水轮机课程设计报告.docx

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1、课程设计任务书1 .课程设计的目的和要求课程设计是水轮机课程教学方案中的一个重要环节，是培养学生综合运用所 学理论知识解决工程实际问题的一次系统的基本训练。通过水轮机课本章节的 相关理论知识的学习后，再通过课程设计的环节以到达稳固和加强理论知识的目 的，进一步培养学生独立思考、严谨工作的能力，使学生学会查阅、收集、整理 和分析相关文献资料；熟悉水轮机选型设计阶段的内容，针对给定任务能提出合 理的设计方案并得出正确的计算结果。2 .基本参数电站总装机容量：900 MW电站装机台数：5台水轮机安装高程：580 m最大工作水头”max：320 m最小工作水头”min： 250 m设计工作水头”,：2

2、90 m加权平均工作水头H- 301 m目录第一章 水轮机的选型设计21参数22水轮机型号选择2第三章蜗壳设计51蜗壳形式，断面形状和包角确实定52座环尺寸确实定53蜗壳参数计算54进口断面量6第四章尾水管设计61尾水管高度62进口直锥段63肘管型式64水平长度6第一章水轮机的选型设计1参数电站总装机容量：900 MW电站装机台数：殳台水轮机安装高程：580 m最大工作水头”max：320 mns最小工作水头”min：250 m设计工作水头290 m加权平均工作水头Ha： 301 m2水轮机型号选择水轮机的比转速为：查表满足ns= 97.4且满足250mH320m的水轮机型号为HL903水轮机

3、基本参数的计算计算转轮直径。水轮机的额定出力取最优单位转速。“ =0.270（加/$）,对应模型效率=0.878,取效率修正系数=？ ,则设计工况原型效率 = ,+ = 0.908故水轮机转轮直径为：取标准值Z）, = 4.5m（2）效率的计算效率修正值.max _ 7”。= 095 0.917 = 0.023限制工况原型水轮机的效率为：3 3） A的校核计算用 =0.911对原先计算的D,进展校核故转轮直径以。尸3. 5m为宜（4）转速n的计算介于 n=214.3r/min 与 n=250r/min 之间取水轮机的转速n=250r/min4水轮机设计流量Qr的计算5几何吸出高度乩的计算为使水

4、轮机尽量不发生空化，取“血H,，三个水头分别计算 水轮机允许的吸出高度，以其中最小值作为允许最大吸出高度。（1）计算”min，%,凡巾所对应的单位转速人H1 max250x4.5V320=62.9 r/min%250x4.5V290= 63.2/ minmin： ImaxnD、250x4.5V250=71.2 r/min（2）确定各水头所对应的出力限制工况点的单位流量Q”“min：取 Umax =7L2min与出力限制线交点处的流量，Hf ： nUr = 63.2r/min , QUr = 0.265 in/s“max： %min =629min , 2llmin =0.27m/s（3）用（1

5、） , （2）中计算的对应工况点从模型综合特征曲线上分别查出“min，所对应的模型空化系数分别为。30. 025, 0. 035（4）计算”min，%，max对应的吸出高度当“2250 时 K0=l580900-lx0.03x250 = 1.8mconH =10lx0.025x290= 2.07m:900CQQHrniX H=101x0.035x320 =-0.91mmax： s9QQ从3个吸出高度计算值中取最小值-0.91m,再留一定的余量，取最大6飞逸转速&的计算由HL90水轮机的模型飞逸特征曲线查得在最大导叶开度下=24单位飞逸转速R=98min.故水轮机的飞逸转速为7转轮轴向水推力匕的

6、计算HL90转轮轴向水推力系数Kt =0.18.检验水轮机的工作范 设计工况的单位流量QrP.1836739.8切。：“：$9 82 x29015当 n=250r/min“max :nD _ 250x4.5=62.9 r/minnD250x4.5啊 V290= 63.2/ minmin： I maxnD _ 250x4.5= 71.2min当 n=214. 3r/minmax ： 11 minnD=53.9 r/min乩:nllr = 55 6r / min啊 V290min , % maxnDx = 61r/min第二章 水轮机运转特性曲线的绘制1 .等效率曲线的计算见附表12 .机组出力限

7、制线的计算以Hmin所对应的点为A,以Hr所对应的点为B,则A ( Pa,Hmm) B PB, H)。其分别对应出力限制点A和出力限制点B。用直线直接连接A点，B点即为原型水轮机的出力限制线% =290, Pr= 228777mm =250,治n= 1713693 .等吸出高度线的计算等吸出高度表达水轮机在各运行工况的最大允许吸出高度。等线是模型综合特性曲线的等。线换算而求得的。计算与绘制等线的步骤如下：(1) 计算各水头相应转速，在模型综合特性曲线上过各作水平线与各等。线相交，记下各点的。、“M、Q11值。(2) 根据吸出高度计算公式=10歹/900-计算各点的，并计算各点的出力P。(3)

8、根据各工况点的，P绘出各水头下的二f(P)曲线。(4) 在二f(P)曲线上取某的值例=-0.35m作水平线与各二f(P)曲线相交，记下各交点的水头H及出力P,将这些点P, H)点到P.H坐标系内并连成光滑曲线，即得某的等高度吸出线见附表2第三章蜗壳设计1蜗壳形式，断面形状和包角确实定由于本站应用水头为250320。故采用焊接金属蜗壳，蜗壳断面为圆形，当蜗壳尾部用圆断面不能和座环蝶形边相连是。采用椭圆形断面，包角 为 345。2座环尺寸确实定采用带蝶形边座环，其锥角为55 &取1.64m 功去1.37m 。=4. 5mDa= 5.74m Dh=4J95m k = 0A= = 2.87,乃=2 =

9、 2.45。223蜗壳参数计算蜗壳包角仰=345。4进口断面量2 =丝L = 345 X 72.4= 69 4用S由 H= 290m3600360取K=0. 6m,蜗壳进口断面的平均流速% = K啊 =0.6x7290 = 10.2布s进 口 断面面积% = = 7ipl - 6*4= 6.8m2v()10.2Po进口断面直径)=1. 4m导叶高度为 =。.6w 进口断面中心距/ = A。+小忧-廿=4.65/7：/2 = 0.1+%=0.75=2+女=3.47加进口断面外径R = 4 + a= 5.05m分界断面半径S =一=工- = 1.31/72 cos a cos55由进口断面求蜗壳系数C和蜗壳常数K(1)圆断面计算：见附表3(2)椭圆断面(5夕0)椭圆短半径等同圆面积椭圆断面上半径椭圆断面中心距椭圆断面外径见附表4第四章尾水管设计1尾水管高度2进口直锥段进口直锥管是以垂直的圆锥形扩散管为直锥管的进口直径。可近似取转轮出口直径，即。3 =。2=2=4.5机，进口锥管的单边锥角B对混流式水轮机可取B=11。3肘管型式4水平长度水平长度 L= 4.5。= 20.25m取：倾角。=12。6=2.7=12.15111b二 0. 1B= 1.215,R=4b=4. 86r=0. 2b=0. 243