力引水隧洞长202m，直径为8.8m；压力引水总钢管长42m，直径为8.8m；支管42米（至蝶阀止），直径按进水蝶阀直径定。
本电站装机有如下方案：1.1.2 电站基本参数1、水位（1）上游水位,正常蓄水位788m死水位781m（2）厂房尾水位-流量关系表1-1 厂房尾水位-流量关系2、流量电站多年平均流量213 m3/s 3、水头最大静水头54m额定水头46.5m最小水头40m4、泥沙0.47kg／m35、气象年平均气温19.4℃最高温度36.8℃最低气温－8℃年平均相对湿度80％6、电站特性装机容量3×33MW保证出力22.609MW多年平均发电量53198万kW.h 年利用小时数5374 h第二章 水力发电机组的选型及相关设计2.1水轮机的方案选择2.1.1水轮机类型的选择表2-1 水轮机类型及适用范围由任务书电站基本参数可知本电站的水头范围为40至54米，结合型谱表初步选用HLA551、HLD74、HLA384三种转轮。
采用三台机333MW 方案。
模型参数如表2-2:表2-2 模型参数型 式适应水头范围（m）300--1700类 型反击式冲击式HL 式ZL 式XL 式GL 式混流可逆式轴流转桨式轴流定桨式斜 流 式混 流 式斜流可逆式贯流转桨式贯流定桨式水 斗 式斜 击 式双 击 式40--70080--6003--903--5040--20040--1202--3020--3005--100续表2-2水轮机的额定出力gr g33000==34020.6kw 0.97P P η≈ 由于本机组属于中型机组故发电机效率取97% 2.1.2各方案的基本参数试算1、方案一、3×HLA551（1）转轮直径取最优单位转速110n =79.3r/min;与出力限制线的交点的单位流量作为设计工况单位流量,则11r Q =1.3243m /s,对应模型的效率为m =η0.9,暂取效率修正值=η∆0.02;原型水轮机在设计工况下的效率m ==ηηη+∆0.9+0.02=0.921 2.996m D ≈ 取标准值3m（2）原型水轮机的效率max m0=110.956ηη-=-≈（1-（1-0.932 其中由模型综合特性曲线查的m0=η0.932 故效率修正值为=η∆max m0=0.956-0.932=0.024ηη- 效率修正采用等效率修正法，统一修正+2.4%（3）转速n 的计算与选择以加权平均水头av H 作为标准水头计算发电机同步转速rav =48.950.95H H ≈转速179.3184.93r /min 3≈此值介于发电机同步转速 166.7r/min 与187.5 r/min 之间,其运行区间比较如下当取187.5 r/min时11min n 76.55r /min ≈11max n 88.94r /min ≈ 当取166.7r/min时11min n 68.05r /min ≈11max n 79.07r /min ≈图2-1 HLA551发电机同步转速取187.5 r/min 模型运行区间图2-2 HLA551发电机同步转速取166.7 r/min 模型运行区间由上图所示的HLA551的模型曲线可知当取166.7r/mi 时运行区间已偏离最优效率区,不利于机组稳定高效的运行,综上所述发电机同步转速取187.5 r/min（4）流量的计算 由 2 1.51119.81rr rP D H Q η=，r m ηηη=+∆ 两公式通过试算可得对应水头下的单位流量和模型效率，从而推算出实际工况下的流量及效率。
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目录摘要 (3)1 前言 (4)2 水轮机选型设计 (5)2.1 水轮机台数及型号的选择 (5)2.2 初选额定工况点 (6)2.3 确定转轮直径 (7)2.4额定转速的确定 (7)2.5 效率及单位参数修正值 (8)2.6 检验所选水轮机的实际工作区域 (9)2.7 确定导叶开度 (10)2.8 计算额定流量 (11)2.9 确定水轮机的吸出高度 (11)2.10 计算水轮机飞逸转速 (15)2.11 估算轴向水推力 (15)2.12 估算水轮机质量 (16)2.13 绘制水轮机运转综合特性曲线 (16)3 蜗壳水力设计 (20)3.1 概述 (20)3.2 蜗壳类型的选择 (21)3.3 金属蜗壳主要参数的确定 (21)3.4 金属蜗壳水力设计计算 (22)4 尾水管设计 (27)4.1 尾水管的作用及类型 (27)4.2尾水管类型的选择 (28)4.3 绘制尾水管水力单线图 (28)5 水轮机导水机构运动图的绘制 (28)5.1 导水机构的作用及类型 (28)5.2 绘制导水机构运动图的目的 (29)5.3 径向式导水机构运动图的绘制 (29)6 水轮机结构设计 (33)6.1 概述 (33)6.2 转轮的结构设计 (34)6.3 导叶的结构、系列尺寸和轴颈选择 (36)6.4 导叶的传动机构 (36)6.5 导水机构的环形部件设计 (37)6.6 真空破坏阀 (38)6.7 主轴的设计 (39)6.8 轴承的结构 (40)6.9 补气装置 (41)6.10 主轴的密封 (42)7 导叶加工图的绘制 (43)8 蜗壳强度计算 (43)8.1 对金属蜗壳的受力分析 (43)8.2 编程进行强度计算 (46)9 结论 (51)总结与体会 (51)谢辞 (52)参考文献 (52)摘要本次设计是在给出仙溪水电站原始资料的情况下，为电站进行水轮机选型设计，并绘制出运转综合特性曲线。
从最大水头考虑，初步选定了HL D和HL220/A153两个转轮型号，然后从机组的运行稳定性和经240/41济性（电站开挖量）对两个转轮进行综合比较分析，最终确定出水轮机型号为220/153140--，机组台数为两台。
在此基础上，完成蜗壳及HL A LJ尾水管的水力设计及单线图的绘制、导水机构运动图的绘制、水轮机总装图的绘制、水轮机导叶零件图的绘制以及蜗壳的强度计算等设计任务。
关键词：水轮机；选型设计；结构设计；强度计算AbstractBased on the given original data of XianXi hydro plant, the type selection design of this hydropower station is put up, and the performance combined characteristic curve of turbine is plotted. By considering the maximum head, HL240/D41 and HL220/A153 are chosen primarily. Afterwards, the hydraulic turbine type, which is HL220/A153-LJ-140, and the number of units is two, are selected by general comparison and analysis of the stability and economy about the two runners. Based on the result, hydraulic calculation and neat lines of casing and draft tube, the movement drawing of the guide apparatus, the turbine assembly drawing and pivoted guide vane drawing have been accomplished. The intensity calculation of pivoted casing has been fulfilled.Key words：Hydraulic Turbine; Type Selection Design; Structure Design;Intensity Calculation1 前言现代电力工业中，绝大部分发电量是由叶片式流体机械承担的，所以水力机械（水轮机、水泵）在国民经济中的地位和作用是非常重要的。
我国的水力资源非常丰富，水能又是清洁可再生能源，开发水能是实现可持续发展战略的重要条件[3]。
目前，我国水力机械事业的发展与世界发达国家还有一定的差距，因此在开发、设计、制造运行管理及人才培养等方面，还需加倍努力。
毕业设计是大学毕业前的最后一门实践性教学环节，系统的勾画出了所学专业的相关知识结构，是将学习者从理论思想中引向实践操作的无形桥梁。
通过本次设计，能让学习者对专业知识有更进一步的掌握，科学的反映出在之前学习中的各种问题，从而达到对知识结构的统一化，具体化，加强对所学知识的综合运用，并熟悉各种计算机应用软件的实际操作等，为即将走向工作岗位并能更快的适应的同学打下坚实的基础。
此次设计是根据所给定电站的已知参数（如装机容量、水头、电站海拔高度等），对仙溪水电站进行水轮机的选型设计，在水轮机型号选定后，对水轮机的相关参数进行了计算，并绘制了水轮机运转综合特性曲线。
在此基础上，根据相关尺寸作出水轮机蜗壳及尾水管的水力设计及单线图的绘制、导叶的强度计算、导水机构运动图的绘制、水轮机总装图的绘制和水轮机导叶零件图的绘制等一系列任务。
2 水轮机选型设计2.1 水轮机台数及型号的选择2.1.1 原始资料额定水头91.1r H m =；平均水头99.2pj H m =；最大水头max 115.8H m =；最小水头min 84H m =；水电站海拔高程600m ∇=；电站装机容量30000pl P KW =；电站引用流量339.5/pl Q m s =该电站离负荷中心较远，有季节性调节水库，在系统中担任基荷。
2.1.2 机组台数的选择在水电站装机容量已定的情况下，机组台数的确定，也就是单机容量的确定。
有时时与水轮机型号的选择及其主要参数的计算同时进行的，这实际上是一个技术经济比较的过程。
机组容量越打，机组尺寸也就越大，给水轮机的制造及运输带来困难，更为重要的是，单机容量在电力系统中占的比重不能超过电力系统安全、灵活的运行所允许的容量大小，不能超过系统的事故备用容量大小。
而电站机组台数越多，越便于部分负荷时的机组负荷分配，可以使得水轮机避开在低效率区域运行，使得平均运行效率得以提高，同时也便于安排机组的检修等工作。
但机组台数多，电站相应的维护工作量大大增加，操作次数就越多，出现故障的概率也就越大。
所以综上分析，此次总装机容量为3万千瓦的电站选用两台机组为比较适合，即为单机容量为1.5万千瓦。
2.1.3 水轮机型号的选择水轮机型号的选择主要是根据水电站的特征水头，特别是其最大水头maxH来选择的。
通常情况下，水轮机型号是根据水轮机的型谱性能参数进行选择的；若在交界的水头范围，也就是某一水头范围有2种及其以上的转轮型号可选择时，就需要进行综合比较分析后才能确定到底选用哪一种型号更合适。
仙溪水电站的最大水头max 115.8H m，考虑到混流式水轮机具有比转速高、机组尺寸小、造价低，水头可以全部利用以及满载时效率高等优点，而适合该水头的水轮机主要以混流式为主，因此初选水轮机模型转轮型号为：240/41HL D和220/153HL A。
下面将进行一系列的计算比较之后，最终确定一种最理想、最合适的水轮机型号。
2.2 初选额定工况点对已选定的水轮机转轮型号，查出其模型综合特性曲线。
由于所选机组为240/41HL D和220/153HL A，在[1]中分别查出他们的额定工况点为240/41HL D：n11r=n11mo=77r/min,11rn与5%功率限制线交点处的流量Q11r=1.098m3/和220/153HL A：n11r=n11mo=71r/min,11rn与5%功率限制线交点处的流量Q11r=1.068m3/s。
2.3 确定转轮直径HL240/D41：P =ggP η式中：P g —发电机额定功率，15000KWηg —发电机效率，取0.96计算得：P = 20833KW转轮直径计算公式为：D 1式中： P —水轮机的轴功率，15625KW ； 11r Q —真机单位流量，1.098m 3/s 计算得D 1=1.36m 查表1.1取D 1= 1.4m HL220/A153：依照以上算法求得D 1=1.38米 查表1.1取D 1= 1.4m12.4额定转速的确定计算额定转速时，一般希望加权平均水头H W 的单位转速接近于最优转速n 110,从而使水轮机大部分时间运转在高效区。
HL220/A153：额定转速的计算公式：n =111D H n Wr式中：n 11r —额定单位转速，71 r/min H W —加权平均水头，99.2m D 1—转轮直径，1.4m计算得：n = 505.1 r/min 查表2.2得 n = 500 r/minHL240/D41：计算得：n = 547.8 r/min 查表2.2得 n = 500 r/min 或n=600r/min当n=500r/min 时n 11r =73.37r/min, 当n=600r/min 时n 11r =88r/min ，进行工作范围检查，Hmax 对应的n11min=73.94r/min, Hmin 对应的n11max=86.81r/min 。
此两条直线不包含最优效率区，不合理舍去。
表2.2 水轮发电机额定转速系列表2.5 效率及单位参数修正值HL220/A153：由国际电工委员会（IEC ）推荐的公式，将模型最优的工况效率ηom ，换成真机最优工况效率ηot对混流式水轮机，按Moody 公式换算。
即:ot η = 11511(1)(m om D D η-- 式中：ηo,m —模型机最优效率，0.915 D 1m —模型机转轮直径，0.35 m D 1—真机转轮直径，1.4 m 计算得：0.932ot η=效率修正：123ηηηη∆=∆±∆±∆式中：1ot om ηηη∆=- ；115011(1)()m om D D ηη=--计算得：00.932η=，10.007η∆=2η∆—异形部件引起的效率修正，此处取20η∆=； 3η∆—加工工艺质量引起的效率修正，由[3]P20取1%。