水轮发电机组选型设计_毕业设计
水轮机的毕业设计
水轮机的毕业设计水轮机的毕业设计一、引言水轮机是一种利用水流动能转化为机械能的装置,广泛应用于水电站、水泵站等工程中。
作为水利工程专业的学生,我对水轮机的设计和运行原理有着浓厚的兴趣。
在即将毕业的时刻,我决定选择水轮机作为我的毕业设计课题,以深入研究其设计和性能优化。
二、设计目标在开始设计之前,我首先明确了我的设计目标。
我希望设计一个高效、可靠且具有较高输出功率的水轮机。
同时,我也希望通过设计过程中的实践操作,加深对水轮机原理的理解,并提高自己的设计能力。
三、设计流程1. 研究水轮机原理:在开始设计之前,我深入研究了水轮机的原理和工作方式。
我学习了水轮机的分类、水轮机叶片的形状和布置、水轮机的工作过程等方面的知识。
2. 确定设计参数:根据实际情况和设计要求,我确定了水轮机的设计参数,包括水轮机的装机容量、转速、进口流量等。
同时,我也考虑了水轮机的安装环境和使用条件,以确保设计的可行性。
3. 进行水轮机叶片设计:水轮机叶片是水轮机的核心部件,对水轮机的性能有着重要影响。
我使用计算机辅助设计软件进行叶片的设计,通过调整叶片的形状和布置,以提高水轮机的效率和输出功率。
4. 进行水轮机模型制作:为了验证设计的可行性,我使用3D打印技术制作了水轮机的模型。
通过对模型的实际测试,我可以评估设计的准确性和性能优化的效果。
5. 进行性能测试和优化:在制作完成水轮机模型后,我进行了一系列的性能测试。
通过测量水轮机的输出功率、效率和流量特性等参数,我可以评估设计的优劣,并进行必要的优化调整。
四、设计结果经过一段时间的努力,我成功地完成了水轮机的毕业设计。
我的设计结果表明,我设计的水轮机在装机容量、转速和效率等方面都达到了预期目标。
与此同时,我还发现了一些可以进一步优化的地方,以提高水轮机的性能。
五、结论与展望通过这次毕业设计,我对水轮机的设计和性能优化有了更深入的了解。
我不仅学到了理论知识,还通过实践操作提高了自己的设计能力。
(一)水电站水轮机选型设计方法及案例
水电站水轮机选型设计总体思路和基本方法水轮机选型是水电站设计中的一项重要任务。
水轮机的型式与参数的选择是否合理,对于水电站的动能经济指标及运行稳定性、可靠性都有重要的影响。
水轮机选型过程中,一般是根据水电站的开发方式、动能参数、水工建筑物的布置等,并考虑国内外已经生产的水轮机的参数及制造厂的生产水平,拟选若干个方案进行技术经济的综合比较,最终确定水轮机的最佳型式与参数。
一 已知参数1 电站规模:总装机容量:32.6MW 。
2 电站海拔:水轮机安装高程:▽=850m3 水轮机工作水头:max H =8.18m ,min H =8.3m ,r H =14.5m 。
二 机组台数的选择对于一个确定了总装机容量的水电站,机组台数的多少将直接影响到电厂的动能经济指标与运行的灵活性、可靠性,还将影响到电厂建设的投资等。
因此,确定机组台数时,必须考虑以下有关因素,经过充分的技术经济论证。
1机组台数对工程建设费用的影响。
2机组台数对电站运行效率的影响。
3机组台数对电厂运行维护的影响。
4机组台数对设备制造、运输及安装的影响。
5机组台数对电力系统的影响。
6机组台数对电厂主接线的影响。
综合以上几种因素,兼顾电站运行的可靠性和设备运输安装的因素,本电站选定机组为:4×8.15MW 。
三 水轮机型号选择 1 水轮机比转速s n 的选择水轮机的比转速s n 包括了水轮机的转速、出力与水头三个基本工作参数,它综合地反映了水轮机的特征,正确的选择水轮机的比转速,可以保证所选择的水轮机在实际运行中有良好的能量指标与空化性能。
各类水轮机的比转速不仅与水轮机的型式与结构有关,也与设计、制造的水平以及通流部件的材质等因素有关。
目前,世界各国根据各自的实际水平,划定了各类水轮机的比转速的界限与范围,并根据已生产的水轮机转轮的参数,用数理统计法得出了关于水轮机比转速的统计曲线或经验公式。
当已知水电站的水头时,可以用这些曲线或公式选择水轮机的比转速。
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。
轴流式水轮机毕业设计
轴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○○六年三月轴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:轴流式水轮机的选型、发电机选型,调保计算及调速设备选择,混流式水轮发电机组的辅助设备系统设计,电气一次部分设计。
二、时间安排(供参考)1、轴流式水轮机的选型、发电机选型 5.5周2、调保计算及调速设备选择0.5周3、辅机系统2周5、电气部分2周6、整理成果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、水系统图、气水系统图、电气主结线图,共5-6张(含CAD设计图),规格1号图。
轴流式水轮机毕业设计基本资料富春江水电站位于浙江北部钱塘江上游富春江上,造成后接入华东电网向金华等地供电。
富春江水电站坝址选在七里垅峡口,上距新安江水电站约60公里,下距杭州市110余公里,,地理位置优越。
水库为日调节,总库容9.2亿立方米。
电站以发电为主,并可改善航运,发展灌溉及养殖事业等综合效益。
电站为河床式,公路从左岸进入厂房。
本电站下游特征洪水位如下:万年一遇洪水位▽15.6 (Q=43100米3/秒)千年一遇洪水位▽14.6 (Q=29400米3/秒)本地区年平均气温为16.0℃,实测最高气温为40.5℃,雨日约175天,以五月份为最集中.本电站建成后将承担峰荷,也承担部分基荷,有调相任务,本电站将在120公里外的金华变电所接入系统(电力系统结线见附图)并向七里垅镇供电2-3万千瓦。
参考文献一、水轮机 刘大恺主编 二、水轮机设节 沈祖诒主编三、水力机组辅助设备 范华秀主编 四、水电站电气部分 季一峰主编五、水电站动力设备设计手册 络如蕴主编 六、水轮机设计手册 哈尔滨大电机研究所主编 七、水电站的水轮机设备 (苏)莫洛仁夫主编 八、发电厂(下册) 华中工学院主编九、发电厂变电所电气设备 湖南省电力学校主编十、电力工程设计手册(第一册) 西北、东北电力设计院主编 十一、电力工程设计手册(第二册) 西北、东北电力设计院主编 十二、水电站机设计技术规程十三、电力系统规划设计手册(影印摘编本) 十四、电力工程 西安交通大学主编十五、水力机械 华东水利学院编 中国戒严出版社1961年版 十六、水电站机电设计手册 电工一次 水利电力出版社 十七、水电冲机电设计手册 水力机械 水利电力出版社轴流式水轮机毕业设计指示书第一节 轴流式水轮发电机组选型设计一、选型设计要求根据给定的电站资料,选择水轮发电机及其附属设备。
水轮发电机组系统毕业设计
水轮发电机组系统设计目录第一章.水轮发电机组选型 (3)第一节水轮机机组台数及型号选择 (3)原始资料 (3)机组台数的选择 (3)机组型号的选择 (3)第二节水轮机基本参数的计算 (4)方案一 (4)方案二 (9)方案三 (13)方案四 (17)方案五 (21)方案六 (25)第三节最优方案的选择与比较 (29)六种方案比较表 (29)水力机械部分 (31)水轮发电机比较 (32)方案经济比较 (34)最优方案的选择 (35)第四节配套发电机的选择 (37)水轮发电机尺寸参数的计算 (37)水轮发电机外形尺寸计算 (38)水轮发电机轴向尺寸计算 (39)水轮发电机重量计算 (40)第五节尾水管的选择与计算 (42)蜗壳 (42)尾水管选择计算 (56)第二章调速设备的选择 (46)第一节调速器的选择原则 (56)第二节调速器工作容量的选择计算 (56)第三节调速器选择 (47)第四节油压装置选择计算 (48)第三章辅助设备设计 (49)第一节主阀的选择 (49)进水阀形式的选择 (49)第二节油系统设计 (51)供油对象及其油量计算 (51)第三节压缩气系统设计 (55)供气对象 (55)供气方式 (55)高压气系统的设备选择 (56)低压气系统设备选择 (56)第四节供排水系统设计 (60)技术供水系统 (60)排水系统设计 (62)第四章水电厂房的布置设计 (66)第一节厂房长度的计算 (66)第二节厂房宽度的计算 (67)第三节厂房各高程的计算 (68)第五章结语 (70)参考资料及文献 (71)第一章.水轮发电机组选型第一节:水轮机机组台数及型号的选择1.1.1 原始资料最大水头=58m,平均水头=55m,设计水头=54m,最小水头=52m,电站总装机容量22万kW,年利用小时数4500h,保证出力6.5万kW。
电站建成后将承担峰荷部分基荷,本电站有调相任务。
1.1.2 机组台数的选择我国的建成的中型水电站一般采用4-6台机,为保证运行的可靠性和灵活性,保障电站的经济运行及考虑机组台数对电站各方面的影响,暂选机组台数为四台和五台。
毕业设计水电站的水轮机设计
毕业设计水电站的水轮机设计一、引言水轮机是一种将水流能转化为机械能的装置,广泛运用于水电站等发电场所。
本文旨在对毕业设计中的水轮机进行设计和分析,并对其性能进行评估。
二、设计原则在水轮机设计过程中,应考虑以下几个方面的原则:1.效率原则:水轮机的设计应追求最大化效率,以充分利用水流能。
2.可靠性原则:设计的水轮机应具备良好的可靠性,以确保长期稳定运行。
3.经济性原则:设计应尽量降低成本,提高生产效益。
三、设计步骤以下是进行水轮机设计的基本步骤:1.流量计算:根据就地条件和需求,计算水轮机所需的水流量。
2.水头计算:确定水轮机所处的有效水头,包括高度、压力等。
3.效率计算:根据水头和水流量,计算水轮机的理论效率。
4.选择类型:根据水头和流量要求,选择适合的水轮机类型,如分流式、混流式等。
5.尺寸设计:根据选择的水轮机类型,确定几何尺寸,包括叶轮直径、叶片数目等。
6.材料选择:选择适当的材料,以确保水轮机的结构强度和使用寿命。
7.制造和安装:根据设计图纸,制造和安装水轮机。
8.性能评估:对水轮机的性能进行评估,包括效率、功率输出等。
四、设计要点以下是进行水轮机设计时需要注意的要点:1.运行稳定性:设计时应考虑水轮机的运行稳定性,避免产生过大振动和噪音。
2.叶轮形状:叶轮的形状会影响水轮机的效率,应根据流体力学原理选择合适的形状。
3.叶轮材料:叶轮需要具备耐腐蚀和高强度的特性,常用材料有铸铁、不锈钢等。
4.沉砂措施:设计时应考虑沉砂措施,以防止沙砾进入水轮机破坏叶轮和导叶。
五、结论水轮机的设计是毕业设计中一个重要的环节,本文介绍了水轮机设计的基本原则和步骤,并指出了设计中需要注意的要点。
通过合理的设计和选材,可以使水轮机达到较高的效率和可靠性,提高水电站的发电效益。
同时,也提醒设计者要考虑环保和可持续性等因素。
希望本文对水轮机设计有所启发,并对毕业设计有所帮助。
河北工程大学水轮机选型毕业设计及solidworks建立转轮模型
任务书设计原始资料一、电站地理位置:位于华北地区。
电站所在地海拔高程约800 m 。
二、枢纽任务:发电为主。
三、总装机容量:P总=2500MW 保证出力:500MW四、水轮机工作水头最大水头Hmax=100m 平均水头Hav=90m设计水头Hr=94m 最小水头Hmin80.0任务与要求一.水轮机部分⒈水轮机型号选择。
⒉应用主要综合特性曲线初步拟订待选方案。
⒊通过初步分析比较淘汰明显不合理的方案,保留两个较好方案精选。
⒋精选过程进行两个方案的动能经济比较。
绘制运行特性曲线,进行机电设备的投资估算及土建工程比较5.确定最佳方案。
并对其进行如下计算:⑴水轮机飞逸转速;⑵轴向力;⑶导叶高程,导叶最大及最优开度;⑷蜗壳水力计算及单线图;⑸尾水管型式选择及单线图和主要剖面图的绘制;⑹对水轮机结构的特殊要求。
二、绘制水轮机的运转综合特性曲线;对发电机的型号进行选择;三、进行蜗壳,尾水管的水力计算;四、利用Solidworks建立转轮的几何模型。
五、计算书和说明书⒈分别编写设计计算书和设计说明书各一分。
⒉计算书要求计算准确,层次清晰,公式和系数选择要求正确合理并标明依据。
⒊说明书要论证充分正确,结论清楚。
书写字迹工整。
,⒋图纸要符合标准,要求选择一张用计算机绘制。
⒌说明书附英文标题与摘要。
摘要本设计着重阐述了水轮机型号的选择,电机型号的选择,及利用Solidworks建立几何模型。
水轮机选型设计部分:依据原始资料初步确定机组的台数和机型,从而形成了四种设计方案,然后对四种方案的技术参数进行计算和比较,精选出两种方案作为备选方案;同过绘制两个方案的综合运转特性曲线和等吸出高度线,进行比较后确定一个方案作为设计的最终方案,然后,算出所确定方案的蜗壳和尾水管参数。
第三部分是确定电站发电机的型号,经过第一部分的数据计算发电机各个参数,由所计算的参数进行选型。
第四部分是利用Solidworks建立几何模型。
关键词:水轮机,蜗壳,尾水管,发电机,Solidworks,几何模型。
水轮机选型设计毕业论文
水轮机选型设计毕业论文目录第一章水轮机....................................... - 4 - 1.1 特征水头的确定............................................. - 4 -1.2 水轮机选型................................................. - 6 -1.3 水轮机蜗壳及尾水管......................................... - 8 - 1.3.1 蜗壳尺寸确定............................................ - 8 - 1.3.2 尾水管尺寸确定.......................................... - 8 -1.4 调速设备及油压设备选择..................................... - 9 - 1.4.1 调速功计算.............................................. - 9 - 1.4.2 接力器选择.............................................. - 9 - 1.4.3 调速器的选择............................................ - 9 - 1.4.4 油压装置............................................... - 10 -第二章发电机...................................... - 11 -2.1 发电机的尺寸估算.......................................... - 11 - 2.1.1 主要尺寸估算........................................... - 11 - 2.1.2 外形尺寸估算........................................... - 12 -2.2 发电机重量估算............................................ - 13 - 第三章混凝土重力坝................................ - 14 -3.1 剖面设计.................................................. - 14 - 3.1.1 坝高的确定............................................. - 14 - 3.1.2 坝底宽度的确定......................................... - 16 -3.2 稳定与强度校核............................................ - 17 -紧水滩水电站坝后式厂房方案论证设计3.2.1 作用大小............................................... - 17 - 3.2.2 承载能力极限状态强度和稳定验算......................... - 20 - 3.2.3 正常使用极限状态进行强度的计算和验算................... - 25 -第四章引水建筑物布置.............................. - 27 -4.1 压力钢管布置.............................................. - 27 - 4.1.1 确定钢管直径........................................... - 27 -4.2 进水口布置................................................ - 28 - 4.2.1 确定有压进水口的高程................................... - 28 - 4.2.2 渐变段尺寸确定......................................... - 28 - 4.2.3 拦污栅尺寸确定......................................... - 28 - 4.2.4 通气孔的面积确定....................................... - 29 -第五章主厂房尺寸及布置 ............................ - 30 -5.1 厂房高度的确定............................................ - 30 - 5.1.1 水轮机安装高程......................................... - 30 - 5.1.2. 尾水管顶部高程及尾水管底部高程......................... - 30 - 5.1.3 基岩开挖高程........................................... - 30 - 5.1.4 水轮机层地面高程....................................... - 31 - 5.1.5 发电机层楼板高程....................................... - 31 - 5.1.6 吊车轨顶高程........................................... - 31 - 5.1.7 厂房顶高程............................................. - 31 -5.2 主厂房长度的确定.......................................... - 31 - 5.2.1 机组段长度确定......................................... - 31 - 5.2.2 端机组段长度........................................... - 32 - 5.2.3 装配场长度............................................. - 33 -5.3 主厂房宽度和桥吊跨度的确定................................ - 33 - 第六章混凝土溢流坝................................ - 34 -6.1 溢流坝段总宽度的确定...................................... - 34 - 6.1.1 单宽流量q的选择....................................... - 34 - 6.1.2 确定溢流前缘总净宽L ................................... - 34 - 6.1.3 确定溢流坝段总宽度..................................... - 35 -6.2 堰顶高程的确定............................................ - 35 -6.2.1 堰顶高程的确定 ......................................... - 35 - 6.2.2 闸门高度的确定 ......................................... - 36 - 6.3 堰面曲线的确定 ............................................ - 36 - 6.3.1 最大运行水头max H 和定型设计水头d H 的确定 ............... - 36 - 6.3.2 三圆弧段的确定 ......................................... - 36 - 6.3.3 曲线段的确定 ........................................... - 36 - 6.3.4 直线段的确定 ........................................... - 37 - 6.3.5 反弧段的确定 ........................................... - 37 - 6.3.6 鼻坎挑角和坎顶高程的确定 ............................... - 38 - 6.3.7 溢流坝倒悬的确定 ....................................... - 38 - 6.4 溢流坝强度和稳定验算 ...................................... - 39 - 6.4.1 作用大小 ............................................... - 39 - 6.4.2 承载能力极限状态强度和稳定验算 ......................... - 41 - 6.4.3 正常使用极限状态进行强度的计算和验算 ................... - 43 - 6.5 消能与防冲 ............................................... - 44 - 6.5.1 挑射距离和冲刷坑深度的估算 ............................. - 44 -第七章 压力钢管应力分析及结构设计................... - 44 -7.1 水力计算 .................................................. - 45 - 7.1.1 水头损失计算 ........................................... - 45 - 7.1.2 水锤计算 ............................................... - 49 - 7.2 压力钢管厚度的拟定 ........................................ - 53 - 7.3 钢管、钢筋、混凝土联合承受压的应力分析 .................... - 54 - 7.3.1 混凝土开裂情况判别 ..................................... - 54 - 7.3.2 应力计算 ............................................... - 58 -紧水滩水电站坝后式厂房方案论证设计第一章 水轮机1.1特征水头的确定1. 在校核洪水位下, 四台机组满发,下泄流量Q=14100m 3/s,由厂区水位流量关系可得,尾水位▽尾=220.54m ,▽库=291.8mH 1=0.99×(▽库-▽尾)=0.99×(291.8-220.54)=70.54m2, 在设计洪水位下,四台机组满发,下泄流量Q=11000 m 3/s,由厂区水位流量关系得, 尾水位▽尾=217.82m, ▽库=289.94mH 2=0.99×(▽库-▽尾)=0.99×(289.94-217.82)=71.40m3, 在设计蓄水位下,一台机组满发,由下列式子试算出该情况下对应的下泄流量和水头N=9.81QH η H=0.99×(▽库-▽尾) ▽尾=f (Q)η=η水×η电=0.95×0.9列表试算,得当下泄流量为67.5 m 3/s 时,一台机组满发,对应水头为81.26m.,即H 3=81.26m.4.在设计蓄水位下,四台机组满发,试算该情况下对应的下泄流量和水头,列表试算当下泄流量为274 m 3/s 时,四台机组满发,对应水头为80.08m ,即H 4=80.08m 。
水轮发电机组中水轮机的选型设计
水轮发电机组中水轮机的选型设计摘要: 在水利水电系统中的建设过程, 怎样合理选择适用的水轮机组的类型对水轮机的性能是否优越十分重要。
因此应本着具体情况具体分析的原则设计相应的实践方案, 以提高其运行的灵活性。
本文着重阐述实践中应如何对水轮机组进行设计。
关键词: 水轮机组;特征;选型设计Abstract: In the water conservancy and hydropower system in the construction process, how to choose suitable hydraulic turbine type on turbine performance is superior is very important. It should be based on concrete analysis of the principles of design and the corresponding practices, in order to improve the operation flexibility. This paper focuses on the practice should be how to design of hydraulic turbine.Key words: turbine selection design; feature;0引言水轮机组的选型设计是水电站水力机械设计的重要组成部分。
发电机由水轮机驱动,它的转子短粗,机组的起动、并网所需时间较短,运行调度灵活。
水轮机组选型设计不仅为以后的电气部分、水工部分设计打下基础,同时也会影响到电站的机电设备投资、厂房投资及发电效益等经济指标。
因此,水轮机组的选型设计必须做到科学、准确、合理、先进,满足技术性能和经济指标的要求。
1水轮机选型设计的任务及内容水轮机是水电站中最主要动力设备之一,影响电站的投资、制造、运输、安装、安全运行、经济效益,因此根据H、N的范围选择水轮机是水电站中主要设计任务之一,使水电站充分利用水能,安全可靠运行。
大滩口水电站的水轮机选型设计
目 录1 前 言 (6)2大滩口水电站的水轮机选型设计 (6)2.1 水轮机的选型设计概述 (6)2.2 水轮机选型的任务 (7)2.3 水轮机选型的原则 (7)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 (8)2.5.1 机组台数的选择 (8)2.5.2 确定机组的单机容量(功率) (9)2.6 选择机组类型及模型转轮型号 (9)2.6.1 各类水轮机的适用范围 (9)2.6.2 HL 和XL 式水轮机各自的特点 (10)2.6.3 选择水轮机的转轮型号 (10)2.7 初选设计(额定)工况点 (11)2.7.1 选择设计单位转速11r n (11)2.7.2 确定额定工况下的单位流量11r Q (11)2.8 确定转轮直径1D (12)2.8.1 水轮机的额定出力 (12)2.8.2 转轮直径1D (12)2.9 确定额定转速n (13)2.10 效率及单位参数的修正 (13)2.10.1 效率修正 (13)2.10.2 单位参数的修正值11n ∆及11Q ∆ (14)2.11 核对所选择的真机转轮直径1D (15)2.11.1 确定水轮机的真实工况点B (15)2.11.2 工作范围的检查 (21)2.12 确定水轮机导叶的最大可能开度a (24)0k2.12.1 确定真机的导叶分布直径D (24)2.12.2 计算模型机的导叶分布直径D (24)0m2.12.3 计算水轮机导叶的最大开度a (24)0max2.12.4 计算水轮机导叶的最大可能开度a (24)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 (28)s2.14.1水轮机允许吸出高度H (25)s2.14.2 确定水轮机的安装高程 装 (33)2.15 计算水轮机的飞逸转速 (34)2.16 计算轴向水推力P (34)oc2.17 估算水轮机的质量 (34)2.17.1 计算水轮机的质量G (34)2.17.2 计算金属蜗壳的质量G (35)蜗3 水轮机导水机构运动图的绘制 (31)3.1导水机构的基本类型 (31)3.2 导水机构的作用 (32)3.3 导水机构结构设计的基本要求 (32)3.4 导水机构运动图绘制的目的 (32)3.5 导水机构运动图的绘制步骤 (33)3.5.1确定模型机导水机构尺寸参数 (33)3.5.2 确定真机基本结构及布置导叶图 (33)3.5.3 确定β,λ值 (35)3.5.4 确定大、小耳孔的相对位置及接力器行程S (40)3.5.5 确定限位块的位置 (41)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)4.2.1 主要参数的选择 (41)4.2.2 蜗壳与座环连接尺寸的确定 (42)4.2.3 蜗壳进口断面尺寸的确定 (44)4.2.4 蜗壳其余断面的计算 (40)4.2.5 圆形断面尺寸的计算 (45)4.2.6 椭圆形断面尺寸的计算 (46)4.2.7 计算程序及结果 (42)5 尾水管设计 (50)5.1 尾水管概述 (50)5.2尾水管的选择 (50)5.3 尾水管的基本类型 (50)5.4 弯肘形尾水管中的水流运动 (51)6混流式水轮机结构设计 (52)6.1 概述 (52)6.2 水轮机主轴的设计 (52)6.3 水轮机金属蜗壳的设计 (53)6.4 水轮机转轮的结构设计 (54)6.4.1 混流式转轮的组成 (49)6.4.2 止漏环结构 (56)6.4.3 混流式转轮的结构型式 (56)6.5 导水机构设计 (52)6.5.1 导水机构的结构型式 (52)6.5.3 导水机构的止漏装置 (53)6.5.4 导水机构接力器 (54)6.5.5 导叶的结构和材质 (61)6.6 水轮机导轴承结构设计 (61)6.6.1 概述 (61)6.6.2 导轴承的结构型式 (61)6.6.3 密封装置 (63)6.7 水轮机的辅助装置 (64)6.7.1 混流式水轮机的补气装置 (64)6.7.2 真空破坏阀 (66)7 金属蜗壳强度计算 (66)7.1金属蜗壳受力分析 (60)7.2 蜗壳强度计算 (61)7.3 计算程序及结果 (64)7.3.1 计算程序 (64)7.3.2 计算结果 (72)8 结论 (74)参考文献 (68)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。
毕业设计论文-混流式水轮机
白山水电站水轮机结构设计摘要水轮发电机组是将水能转化为电能的核心设备,水轮机结构设计得是否合理就成为电站能否有效运行得关键。
本设计的主要内容为白山水电站水轮机结构设计。
白山水电站位于吉林省桦甸市老恶河哨口,第二松花江上游,是国家电力公司东北公司直属的梯级水力发电厂,国家特大型企业。
白山发电厂介于东北电网南网、北网之间,地理位置适中,在东北电网中担负调峰、调频和事故备用任务,目前是东北电网装机容量最大的水电厂。
这次设计的主要内容有三部分。
第一部分是对水轮机进行总体结构的设计。
第二部分是对导水机构进行设计。
第三部分则是对主要部件进行强度校核。
在本次毕业设计中,所有的图纸都采用AutoCAD软件进行绘制。
关键词:白山水电站;水轮机;结构设计;强度校核The Structural Design of Hydraulic Turbine for Baishan Hydraulic Power StationABSTRACTThe water-turbine generator set transforms the hydro energy as the electrical energy core equipment, the hydraulic turbine structural design whether reasonable becomes the power plant whether effective movement to result in the key.This design primary coverage Baishan hydroelectric power station hydraulic turbine structural design. The Baishan hydroelectric power station is located on Lao’e river sentry post mouth in Huadian city of the Jilin Province, upstream the second Songhua River, is the stave hydro-electric power station which SGCC Northeast Corporation subordinates, National Extra large type Enterprise. The Baishan power plant is situated between south and north of the northeast electrical network, the geographical position is moderate, shoulders in the northeast electrical network adjusts the peak, the frequency modulation and the accident spare duty, at present is the biggest hydroelectric power plant installed capacity in northeast electrical network. This design primary coverage has three parts. The first part carries on the design of the overall structure. The second part carries on the design of the water organization. The third part carries on the intensity checking of the major component.In this graduation project, all blueprints use the AutoCAD to carry on the plan.KEYWORD: Baishan hydro-power station; hydraulic turbine;structural design; ntensity checking目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录 (3)1 绪论 (5)1.1选题的目的和意义 (5)1.2白山水电站的基本情况 (5)1.3基本参数 (6)1.4毕业设计具体内容 (6)2水轮机总体结构设计 (7)2.1转轮流道尺寸 (7)2.2导叶高度及分布圆直径 (8)2.3主轴直径 (8)2.4主要部件结构 (9)2.4.1转轮 (9)2.4.2接力器 (11)2.4.3导叶 (12)2.4.4座环 (19)2.4.5顶盖 (20)2.4.6底环 (20)2.4.7 基础环 (21)2.4.8主轴 (21)2.4.9水导轴承 (23)2.4.10主轴密封 (23)2.4.11控制环 (24)2.4.12 补气装置 (25)3导水机构传动系统设计 (27)3.1导叶开度 (27)3.2导水机构运动系统的设计 (28)3.2.1导水机构的装配尺寸 (28)3.2.2导水机构的配合公差与间隙 (28)3.2.3导水机构的传动部分 (29)4 强度校核 (36)4.1主轴的强度校核 (36)4.1.1基本参数的定义 (36)4.1.2轴身应力的计算 (36)4.1.3薄臂轴法兰与轴身联接处应力的计算 (37)4.2导叶强度计算 (42)4.2.1 基本参数的意义: (42)4.2.2 导叶上的作用力计算: (43)4.2.3 各断面惯性矩、断面模数计算: (44)4.2.4 挠度计算: (45)4.2.5 各支反力及其应力计算: (47)4.2.6 导叶轴颈C的最优间隙确定: (49)4.2.7 按选定的挠度值,复核若干断面应力: (50)致谢 (52)参考文献 (53)1 绪论1.1选题的目的和意义作为一名即将毕业的大学生,毕业设计是大学学习的最后一个重要的综合性教学环节,撰写毕业论文,主要有两个方面的目的:一是对所学知识进行一次全面的考核。
水轮机选型设计
第一部分 设计原始资料一、电站地理位置:位于华北地区。
电站所在地海拔高程约850m 。
二、枢纽任务:发电为主。
三、 主要参数1、 总装机容量30万千瓦 保证出力9.99万千瓦2、水轮机工作水头最大水头 m a x 81H m = 平均水头 69.5av H m =设计水头 73r H m = 最小水头 m i n 58H m =第二部分 任务与要求一、水轮机部分1、水轮机型号选择。
2、应用主要综合特性曲线初步拟订待选方案。
3、通过初步分析比较淘汰明显不合理的方案,保留两个较好方案精选。
4、精选过程进行两个方案的动能经济比较。
绘制运行特性曲线,进行机电设备投资的投资估算及土建工程比较。
5、确定最佳方案。
并对其进行如下计算。
(1) 水轮机飞逸转速;(2)轴向力;(3)导叶高程,导叶最大及最优开度;(4) 蜗壳水力计算及单线图;(5) 尾水管型式选择及单线图和主要剖面图的绘制;(6) 对水轮机结构的特殊要求。
二、绘制水轮机的运转综合特性曲线。
三、进行蜗壳,尾水管的水力计算。
四、油系统(1) 确定油系统的服务对象,油系统类型。
绘制油系统图。
绝缘油和透平油分别绘制。
(2) 计算最大充油设备、充油量及全厂总充油量。
(3) 计算选择贮油设备,净油设备,输油设备及管道直径。
(4) 列设备明细表。
五、技术供水系统(1)设计该水电站技术供水系统六、计算书和说明书1、分别编写设计计算书和设计说明书各一份。
2、计算书要求计算准确,层次清晰,公式和系数选择要求正确合理并表明依据。
3、说明书要论证充分正确,结论清楚。
书写字迹工整。
4、图纸要符合标准,要求选择一张用计算机绘制。
5、说明书附英文标题与摘要。
摘要本设计着重阐述了水轮机型号的选择,水力机组辅助设备中油系统、技术供水系统的设计过程。
第一部分是通过已知所给水电站的数据,拟定水轮机的初选方案,经过比较,确定两个精选方案,绘制它们的运转综合特性曲线图,并进行机电设备的投资估算及土建工程比较,最后确定最佳方案。
水轮机选型毕业设计及solidworks建立转轮模型
毕业设计水轮机选型毕业设计及solidworks建立转轮模型任务书设计原始资料一、电站地理位置:位于华北地区。
电站所在地海拔高程约800 m 。
二、枢纽任务:发电为主。
三、总装机容量:P总=2500MW 保证出力:500MW四、水轮机工作水头最大水头Hmax=100m 平均水头Hav=90m设计水头Hr=94m 最小水头Hmin80.0任务与要求一.水轮机部分⒈水轮机型号选择。
⒉应用主要综合特性曲线初步拟订待选方案。
⒊通过初步分析比较淘汰明显不合理的方案,保留两个较好方案精选。
⒋精选过程进行两个方案的动能经济比较。
绘制运行特性曲线,进行机电设备的投资估算及土建工程比较5.确定最佳方案。
并对其进行如下计算:⑴水轮机飞逸转速;⑵轴向力;⑶导叶高程,导叶最大及最优开度;⑷蜗壳水力计算及单线图;⑸尾水管型式选择及单线图和主要剖面图的绘制;⑹对水轮机结构的特殊要求。
二、绘制水轮机的运转综合特性曲线;对发电机的型号进行选择;三、进行蜗壳,尾水管的水力计算;四、利用Solidworks建立转轮的几何模型。
五、计算书和说明书⒈分别编写设计计算书和设计说明书各一分。
⒉计算书要求计算准确,层次清晰,公式和系数选择要求正确合理并标明依据。
⒊说明书要论证充分正确,结论清楚。
书写字迹工整。
,⒋图纸要符合标准,要求选择一张用计算机绘制。
⒌说明书附英文标题与摘要。
摘要本设计着重阐述了水轮机型号的选择,电机型号的选择,及利用Solidworks建立几何模型。
水轮机选型设计部分:依据原始资料初步确定机组的台数和机型,从而形成了四种设计方案,然后对四种方案的技术参数进行计算和比较,精选出两种方案作为备选方案;同过绘制两个方案的综合运转特性曲线和等吸出高度线,进行比较后确定一个方案作为设计的最终方案,然后,算出所确定方案的蜗壳和尾水管参数。
第三部分是确定电站发电机的型号,经过第一部分的数据计算发电机各个参数,由所计算的参数进行选型。
毕业设计
·摘要:平川水电站位于四川省某县境内,电站以发电为主,无其他综合利用要求。
总装机容量100MW,保证出力24MW。
设计水头153M,最大水头185M,最小水头115M,设计总引用流量783m/s。
电站引水发电系统由取水口、引水隧洞、调压井、压力钢管、厂房和水轮发电机组等组成。
引水隧洞直径5m,长2420m。
电站采用联合供水方式,压力钢管主管道直径4.0m,长595m,支管道直径2.6m,长度由机组台数及叉管布置确定。
电站特征水位:上游水库正常蓄水位:2889m校核洪水位:2892m死水位:2825m电站正常尾水位:2703m最低尾水位:2699.8m校核洪水位:2716.3m设计洪水位:2715.1m第一章:水轮机组选型第一节:水轮机型号选择根据《水电站机电设计手册》,轴流式水轮机适用水头范围为3-80m ,斜流式水轮机适用水头范围为40-120m ,混六式水轮机适用水头范围为300-700m ,冲击式水轮机为300-1700m 。
平川水电站的设计水头为153m ,选择混流式水轮机,水头合适,而且运行可靠,技术较成熟。
根据我国水轮机型谱推荐的混流式水轮机设计水头与比转速的关系:s n =H2000-20s n —比转速H —设计水头,根据资料H=153m计算得平川水电站水轮机的比转速为141.2.按照东方电机厂推荐的比转速公式,得水轮机的比转速是:s n =1005000+r H =197.6(m ﹒kw )按照国外推荐的公式,得水轮机的比转速是: 上限:s n =r H 2500=202.1(m ﹒kw )下限:s n =rH 2000=161.7(m ﹒kw )本电站最大水头为185m ,推荐水头为153m ,比转速在110-200(m ﹒kw )范围内的转轮型号根据水轮机转轮型谱参数表(教材附表7)选得:第二节:各备选方案参数计算根据电站实际情况,有以下四种方案:(1) 水轮机额定出力:R P =ggN η=96.050000=52083(kw ) 式中:R P —水轮机额定出力g N —单机容量g η—发电机效率,本电站取0.96(2) 最优单位转速:110n =61.5(r/min )(3) 设计工况单位流量:最优单位转速与出力限制线的交点作为设计工况点,通过查HL110模型综合特性曲线图得设计工况单位流量是R Q 11=360(L/s ),对应的模型效率M η=0.885,效率修正值暂取η∆=3%,设计工况原点原型水轮机效率:η=M η+η∆=0.885+0.03=0.915(4) 转轮直径:1D =η5.11181.9R R R H Q P =915.0153360.081.9520835.1⨯⨯⨯=2.92(m) 式中:R P —水轮机额定出力 R Q 11—设计工况单点位流量 η—设计工况原点原型水轮机效率 R H —设计水头根据转轮标称直径系列取直径为:1D =3.00(m ) (5) 最大效率:max η=1-(1-0.M η)511D D M =1-(1-0.9040)500.354.0⨯=0.932η∆=max η-0.M η=0.932-0.904=0.028限制工况原型水轮机效率η=M η+η∆=0.885+0.028=0.913 式中:0.M η—模型水轮机的最有效率 M D 1—模型水轮机的直径 1D —原型水轮机的直径(6) 转速:1110D H n n j==1.25100.31505.61=⨯式中:n —机组转速 110n —最优单位转速 j H —平均水头1D —原型水轮机的直径根据发电机标准同步转速取转速是n=250(r/min ) (7) 原型水轮机设计流量:07.4015300.336.022111=⨯⨯==R R R H D Q Q式中:R Q —原型水轮机设计流量R Q 11—设计工况点单位流量 1D —原型水轮机的直径 R H —设计水头(8)设计工况下模型水轮机空化系数M σ=0.055吸出高度:R M s H H )(90010σσ∆+-∇-= =10-2699.8/900-(0.055+0.02)⨯153=-4.48 式中:s H —吸出高度 ∇—安装高程M σ—空化系数σ∆—修正值,当水头大于60米时,取0.02R H —设计水头(9)单位飞逸转速:R n 11=99.2(r/min ) 水轮机飞逸转速:8.44900.31852.991max 11=⨯==D H n n RR (r/min ) (10)轴向水推力:轴向水推力系数38.0=t K ,则轴向水推力是:max 2149810H D k F tt π==981018500.314.325.038.02⨯⨯⨯⨯ =4.88610⨯(N ) (11)水轮机重量:02.2)00.35.7(1.0511=-+=a则一台水轮机的总重为:)(8.17118500.31.81.816.002.216.0max 1t H D G a =⨯⨯==式中:a — 经验系数,直径小于7.5m 时按上式计算 G —水轮机重量max H —最大水头(12)下面检验水轮机的工作范围: 设计工况单位流量:)/(34.081.935.12111s m H D P Q RR R ==η最大水头对应的单位转速:1.55max1min ==H nD n (r/min )最小水头对应的单位转速:0.70min1max ==H nD n (r/min )其他各个方案的参数计算过程与方案一的计算相同,这里不再重复计算过程,利用表格处理,将计算结果列于下表。
水轮机毕业设计
水轮机毕业设计水轮机毕业设计水轮机是一种将水能转化为机械能的装置,广泛应用于水电站等能源领域。
作为一个水利工程专业的毕业生,我对水轮机的设计和优化非常感兴趣。
在我的毕业设计中,我选择了水轮机作为研究对象,旨在通过对水轮机的设计和改进,提高其效率和可靠性。
首先,我对水轮机的原理和工作过程进行了深入的研究。
水轮机的工作原理是利用水流的动能来推动叶轮转动,从而带动发电机发电。
在水轮机的设计中,流道的形状、叶轮的结构和材料等都对其性能有着重要的影响。
因此,我通过模拟和实验的方法,对不同参数下水轮机的性能进行了分析和比较。
其次,我针对水轮机的设计和优化提出了一些具体的方案。
首先是流道的设计。
流道的形状对水流的流速和流量有着直接的影响,因此我采用了数值模拟的方法,通过改变流道的形状和尺寸,寻找最佳的设计方案。
同时,我还考虑了水轮机的叶轮结构和材料的选择。
叶轮的结构应该具有足够的强度和刚度,能够承受水流的冲击和旋转力矩。
叶轮的材料应具有良好的耐腐蚀性和耐磨性,以保证水轮机的长期稳定运行。
在水轮机的设计和优化过程中,我还考虑了一些其他因素。
例如,水轮机的启动和停机过程,以及对水轮机的监测和维护等。
启动和停机过程需要合理控制水流的流量和流速,以避免对水轮机产生冲击和损坏。
对水轮机的监测和维护是保证其长期稳定运行的关键。
通过安装传感器和监测设备,可以实时监测水轮机的运行状态和性能指标,及时发现问题并进行维修和保养。
此外,我还对水轮机的环境影响进行了评估。
水轮机作为一种能源装置,对水资源的利用和环境保护有着重要的影响。
在设计和优化水轮机的过程中,我考虑了水轮机对水流的影响,以及对河流生态系统的影响。
通过合理设计和操作,可以减少水轮机对水流的影响,保护水资源和生态环境的可持续发展。
总结起来,水轮机毕业设计是一个综合性的课题,涉及到流体力学、材料科学、机械工程等多个学科的知识和技术。
通过对水轮机的设计和优化,可以提高其效率和可靠性,为水电站等能源领域的发展做出贡献。
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。
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JK503 26
35 135 903 90.8 1800 87 0.63 10
340
0.87
ZZ500 18~30 46 128 0.98 89.5 1.65 86.7 0.585 3
352
0.87
1.1.2、拟订机组台数并确定单机容量
因为设计电站是无调节电站,所以工作容量等于保证出力 Nb 35MW
选用混流式机组的单机容量不得超过 35 77.8MW 0.45
选用轴流式机组的单机容量不得超过 35 100MW 0.35
确定机组台数 4 台和 5 台 方案列表如下:
水轮机组选型及台数汇总表
1
2 水电站主辅机设备选型设计
台数
4
5
转轮型号
HL260/A244 JK503 ZZ500 HL260/A244 JK503 ZZ500
3
4 水电站主辅机设备选型设计
rmax 1 (1m0 )5
D1m D1
1 (1 0.917)5
0.35 6.4
0.954
效率修正值: rmax m0 0.954 0.917 0.037
4、平均效率 的计算
Hmin :取 Hmin 下 n11max 83.( 8 r / min)与出力限制线的交点的效率mH min 0.876
4
4
5、转轮直径 D1 的校核
用r 0.912 对原先计算的 D1 进行校核
D1
Pr
9.81Q110
H
1.5
r
51020 9.811.29 23.31.5
偏小,难于保证设计水头下发生额定出力;若取 6.5m 又太大,不经济。本机组属于大
型水轮机,故取非标准值 D1 6.4m 。 2、转速 n 的计算
由 HL260/ A244转轮技术资料提供查得 n110 80r / min
n n110 Hav 80 23.3 60.34r / min
D1
6.4
转轮型 推荐 模型
最优工况
限制工况
号
使用 水头 H(m)
转轮 直径
D1
cm
n10 Q10
0
r/mi n
m3 / s
%
Q10
0
m3 / s %
模型 单位飞逸 水推
试验 转速
水头
n1R
力系 数K
H(m) (r/min)
HL260/ 35~60 35 80 1.08 91.7 1.27 86.5 0.15 3
真机的效率H min mH min 0.876 0.037 0.913
Hmax 、 Hr 、 H av 是以发电机出力为限制,采用逼近法找到单位流量和相应的效率。
逼近法见下表:
水头 (m)
流量 (m3 / s)
模型效率 (%)
真机效率 (%)
出力 (kW)
25.6
1.2
89
92.7
57896
93.7
50814
23.3
1.22
89.6
93.3
51440
23.3
1.21
89.8
93.5
51128
23.3
1.205
89.9
由逼近法表格知:
93.6
50971
Hmax :H max 0.951 H r 、 H av :Hr Hav 0.936 则平均效率为:
H min H max Hav Hr 0.913 0.951 0.936 0.936 0.934
2%,则设计工况原型水轮机效率 m 0.875 0.02 0.895 。
故水轮机转轮直径为:
D1
Pr
9.81Q110
H
1.5
r
51020 9.811.29 23.31.5
0.895
6.3( 3 m)
我国规定的转轮直径系列,计算值处于标准值 6.0 ~ 6.5m m 之间,考虑到取 6.0m
25.6
1
90.9
94.6
49236
25.6
1.1
91.2
94.9
54331
25.6
1.05
91.7
95.4
52135
25.61.039来自.495.150981
25.6
1.035
91.5
95.2
51282
水头 (m)
流量 (m3 / s)
模型效率 (%)
真机效率 (%)
出力 (kW)
23.3
1.2
90
(2)轴流式水轮机 ns 较高,具有较大的过流能力,轴流转桨式水轮机可在协联 方式下运行,在水头、负荷变化时可实现高效率运行
根据表本电站水头变化范围 H 22.8 ~ 25.6m 查《水电站机电设计手册—水力机械》
选择适合的水轮机有 HL260/ A244、 JK503和 ZZ500 。三个水轮机参数如下:
单机容量(MW)
50
50
50
40
40
40
1.2、水轮机方案比较
1.2.1、方案Ⅱ、 450MW HL260/ A244
1、计算转轮直径
水轮机的额定出力为:
Pr
NG G
50000 98%
51020 kW
取最优单位转速 n110 80r/ min 与出力限制线的交点的单位流量为设计工况点单
位 流 量 , 则 Q110 1.2( 9 m3 / s), 对 应 的 模 型 效 率 m 0.875 , 暂 取 效 率 修 正 值
混流式水轮机的比转速 ns :
ns
2000 H
20
2000 20 394(m kW) 23.3
轴流式水轮机的比转速 ns :
ns
2300 H
2300 477 (m kW) 23.3
根据原始资料,适合此水头范围的水轮机类型有轴流式和混流式。
轴流式和混流式水轮机优点:
(1)混流式结构紧凑,运行可靠,效率高,能适应很宽的水头范围,是目前应用 最广泛的水轮机之一。
第 1 章 水轮发电机组选型设计 1
水轮发电机组选型设计
第 1 章 水轮发电机组选型设计
1.1、机组台数及型号选择
1.1.1、水轮机型式的选择
已知参数
Hmax 25.6 , Hmin 22.8 , Hav 23.3 , N 200MW 保证出力: Nb 35MW ,利用小时数: 2225h 取设计水头 Hr Hav 23.3 按我国水轮机的型谱推荐的设计水头与比转速的关系,
转速计算值介于同步转速 60r / min ~ 62.5r / min 之间,
当取 60r / min 时,运行区域如下图:
2
第 1 章 水轮发电机组选型设计 3
当取 62.5r / min 时,运行区域如下图:
根据 HL260/ A244模型转轮综合特性曲线,取 62.5r / min 时水轮机的实际 运行范围刚好,取 60r / min 时有些偏离高效率中心区域,故取水轮机的转速 n 62.5r / min 。 3、效率 r 的计算: