水轮机模型转轮主要参数表
水轮机结构绍
成过流通道 安装导叶下轴 承
止漏环
止
漏 环 分 上 、 下 止 漏 环
基础环 （支持环）
作用 在机组安装时放座环
，成为座环的基础。 在水轮机安装及检修 时，用来放置转轮 。
尾水管
尾水管位于转轮的下
方是主要的通流部件 ，作用是引导进出转 轮的水流。 水泵水轮机作水轮机 运行时要求尾水管的 断面为缓慢扩散型
埋设管路
埋设管路主要包括 机组排水管路
机组测压管路
压水系统管路
回水排气管路
机组冷却润滑系统管路
水轮机保护装置
水轮机保护装置是当机组在启停和运 行过程中发生危及设备和人身安全的故 障时，自动采取保护或联锁措施，防止 事故产生和避免事故扩大，从而保证人 和设备的安全不受损害或将损害降到最 低限度。
主轴密封、大轴
转轮外观
主轴密封 上部止漏环 转轮上冠 叶片 转轮下环 下部止漏环
转动部分
转动部分是机组的核心组成部分，是水
能转换成机械能/电能的关键。
转动部分及其相关部件主要包括：转轮
、主轴、主轴密封等。
转轮
转轮是实现水能转换的主
要部件，它将大部分水能 转换成转轮的旋转机械能 ，并通过水轮机主轴传递 给发电机。
混流式 A575c 模型转轮 LJ 立式金属蜗壳 188 转轮直径
HL
水轮机主要部件
引水部件
密封装置 水导轴承 保护装置 埋设部件管路
导水部件
工作部件
泄水部件
水轮机结构示意
水轮机结构
将水轮机分成三 大部分：转动部分、 固定部分、埋入部 分
转动部分：转轮、
当机组出力
水轮机的结构和原理(+笔记)
水轮机水轮机+ 发电机：水轮发电机组功能：发电水泵+ 电动机：水泵抽水机组功能：输水水泵+ 水轮机：抽水蓄能机组。
功能：抽水蓄能水轮发电机组：水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站动力设备之一。
第一节水轮机的工作参数水轮发电机组装置原理图定义：反映水轮机工作状况特性值的一些参数，称水轮机的基本参数。
由水能出力公式：N=9.81ηQH可知，基本参数：工作水头H(m)、流量Q(m3/s)、出力N(kw)、效率η，工作力矩M、机组转速n。
一、水头(head)：作用于水轮机的单位水体所具有的能量，或单位重量的水体所具有的势能，更简单的说就是上下游的水位差，也叫落差。
142米1. 毛水头(nominal productive head)H M=E U-E D=Z U - Z D2. 反击式水轮机的工作水头毛水头 - 水头损失=净水头H G =E A - E B =H M - h I -A3. 冲击式水轮机的水头H G =Z U - Z Z - h I-A其中Z U 和Z Z 分别为上游和水轮机喷嘴处的水位。
4. 特征水头(characteristic head)表示水轮机的运行范围和运行工况的几个典型水头。
最大工作水头： H max =Z 正-Z 下min -h I-A最小工作水头： H min =Z 死-Z 下max -h I-A设计水头(计算水头) H r ：水轮机发额定出力时的最小水头。
平均水头： H av =Z 上av -Z 下av二、流量(m 3/s)(flow quantity)：单位时间内通过水轮机的水量Q 。
单机12.2m 3/sQ 随H 、N 的变化：H 、N 一定时， Q 也一定；当H =H r 、N =N 额时，Q 为最大。
在H r 、n r 、N r 运行时，所需流量Q 最大，称为设计流量Q r三、出力 (output and)：水轮机主轴输出的机械效率。
水电站水轮机设计毕业论文
水电站水轮机设计毕业论文1 前言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。
另外，水轮机的好坏直接影响到水电站的能量转换效率，在水轮机生产制造前，我们必须首先根据给定电站的水力条件对水轮机进行选型设计、对其零件进行结构分析以及对部分零部件进行强度计算及校核等。
鉴于此，作为我们以后在水轮机制造厂或水电站工作的热能与动力工程专业的学生，也就必须熟练掌握水轮机的设计思想、设计方法以及设计步骤，所以在学习各种专业课程后开始本次毕业设计。
毕业设计是本科教学计划中最后一个综合性、创造性的教学实践环节，是对学生在校期间所学基础理论、专业知识和实践技能的全面总结，是对学生综合能力和素质的全面检验，也是教学、工程实践的重要结合点。
它主要是培养学生综合运用所学知识和技能去分析和解决本专业范围内的工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握水轮机设计的一般程序和方法，使学生在进行了工程实践能力的综合训练后，在今后的工作岗位上具有应用专业技术解决工程实际问题的能力。
本次毕业设计从水轮机的基本工作原理出发，系统地、较为全面地进行了水轮机的选型设计、水轮机的结构分析、水轮机部分零部件的强度计算及校核等。
设计分为六部分:第一部分：水轮机的选型设计；第二部分：导水机构运动图的绘制；第三部分：蜗壳的水力设计；第四部分：尾水管的设计；第五部分：蜗壳的强度计算；第六部分：绘制导叶加工图。
在设计过程中，着重阐述了水轮机选型设计的具体方法及方案选择、水轮机的结构设计两部分。
2水电站的水轮机选型设计2.1 水轮机的选型设计概述水轮机的选型设计是水电站设计中的一项重要任务，其计算结果直接关系到水电站的机组能否长期运行、投资的多少、经济效益的高低。
它是根据水电站设计部门提供的原始资料及参数，选择合理的水轮机型号和计算水轮机的各种性能参数。
一般情况下，先根据水电站的类型、动能计算以及水工建筑物的布置等初选若干个方案，然后进行技术经济比较，再根据水轮机的生产情况和制造水平，最后确定最佳的水轮机型号及尺寸。
水轮机模型转轮型谱表
0
0.365 0.315 0.28 0.25 0.225 0.2 0.225 0.16 0.118 0.12 0.12
1.15 1.16 1.16 1.16 1.16 1.18 1.16 1.25 1.17 1.2 1.2
最优工况 Z0 n110 (r/min) 165 16 20 32 32 32 24 148 140 142 140 140 128 120 最优工况 Q110 (m /s) 1.1 1.08 1.08 0.95 0.955 0.65 0.69 0.548 0.313 0.32 0.203
1.175 1.255 1.16 1.16 1.16 1.16
表B.0.2中小型混流式水轮机模型转轮主要参数表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 转轮型号 HL240 HL260/A244 HL260/D74 HL240/D41 HL220/A153 HL180/A194 HL180/D06A HL160/D46 HL110 HL120 HL90/D54 Z0 24 24 24 24 24 20 24 20 20 18 20 n110 (r/min) 72 80 79 77 71 70 69 67.5 61.5 62.5 62
0.348 Q11
0.393 Q11 0.416 Q11 0.416 Q11 0.57 Q11
180° 180° 180° 225°
对称型 对称型 对称型 对称型
自行设计 自行设计 自行设计 4号
>2.6D1 >2.4D1 >2.42D1 >2.71D1
σ 0.2 0.15 0.143 0.106 0.08 0.078 0.053 0.045 0.055 0.063 0.033
水轮机运行维护规程
第六篇水轮机运行维护规程第一章水轮机的运行技术参数1.1 水轮机运行技术参数1.2.1 1#～2#机 HLD08-LJ-96HL—代表水轮机型式为混流式；D—代表制造厂家为东方电机厂；08—代表转轮的模型编号为08（2F为10）；L—代表主轴布置形式为立式；J—代表引水室为金属蜗壳；96—代表转轮标称直径为96cm。
1.2.2 3#～6#机 HL129-LJ-110HL—代表水轮机型式为混流式；129—代表转轮型号（比速代号）为129；L—代表主轴布置形式为立式；J—代表引水室为金属蜗壳；110—代表转轮标称直径为110cm。
-LJ-1101.2.3 HL129-LJ-110现已改为HLDT8DT—代表该转轮为杜同水轮机研究设计；8—代表转轮的模型编号为08。
1.3 球阀运行技术参数一台YS—1.0油压装置，在正常情况下，球阀的开、关操作可视情况在现地（球阀操作柜）、机旁盘（机组现地控制站#2柜）和中控室进行操作。
1.3.4 球阀为双面止水型，正常情况下由工作密封（止水盖原来称下游止水）止水，当工作密封要检修时，改由检修密封（止水环原来称上游止水）止水，检修密封为手动水压操作。
1.3.5 球阀上设有一个φ150旁通阀；一个φ150泄荷阀。
球阀底部有一根φ150、上游止水环底部有一根φ25冲沙管。
汛期运行时定期手动操作上述两管路上的阀门向下游排除沉积于底部的泥沙。
1.3.6 1#～2#机球阀采用一个φ500的摇摆式接力器，3#～6#机球阀采用一个φ350的环形接力器操作，接力器工作油压为2.5MPa 。
第二章水轮机运行、监视维护2.1 机组各轴承的油位和油温2.1.1机组各轴承使用30#透平油。
2.1.2给轴承加油可在开机前或机组运行中进行。
2.1.3各轴承的油位正常。
在开机前各油位应保持在中线位置，不应低于下限，水导轴承开机前应注意检查油盆内的油位，若偏低时应作适当增补，待机组开启后，应视其真实甩油情况对油盆内的油位进行进行判断，若油位偏低且甩油不好时应及时增补。
水轮机的型号
水轮机的型号（转）根据我国“水轮机型号编制规则”规定，水轮机的型号由三部分组成，每一部分用短横线“—”隔开。
第一部分由汉语拼音字母与阿拉伯数字组成，其中拼音字母表示水。
轮机型式，阿拉伯数字表示转轮型号，入型谱的转轮的型号为比转速数值，未入型谱的转轮的型号为各单位自己的编号，旧型号为模型转轮的编号；可逆式水轮机在水轮机型式后加“N”表示。
第二部分由两个汉语拼音字母组成，分别表示水轮机主轴布置形式和引水室的特征；第三部分为水轮机转轮的标称直径以及其它必要的数据。
水轮机型号中常见的代表符号如表1-2所示。
对于冲击式水轮机，上述第三部分应表示为：转轮标称直径（cm）/每个转轮上的喷嘴数×射流直径（cm）。
表1-2水轮机型号的代表符号各种型式水轮机的转轮标称直径（简称转轮直径，常用表示）规定如下（参见图1-12所示）：1．混流式水轮机转轮直径是指其转轮叶片进水边的最大直径；2．轴流式、斜流式和贯流式水轮机转轮直径是指与转轮叶片轴线相交处的转轮室内径；3．冲击式水轮机转轮直径是指转轮与射流中心线相切处的节圆直径。
水轮机型号示例：1．HL220-LJ-250，表示转轮型号为220的混流式水轮机，立轴、金属蜗壳，转轮直径为250cm。
2．ZZ560-LH-500，表示转轮型号为560的轴流转桨式水轮机，立轴、混凝土蜗壳，转轮直径为500cm。
3．GD600-WP-300，表示转轮型号为600的贯流定桨式水轮机，卧轴、灯泡式引水，转轮直径为300cm。
4．2CJ20-W-120/2×10，表示转轮型号为20的水斗式水轮机，一根轴上装有2个转轮，卧轴、转轮直径为120cm，每个转轮具有2个喷嘴，射流直径为10cm。
主题：[水力发电设备]水轮发电机[b]一、发电机类型及传力方式[/b][b](一) 悬挂式发电机[/b]推力轴承位于转子上方，支承在上机架上。
发电机的传力方式为：转动部分重量(发电机转子、励磁机转子、水轮机转轮)——推力头——推力轴承——定子外壳——机座；固定部分重量(推力轴承、上机架、发电机定子、励磁机定子)——定子外壳——机座。
水轮机型谱
C.0.1 附 录C收集了四 张新模型转 轮参数表： 表C.0.1-1— —轴流转桨 式水轮机新 模型转轮主 要参数表； 表C.0.1-2— —轴流定桨 式水轮机新 模型转轮主 要参数表； 表C.0.1-3— —混流式水 轮机新模型 转轮主要参 数表； 表C.0.1-4— —水斗式水 轮机新模型 转轮主要参 数表。 C.0.2 附录C 各表中转轮 型号及参数 的符号表 示： A——哈尔滨 大电机研究 所研制的转 轮； D——东方电 机厂研究所 研制的转 轮； F——富春江 水电设备总 厂研制的转 轮； JK——中国 水利水电科 学研究院水 力机电研究 所研制的轴 流转桨式转 轮；
~140
35
0.25
14
1.18
24
49
JF2508
~140
35
0.25
14
1.18
24
50
TF13-43.4 ~145
43.4
0.261
13
1.145
24
51
A398-35
~150
35
0.225
17
1.18
24
52
A353-35
~150
35
0.225
14
1.18
24
63
A356-35
~150
35
0.225
14
1.18
24
54
A497-35
~150
35
0.225
15
1.2
20
55
A553-35
~150
35
0.225
16
1.25
20
56
A606-35
(精品)水轮机特性及选型
三峡(9.8m,700MW)、水布垭、小湾、龙滩、向家坝、溪洛渡、锦屏二级
2 、机组台数与机电设备制造的关系 台数多→N单↓→尺寸（D1）小→制造运输容易 （相反，大机组制造困难）
3、机组台数与运行效率的关系 单台机组：？ 整个电站：台数多↑→负荷分配灵活→平均效率↑ 担任基荷：可用较少的台数，在较长时间内以最优
1)
n1 n10 n10M n10M (
max M max
1)
❖其他工况时：
Q1 Q1M Q1 n1 n1M n1
在工程实践中，当 n1 0.03n10M 时，单位转速不必修正 单位流量修正值与单位流量的比值较小，一般可不修正
第四节 水轮机的主要综合特性曲线
综合反映参数n、H、 N之间的关系，代表
了水轮机的轮系特征。
❖ns随工况变化，用最优比转速，限制工况下 的比转速比较不同轮系水轮机性能，
❖比转速用来表示水轮机的型号，还用来划分 水轮机的类型。
❖各种类型的水轮机比转速大致范围：
➢贯流式：ns=600-1000 高 高水头小流量
➢轴流式：ns=200-850 高
几何相似的水轮机——轮系，系列，型号。
2、运动相似：
(1) 对应点的速度方向相同。 (2) 对应点的速度大小对成比例， 即速度三角形相似。
同一轮系的水轮机才能建立运动相似和动力相似。 几何相似就运动相似吗？ 同一轮系水轮机，保持运动相似——相似工况
3、动力相似
对应点所受的同名作用力方向相同、大小成比例。
D21M
hH hM H
M
2
P
或
NM
水轮机组运行参数
机组运行参数
1水轮发电机组技术参数
1.1水轮机技术参数
1.2发电机技术参数
1.2.2水轮发电机各部温度整定
1推力轴承双螺杆泵及高压减载装置基本参数
3发电机中性点接地变参数
2调速器系统主要技术参数
2.1调速柜设备主要参数：
2.2调速器技术参数
4主变技术参数
1.1.主变技术参数
1.1.1.主变主要技术参数
1.1.
2.冷却条件变化时负载特性表
1.1.3.主变分接开关技术参数。
1.1.4.主变冷却器主要技术参数
1.2.18kV 干式变主要技术参数1.2.1.18kV 干式变额定值
5.1快速闸门
5.2 快速闸门液压系统见表1－2
6压缩空气系统主要技术参数
7技术供水减压阀
7.2泄压安全阀
7.3滤水器主要参数
8、10kV 干式变参数
1.2.3.10kV 干式变额定值
1.2.4.干式变压器过负荷能力。
1.2.5.干式变线圈温度与风机运行状态关系表
1.2.6.照明变有载调压装置主要技术参数
1设备主要技术参数
1.1500kV GIS设备主要参数。
1.1.1SF6气室中含水量PPM参数（见表1）：
1.1.2500kV GIS组合电器设备参数（见表3）：
1.1.3隔离开关、检修接地开关、快速接地开关、电压互感器、电流互感器、SF6/空气出线套管性能参数（见表3～表6）
1.2发电机出口断路器GCB主要技术参数
1.3封闭母线IPB。
中小型混流式、轴流式水轮机模型参数表
中⼩型混流式、轴流式⽔轮机模型参数表中⼩型⽔轮机模型转轮参数表收集了四张新模型转轮参数表：表C.0.1-1——轴流转桨式⽔轮机新模型转轮主要参数表；表C.0.1-2——轴流定桨式⽔轮机新模型转轮主要参数表；表C.0.1-3——混流式⽔轮机新模型转轮主要参数表；表C.0.1-4——⽔⽃式⽔轮机新模型转轮主要参数表。
C.0.2 附录C各表中转轮型号及参数的符号表⽰：A——哈尔滨⼤电机研究所研制的转轮；D——东⽅电机⼚研究所研制的转轮；F——富春江⽔电设备总⼚研制的转轮；JK——中国⽔利⽔电科学研究院⽔⼒机电研究所研制的轴流转桨式转轮；JP——中国⽔利⽔电科学研究院⽔⼒机电研究所研制的轴流定桨式转轮；JF——中国⽔利⽔电科学研究院⽔⼒机电研究所研制的混流式转轮；TF——天津发电设备总⼚独有的⽔轮机转轮；CJ01——天津电⽓传动设计研究所研制的⽔⽃式转轮；0——⽔轮机活动导叶相对⾼度，即0=B 0/D 1；Z 1——转轮叶⽚数；B ——轴流式转轮轮毂⽐，即B =dB /D 1；0——⽔轮机活动导叶分布圆相对直径，即0=D 0/D 1；Z 0——⽔轮机活动导叶数；n 110——最优单位转速，r/min；Q 110——最优单位流量，m 3/s或L/s；η0——最优模型效率，%；n s0——最优⼯况⽐转速，即n s0=3.13 n 110，m·Kw；σ0——最优⼯况模型空化系数；Q 11——限制⼯况单位流量，m 3/s或L/s；η——限制⼯况模型效率，％；n s ——限制⼯况⽐转速，即n s =3.13 n 110，m·Kw；σ——限制⼯况模型空化系数；φ——轴流式转轮叶⽚转⾓，（°）；d 0——⽔⽃式转轮射流直径，mmZ 1B 0Z 01 A324-43~15430.42840.36 1.24242D179A-35~22350.440.34/0.39 1.173243JK4036~22350.440.41.167244JK412~23350.440.38 1.1625325F01-35~25350.450.4561.1632流道尺⼨序号转轮型号推荐使⽤⽔头H (m)模型转轮直径D 1(cm)6JK50916~28350.450.45 1.178247A146-46~30460.450.40/0.44 1.16328A190-46~30460.450.35/ 1.16329F23-35~30350.450.42 1.163210JK50418~30350.450.45 1.1672411JK50818~30350.450.45 1.1782412F24-35~32350.450.43 1.23213ZZ587-46~36460.37560.45/0.50 1.163214D51-35~40350.37560.45/0.50 1.162415D231-35~40350.450.40/0.49 1.2342416JK601~40350.3560.5 1.192017JK609~40350.3560.5 1.1662418JK801~40350.3580.551.1662419JK610~50350.3560.5 1.1662420A213-46~60460.3580.50/0.551.224Z 1B 0φ=5°0.41.178φ=10°0.4 1.178φ=15°0.41.178φ=0°0.41.178φ=5°0.4 1.178φ=10°0.41.178φ=0°0.41.178φ=5°0.4 1.178φ=10°0.41.178φ=0°0.41.178φ=5°0.4 1.178φ=10°0.41.178φ=5°0.351.178φ=10°0.35 1.178φ=15°0.351.178推荐使⽤模型转轮⽔头H(m)直径D 1(cm)0Z 10Z 0n 110 (r/min)1A501-33.6~4533.60.36513 1.23824812F12-35~50350.3514 1.2062483.53F13-35~50350.3514 1.2062482.24A208-35~75350.31513 1.1624795A209-35~75350.31513 1.162481.56A286-35~75350.31513 1.162477.57A296-35~75350.31513 1.18824788A110-46~80460.25141.162468序号转轮型号流道尺⼨4JP5035JP605~403518~303550.35850.35860.382JP50118~303550.3553JP50218~3035序号转轮型号推荐使⽤⽔头 H(m) 1JP4016~2240.37535模型转轮直径D 1(cm)流道尺⼨表C.0.14 ⽔⽃式⽔轮机新模型转轮主要参数表C.0.3 附录C推荐的模型转轮可供⼩型⽔电站技术改造⼯程中⽔轮机选型设计选⽤。
水轮机型号选择
水轮发电机组主要参数设计第一节水轮机型号的选择一、选择水轮机机型及电站装置方式1.水轮机机型的选择：由所给出的原始数据判断，水轮机的运行水头范围为：68-95m，故可供选择的水轮机形式有混流式、斜流式。
混流式水轮机具有结构紧凑、运行可靠、效率高，能适应很高的水头范围等特点，应用最广泛的水轮机机型，斜流式虽然效率高，但运行经验少且使用的厂家也少，同时由于本次设计的电站水头变化范围较宽，且负荷较为稳定，故决定采用混流式（HL）水轮机。
2.水轮机型号的选择：根据该电站的最大水头为95m，查《混流式水轮机转轮型谱参数表》，经过初步比较，同时考虑到单位转速高、单位流量大、转轮直径小、效率高、空蚀系数小等判断选择的九个型号见下表：表1-1-1 初选模型机转轮型谱参数表经过对各机型参数的初步比较，可以看出HL A285-46、HL A248-35及HLD74 -35在最优工况下的效率比较高，且单位流量n10、单位转速Q10以及限制工况点的单位流量Q11均比较高，可使原型机获得较高的转速和较大的通过流量，从而在相同出力的情况下缩小机组的尺寸，同时模型机的气蚀系数бm较小，有利于电站的稳定运行。
故选取上述三个水轮机进行计算，其具体参数如下表：表1-1-2 初选三个水轮机型号参数表3.机组台数的选择：由原始资料可知, 系统总装机容量150.7万kw ，本水电站的装机容量为58.7万kw ，根据规定电站的单机容量不允许超过系统总容量的10%，否则在电站机组发生故障时，会将整个系统拖垮甚至瓦解，故采用4台、5台机组的设计方案进行计算比较。
4.电站装置方式的确定水轮机的装置方式可分为卧轴和立轴两种。
卧轴布置方式布置简单，不需向下开挖但占地面积较大，一般用于小型电站或水头较低的贯流式水电站。
立轴布置方式具有占地面积小的特点，但需向下进行较大的土石开挖，增加土建投资成本。
为缩小厂房面积，高水头大型电站一般均采用立轴布置方式。
水轮机选型计算..
④优先考虑套用已有型号转轮直径接近的机组。
内容
(1)、确定机组台数及单机容量
(2)、选择水轮机型式（型号）
(3)、确定水轮机参数D1、Q、n、Hs、ns、F、Z0、do。
(4)、绘制水轮机运转特性曲线
(5)、估算水轮机的外形尺寸、重量及价格、蜗壳、尾水管的形式、尺寸、调速器及油压装置选择
④转轮裂纹保证
供货方应在设计制造过程中采用措施，保证产品质量，在合同规定的保证期和稳定运行范围内保证转轮不产生裂纹。
⑤噪声要求
水轮机正常运行时，在水轮机机坑地板上方1m处所测得的噪声不应大于90dB(A),在距尾水管进入门1m处所测得的噪声不应大于95dB(A),冲击式水轮机壳上方1m处所测得的噪声不应大于85dB(A),贯流式水轮机转轮室周围1m内所测得的噪声不应大于90dB(A)
单位流量Q11m3/s
汽蚀系数
σm
3~8
0.45
0.34/0.38
3,4
155~170
1.1~1.3
660~760
2.1~2.3
1.2~1.4
6~15
0.45
0.34/0.38
4
142~154
1.0~1.2
580~670
1.9~2.15
0.8~0.95
12~22
0.40
0.35/0.40
4
130~140
中小型混流式转轮型谱参数范围
适用水头范围m
导叶相对高度bo
最优工况
限制工况
单位转速n11
r/min
单位流量Q11
m3/s
比转速ns
m·kw
水轮机的型号
第三节水轮机的型号根据我国“水轮机型号编制规则”规定，水轮机的型号由三部分组成，每一部分用短横线“—”隔开。
第一部分由汉语拼音字母与阿拉伯数字组成，其中拼音字母表示水轮机型式，阿拉伯数字表示转轮型号，入型谱的转轮的型号为比转速数值，未入型谱的转轮的型号为各单位自己的编号，旧型号为模型转轮的编号；可逆式水轮机在水轮机型式后加“N”表示。
第二部分由两个汉语拼音字母组成，分别表示水轮机主轴布置形式和引水室的特征；第三部分为水轮机转轮的标称直径以及其它必要的数据。
水轮机型号中常见的代表符号如表1-2所示。
对于冲击式水轮机，上述第三部分应表示为：转轮标称直径（cm）/每个转轮上的喷嘴数×射流直径（cm）。
各种型式水轮机的转轮标称直径（简称转轮直径，常用表示）规定如下（参见图1-12所示）：1．混流式水轮机转轮直径是指其转轮叶片进水边的最大直径；2．轴流式、斜流式和贯流式水轮机转轮直径是指与转轮叶片轴线相交处的转轮室内径；3．冲击式水轮机转轮直径是指转轮与射流中心线相切处的节圆直径。
图1-12 各种类型的水轮机转轮直径规定示意图反击式水轮机转轮标称直径的尺寸系列规定如表1-3。
注：表中括号内的数字仅适用于轴流式水轮机。
水轮机型号示例：1．HL220-LJ-250，表示转轮型号为220的混流式水轮机，立轴、金属蜗壳，转轮直径为250cm。
2．ZZ560-LH-500，表示转轮型号为560的轴流转桨式水轮机，立轴、混凝土蜗壳，转轮直径为500cm。
3．GD600-WP-300，表示转轮型号为600的贯流定桨式水轮机，卧轴、灯泡式引水，转轮直径为300cm。
4．2CJ20-W-120/2×10，表示转轮型号为20的水斗式水轮机，一根轴上装有2个转轮，卧轴、转轮直径为120cm，每个转轮具有2个喷嘴，射流直径为10cm。
编者按：为了方便水利水电设备需求者更好地选择水利水电设备，本网编辑精心制作了水利水电典型设备型号说明专题，专题中将水轮机、闸门、启闭机、滴头、微灌管、微喷头、水文仪器等典型水利水电设备的普通型号说明一一列出，希望可以对您选型、购买有所帮助。
水轮机选型
水轮机型号选择根据已知的水能参数初选水轮机型号最大工作水头：H max=Z上max-Z 下min-△h=609.86-573.12-1.732=35 m 最小工作水头：H min=Z 上min-Z 下max-△h=607.78-574.27-1.732=31.77m平均水头：1 1H a= (H max+H min)= X (35.85+31.35)=33.4 m2 2查水电站机电设备手册根据我国小型反击式水轮机适应范围参考表初选水轮机型号。
初选水轮机型号：HL240-LJ-140水轮机类型混流式转轮型号HL240最大水头35m最小水头31.77m设计水头33m出力3400kw校核机组的稳定性水轮机主要参数的计算：HL240-LJ-140型水轮机方案主要参数的计算转轮直径计算Nr=3400/0.95=3368.42kw Hr=33.4mD i=,——Nr—（1-3）.9.81Q i Hr 2M式中：Nr-为水轮机的额定出力（kw）D 1 -为水轮机的转轮直径（mn M-为水轮机的效率Hr-为设计水头（m）Q 1'--为水轮机的单位流量（m/s）由水力机械课本附表1中查得Q'=12.4 L/s=1.24m3/s,同时在附表1中查得水轮机模型在限制工况下的效率 n 沪90.4%,由此可初步假定水轮机在该工况的效率为92.0%将 Nr=3400kw, Q i '=1.24 m 3/s, Hr=33.4m,n M =92%#3368.429.81 1.24 33.4320.92选择与之接近而偏大的标准直径 D=1.40m 效率的修正值计算由水力机械课本附表1查得水轮机模型在最优工况下的效率 型转轮直径Di M =0.46m,则原型水轮机的最高效率n max ，即：式中:n max --为原型水轮机的最高效率n Mma --为水轮机模型在最优工况下的效率D 1M --为模型转轮直径 (m D 1 --为原型转轮直径(m将 n Mma =91.0% , Di M =0.46m, D 1=1.4m 带入得:n Mma =1- ( 1- n max ) 5 nD 1=92.8%考虑到制造工艺水平的情况取 & 1=1%由于水轮机所应用的蜗壳和尾水管的型式与模型基本相似，故认为& 2=0,则效率修正值△ n 为：△ n = n ma - n Mmax - £ 1式中：△ n --为效率修正值n max --为原型水轮机的最咼效率 n Mma --为水轮机模型在最优工况下的效率 将 n max=0.928, n Mmax=0.91 £ 1= 0.01 带入上式得:= 1.12mn Mma =89.6%,模n ma =1- (1-4)D 1M =1- (1-0.91 )0.46 1.4(1- n Mma )D 1 MD 1△ n = n max-n Max- & 1=0.928-0・91-0.01=0・008由此求得水轮机在限制工况的效率为：n =n M +^ n =0.904+0.008=0.912 （与原来假定的数值相近） 转速的计算n 。
9_水轮机转轮设计
2、轮毂比（转轮体球面直径与转轮直径之比 ）
3、叶栅稠密度（转轮叶栅翼型的弦长l与栅距t之比 值l /t）
l / t对s影响： / t ，l l ，叶片面积大，单位面 积负荷 ，s 。
4、转轮叶片数Z1、包角θ：
轴面投影
叶 片 圆 柱 截 面
L2
L1
L1
L2
水平投影
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅱ Ⅲ
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ
第四节 转轮基本参数的确定
一、混流式水轮机
混流式水轮机，其转轮基本上由 上冠、下环、叶片、上下止漏装 置，泄水锥和减压装置组成，
1.减压装置；2、6—止漏环；3—上冠；4—叶片；5—泄水锥；7—下环
1、导叶相对高度b0/D1
5、转轮的叶片数
转轮叶片数的多少对水力性能和强度有显著的影响， 随比转速的不同叶片数在9~21的范围内。
混流式转轮的叶片数与比转速的关系
叶片数不同时的
6、泄水锥
泄水锥的作用是引导经叶片流道流出的水流迅速而顺畅 的向下渲泄，防止水流相互撞击，以减少水力损失，提高 水轮机效率。其外形呈倒锥体。它的结构型式有铸造和钢 板焊接两种。里面空心，下面开口，以便排除通过止漏环 的漏水及橡胶导轴承的润滑水（有的转轮将泄水孔开在泄 水锥的外侧），还作为主轴的中心补气和有的转轮的顶盖 补气通道之用。
8、根据 值及圆柱面直径、叶片数、包角可确定叶片栅 节距 并计算翼型实际长度 按强度对所选翼型骨线参数、 厚度分布规律对翼型加厚，并确定叶片转轴位置及叶片安放 角 把翼型安放到设计位置。 9、重复上述计算，对各圆柱面计算。绘制各圆 柱面上的翼型。由这些翼型组成叶片。
二、绘制叶片木模图
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
GD008-WZ-260水轮机设计
2.3轴伸贯流式水轮机的主要组成部件：
(1)、进水（引水）口：将水流 均匀、旋转，以最小水头 损失送入转轮。
(2)、导水机构（导叶及控制设 备）：控制工况。
(3)、转轮（工作核心）：能量 转换，决定水轮机的尺寸、 性能、结构。
(4)、泄水部件——尾水管：回 收能量、排水至下游。
4.2.2导叶的传动机构设计
叉头传动机构
如图所示叉头传动机构，受力情况较好，适宜于 大，中弄机组上采用叉头传动主要由导叶臂、连接板、 叉头、叉头销、连接螺杆、螺帽、分半键、剪断销、 轴套、端盖和补偿环等组成。导叶臂与导叶用分半键 连接，直接传递操作力矩。导叶臂上装有端盖，用调 节螺钉把导叶悬挂在端盖上。由于采用了分半键，因 此在调整导叶上下端面间隙时，导叶上下移动，而其 他传动件位置不受影响。
虽然贯流式机组的设计制造在我国起步较晚，总的 来说发展较快，轴伸贯流式水轮发电机组是适用于低水 头、大流量的一种水力性能优良、结构紧凑 、安装维 护方便的机型。
2 水轮机原理
水轮机是将 水能转变为旋转
机械能，从而带
动发电机发出电 能的一种机械， 2国内外贯流式水轮机的发展现状及发展趋势
138.55r/min 110.9mm 6.5m 72.24r/min 2.929kN
37.79 m3 / s
4 GD008-WZ-260水轮机结构设计
本水轮机为轴伸贯流式水轮机，水流从进水管 引入，经导水机构、转轮、尾水管，排至尾水渠道。 机组采用四支点结构，水轮机有一个径向轴承和径 向推力轴承，发电机有两个径向轴承，前后轴承装 于一个大底板上，底板架在尾水管的边墙上。
2.4贯流式水轮机水力发电原理
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～75
350
72
1036
41
JF3193A
～75
350
910
42
JF3017A
～75
350
1097
43
A835
～75
350
975
44
A835a
～75
350
69
950
45
A835c
～75
350
67
962
46
JF3038
～75
350
910
47
JF3017
～75
350
1105
48
L208/439
～80
68
970
49
JF2817B
～80
350
78
1150
50
702X
～85
350
74
1200
51
JF2513
～85
350
72
1140
52
D443a
～85
67
958
53
JF2517
～85
350
75
1150
54
JF2528B
～85
350
78
1190
55
JF2529
～85
350
1150
2
56
JF2529A
～85
射流直径 d0 (mm) 250
流道尺寸
Z1
B0
Z0
D0
n’10 (r/m)
45
最优工况
Q’10
η0
(l/s) (%)
800
限制工况
σ0
n’11
Q’11
η0
σ
(r/m) (l/s) (%)
序号
1 2 3
型号
A D E
转轮参数
使用 H(m) 直径 D1 叶片数 能量比
(mm) Z
D1/d
45～140 200 18
1 A237 ～600 41
90
35 400
2 1085X ～685 280
280
271
286
287
水斗宽度比 B2=
3 C601 ～700
400
4
A870 ～850
40
5 A475 ～1000
40
35
400
400
双击式水轮机参数表
序号
型号
使用 H(m)
1 SJT851B 12～50
D (mm) 250
E
～550
151
153
EF
～550
588
154
C
～770
155 抽水蓄能
156 冷却塔机
轴流式水轮机参数表
最优工况
序号 型号
使用 H(m)
D
n’10
Q’10
η0
σ0
(mm) (r/m) (l/s) (%)
1
5～14
500
157
1350
2
JP475a
～14
500
1350
3
～15
500
159
1225
4
Q110 (l/s)
三喷嘴
n110 (r/m)
Q110 (l/s)
四喷嘴
n110 (r/m)
Q110 (l/s)
六喷嘴
n110 (r/m)
Q110 (l/s)
射流直径(mm) 转轮径(mm)
Hmax n110 Q110 η% n110 Q110 η% n110 Q110 η% n110 Q110 η% n110 Q110 η% d0 D1
K02
～15
500
1290
93
5
536
2～16
500
1275
6
660B
6～22
400
1198
7
660A
～25
400
1150
92
8
660C
～25
400
134
1275
9
D179C
～25
350
142
1100
10
D673
～27
350
135
1300
11
D471
～32
350
132
1340
12
A834
～35
400
770
93
JF2265
～150
350
1085
94
GT153A
～150
350
67
970
95
A194
～180
350
70
650
96
A678
～180
374
675
97
A685
～180
374
67
598
98
A855
～180
374
69
590
99
A855a
～180
374
578
100 L198/525 ～180
635
95
450
118
A936
～230
420
64
410
119
A998
～230
420
67
450
120
JF1808
～230
121
A1014 114～236 420
424
122
A1007 154～230 420
610
123
150
～250
500
66
470
124
A708A
～250
500
296
125
A956a
～250
420
350
1050
57
JF2529C
～85
350
58
SK2529D
～85
350
1050
59
D74
50～85 350
79
1080
60
D75
50～85 350
80
1100
61
A883
～
372
73
790
62
D267
～90
910
63
A1012
～90
372
76
900
64
F7315
60～100 370
1025
65
A788
～70
350
1210
32
SK3178C
～75
350
1097
33
A286
～75
350
1005
34
A296
～75
350
78
1050
35
A616
～75
350
1010
36
A643
～75
350
1050
37
D485
～75
350
79
910
38
A773a
～75
350
920
39
A773b
～75
350
936
40
JF3191A
1295
6
JF3633F
～45
350
1318
7
JF3635C
～45
350
1280
94
8
JF3635D
～45
350
9
JF3912
～45
350
1475
10
JF3917
～45
350
1312
11
JF3920A
～45
350
1293
12
JF3509
～45
350
1320
13
D260
25～45 350
82
1260
14
4
100～400 400 20
8
100～380 200 18
5
斜击式水轮机参数表
喷嘴 喷嘴 安装角
62°/45° ° 62°/45° ° 62°/45° °
n’10 (r/m)
40 42 40
最优工况
额定工况
Q’10
η0
ns
n’11
Q’11
η0
(l/s) (%) m·Kw (r/m) (l/s) (%)
126
1020
21
A315
～60
350
950
93
835
贯流式水轮机参数表
最优工况
序号 型号
使用 H(m)
D (mm)
n’10
Q’10
η0
σ0
(r/m) (l/s) (%)
1
GDJG302
～6
300
170
1800
2 GZ3BN3！
3～8
380
2000
3
GZ1250B
～8
340
2020
4
GZK231
～8
65
437
126
D307c
～250
403
127
A790
～260
500
128
A520
～310
400
259
129
A548
～310
400
333
130
A550
～310
400
373
131