立轴混流式水轮机的安装-水电站课程设计.doc

水电站课程设计一：计算水轮机安装高程参考教材，立轴混流式水轮机的安装高程Zs的计算方法如下：式中为设计尾水位，取正常高尾水位1581.20m；为导叶高度，1.5m；为吸出高度，m。其中，式中，为水轮机安装位置的海拔高程，在初始计算时可取为下游平均水位的海拔高程，设计取1580m；为模型气蚀系数，从该型号水轮机模型综合特性曲线（教材P69)查得=0.20，为气蚀系数的修正值，可在教材P52页图2-26中查得=0.029；H为水轮机水头，一般取为设计水头，本设计取H=38m。水头Hmax及其对应工况的进行校核计算。=10.0--(0.2+0.029)38=-0.458=1581.20-0.458+1.5/2=1581.49m。二：绘制水轮机、蜗壳、尾水管和发电机图2.1水轮机的计算图1.1转轮布置图如图所示，可得HL240具体尺寸：表1.11转轮参数表D1D2D3D4D5D6b0h1h2h3h41.01.0780.9280.7250.4830.1280.3650.0540.160.5930.2834.14.4203.8052.9731.9800.5251.4970.2210.6562.4311.1602.2蜗壳计算进口断面尺寸计算(1)进口断面流量的确定由资料，该水电站初步设计时确定该电站装机17.6×kW，电站共设计装4台机组，故每台机组的单机容量为17.6×kW÷4=4.4×kW。由水轮机出力公式：=4.4×kW式中：Q为水轮机设计流量（）；H为设计水头，m；由设计资料得H=38.0m。所以，（）进口断面流量计算公式：==113.11（）式中：—蜗壳包角，通常均采用3450Q—水轮机设计流量，Q=118.03m3/s（2）进口断面流速的确定蜗壳进口断面平均流速可由教材P36（图2-8a，已知设计水头38.0m，本设计为金属蜗壳可取为上限值）查得：=5.8m/s。（3）进口断面半径由公式=（4）进口断面中心距由公式==2.492+3.15=5.642式中=（5）断面外半径由公式：=3.15+2×2.492=8.134m绘制蜗壳单线图时，在蜗壳上共取0—0~7—7共八个蜗壳断面（从0—0开始每隔45°取一个断面），利用下列公式进行断面计算，得各断面的参数。任一断面i—i的流量：断面半径：（断面上沿径向各点的水流圆周分速度等于一个常数，即）断面中心距：=断面外半径：各断面参数计算列表如下：蜗壳计算列表（圆形断面）断面号(°)（）(m)(m)(m)0345113.112.4925.6428.134130098.362.3245.4747.798225583.602.1435.2937.435321068.851.9445.0947.039416554.101.7234.8736.597512039.341.4704.6206.09067524.591.1624.3125.4747309.840.7353.8854.6202.3尾水管计算由水轮机型号可知转轮直径D1=410cm转轮出口直径D2=1.078D1=1.078×410=441.98㎝。满足条件D1≤，采用标准混凝土肘管，故可用推荐的尾水管尺寸表（教材第二章P42表2-1）参数h/D1L/D1B5/D1D4/D1h4/D1h6/D1L1/D1h5/D1比例2.64.52.7201.351.350.6751.821.22尾水管各参数尺寸表参数hLB5D4h4h6L1h5长度（m)10.6618.4511.1525.5355.5352.76757.4625.0022.3.1直锥段各尺寸的确定导叶底环至转轮出口高度=0.221+0.656=0.877m转轮出口至尾水管直锥段进口高度对于混流式水轮机组，为保证水轮机组正常运行的安装缝的高度，一般可忽略不计，此设计取=0.05m。（3）尾水管进口直锥段高度==10.66-0.877-0.05-5.535=4.198m。（4）尾水管直锥段进口直径≈=441.98㎝2.3.2中间弯肘段尺寸的确定弯肘段尺寸可由教材推荐使用的标准混凝土肘管的尺寸图（教材P43图2—18和表2—2），其中所列的数据对应==1000mm，应用时乘以选定的（或与之相等的）即可得到弯肘段各参数值。2.3.3出口扩散段尺寸的确定由尾水管参数尺寸表可得：=5.002m；=2.7675m；=18.45m；=7.462m。由数据用此公式可算得尾水管顶板仰角=11.5°。三：确定主厂房轮廓尺寸3.1主厂房长度的确定3.1.1主厂房的长度主厂房的长度可由公式式中：n—机组台数—机组段长度。本机组段间距由蜗壳尺寸控制，按公式=蜗壳平面尺寸+2计算。（—蜗壳外的混凝土结构厚度。混凝土蜗壳一般取0.8~1.0m，金属蜗壳一般可取1~2m，边机组段一般取1~3m。）。经综合考虑，中间机组段