西华大学能环学院06级热动本科学生毕业答辩设计任务一、水轮机选型设计2、水轮机台数及型号的选择1）机组台数的选择（1）单机容量与机组台数成反比（2）机组台数与运行效率的关系2）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，特别是其最大水头来选择的。初选水轮机模型转轮型号为：和3、仙溪水电站选型设计步骤1）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。在[1]中分别查出他们的额定工况点为：：n11r=n11mo=77r/min,与5%功率限制线交点处的流量Q11r=1.098m3/s：n11r=n11mo=71r/min,与5%功率限制线交点处的流量Q11r=1.068m3/s。2）确定转轮标称直径HL220/A153型号转轮直径的计算公式为：式中：—水轮机额定出力；—转轮直径；—真机单位流量。式中：—单机容量；—发电机效率（取0.96）。同理的HL240/D41型号专利直径D1=1.36m。取1.4m3）确定额定转速查表取磁极对数P=6时，HL240/D41：计算得：n=547.8r/min查表的n=500r/min或n=600r/min4）效率及单位参数的修正对混流式水轮机，按Moody公式换算。即:计算得：通过对真机与模型机过流部件和加工工艺比较，计算的由转速修正值公式：得Δn11/n11m=ΔQ11/Q11=0.009≤3%不予修正。同理的HL240/D41的单位参数也可不予修正。4）检验水轮机的实际工作区域由实际水轮机的转速：对HL220/A153型号转轮计算得：n11r=73.34r/min进行工作范围检查，Hmax对应的n11min=68.18r/min,Hmin对应的n11max=80.05r/min。此两条直线包含最优效率区。在综合特性曲线上查得相关数据，做出η=f(Q11)曲线。找出真实工况点B为n11r=73.34r/min,Q11r=1.036m3/s,η=90.48%，在最优工况点附近，该D1和n是合理的。对HL240/D41，同上步骤得，当n=500r/min时n11r=73.37r/min,当n=600r/min时n11r=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。自此对两种转轮的比较得出HL220/A153—LJ—140更为适合该电站。在模型水轮机和真机之间保持几何相似时有：式中：D0—真机导叶分布圆直径，1.75mZ0—真机的导叶数，16D0m—模型机导叶分布圆直径，0.575mZ0m—模型机的导叶数，24a0max(m)—模型机的导叶最大开度，查【1】得a0max(m)=33.05mm计算得：aomax=162.06mm最大可能开度a0k=1.05aomax=170.17mm7）计算额定流量8）确定水轮机最大允许吸出高度式中：—水电站海拔高程，600m；—各相应水头下的工况点的空蚀系数；—空蚀安全系数。绘出各水头下的N11t=f(Q11)曲线，根据公式N1i=N/(D12Hi3/2),算出各水头真实对应的N1t值，再在N11t=f(Q11)上找到(N1t,Q11)对应的在型谱上找出对应的空蚀系数:σmax=0.07σr=0.077σw=0.071σj=0.07σmin=0.14带入公式计算对应吸出高度分别为:Hs1=4.54mHs2=1.055mHs3=1.022mHs4=0.412mHs5=-0.232m综上比较，最大水头下的较小，所以该型号水轮机的允许吸出高度为Hs5=-0.232m。附属计算9)绘制水轮机运转综合特性曲线二、蜗壳水力设计及水力单线图绘制2）椭圆形断面尺寸的计算计算结果如下：三尾水管设计三、水轮机导水机构运动图的绘制2、确定真机导叶的形状及尺寸因为该电站的水头较低，转轮进口环量Γ1要求较小，使得导叶水流角大，则应选用较大δ的宽蜗壳，但为了减小机组的尺寸，应采用较小δ的窄蜗壳，致使Γ蜗>Γ1，此时选用正曲率导叶减环量。在水轮机设计手册上查取水轮机转轮直径为1.4m的正曲率导叶尺寸，其具体尺寸及形状如下图。正曲率导叶翼形图3、确定β与γ值将导叶置于全关位置状态，此时要求，，否则可适当调整连杆与拐臂的长度，在全关时，拐臂中心线与圆周切线夹角为（已知），从而可确定出初始位置，如图所示。正曲率导叶翼形图四、绘制水轮机结构装配图2、轴承的结构水轮机轴承型式很多，目前比较常用的有水润滑的橡胶轴承；稀油润滑带有转动油盆、斜油槽自循环的筒式轴承和稀油润滑油浸