水电站设计计算说明书 - 副本

 4、参考文献    10

1、机组选型

   水轮机型式、尺寸及主要参数

   根据该水电站的水头范围29.00～40.00m，查《水电站》水轮机系列型谱表3-4查出合适的机型HL240。

1.1HL240

1.1.1转轮直径D计算

       Q=1240L/S=1.24m=90.4%

   初选Q=Q=1.24 m/s,效率=91.2%

        N=8000Kw   N=8000/2=4000Kw

        N= N/=4000/96%=4166.67kW

        H=0.95H=32.3m

D= ，取1.6m

1.1.2 转速n

   n=72r/min，H=34m，D=1.6m

   r/min，取300r/min

1.1.3 效率及单位参数修正

HL240型水轮机最有工况下的模型机最高效率为，D=0.46m

    =，，=0.8%

    ，（与上述假设相符）

    ＜3.0%，转速不必修正

1.1.4 工作范围检验

D=1.6m，n=300r/min

Q﹤1.24 m/s 

Q m/s

nr/min

nr/min

nr/min

1.1.5 吸出高度H计算

取0.21，=0.03，H=10-=10--(0.21+0.03)32.3=1.76﹥-3m

1.2. ZZ440

Q=1.65 m/s，,﹤0.72

1.2.1转轮直径D计算

     选定工况点（n=115r/min，）处单位流量为1000L/S模型效率为，假定水轮机效率为90.0%，将N、H、Q、代入公式得D=1.6m

1.2.2转速计算

      r/min，取428.6r/min

1.2.3效率及单位参数修正

    当选用效率的制造工艺影响修正值=1.0%，可计算出不同转角时的效率修正值

   =%,=%+1.9%=90.9%，=2.22%，88.2%+2.22%=90.02%（与上述假定的90.0%相近）。

 由于〈3.0%，单位转速可不作修正，同时，单位流量也可不作修正。所以D=1.6m，n=428.6r/min。

1.2.4工作范围的检验

    Q

Q m/s

 nr/min

nr/min

nr/min

    在ZZ440型水轮机模型综合特征曲线图上绘出1020L/S,n=127.34r/min和n=108.43r/min的直线。这三根直线所围成的水轮机工作范围大部分在高效区。

1.2.5吸出高度H计算

  在n=120.66r/min，Q=1020m/s处，查得约为0.34.

 H=10-=10--(0.34+0.03)32.3=-2.44﹥-3m 

     可见，ZZ440型水轮机方案吸出高度满足电站要求。

     由HL240所围区域超出高效区，ZZ440所围区域在高效区内，最终将选择ZZ440型水轮机。

发电机重量级外形尺寸

       发电机总重：G=K

     发电机转子重：

             极距:  

         定子内径：

     定子铁芯长度:  

定子铁芯外径：D=

定子机座外径：

风罩内径：

转子外径：

下机架最大跨度：

推力轴承外径D为1.0m，励磁机外径0.7m

轴向尺寸计算

定子机座高度：

上机架高度：

推力轴承高度：      励磁机高度：

副励磁机高度：       永磁机高度：  

下机架高度：

定子支座支承面至机架支承面或下挡风板之间的距离：

下机架支承面主轴法兰盘底面之间的距离：

转子磁轭轴向高度：

发电机主轴高度：

发电机飞轮力矩GD=

金属蜗壳座环尺寸 

2、蜗壳及尾水管设计

2.1 蜗壳的水力计算

   由《水电站》图2-8（a）中查得。由公式，，，及，，列出蜗壳各断面尺寸表

2.2 尾水管尺寸确定

   由《水电站》表2-1得（D=1.6m）

 h=3.68m，L=7.2m，B=3.87m，D=1.92m，h=1.92m，h=0.96m，L=2.59m，h=2.03m， ，，=1.28m

2.2.1 进口直锥段

  进口直锥段是一段垂直的圆锥形扩散管，其内壁设金属里衬，以防旋转水流和涡带脉动对管壁的破坏。其单边扩散角取8。

2.2.2 中间弯肘段

中间弯肘段常称为肘管，它是一段90转弯的变截面弯管，其进口为圆形，出口为矩形。

2.2.3 出口扩散段

出口扩散段是一段水平放置、两侧平行、顶板上翘a角的矩形扩散管。其顶板仰角a=13.支墩厚度取b=0.15B=0.153.87=0.58m。 

3、主厂房主要尺寸及高程的确定

3.1 主厂房长度确定

     ，

        取，=，

        主厂房长度：

3.2 主厂房宽度确定

,取5.5，，所以 

3.3 水轮机安装高程及厂方高度

  ，，

 水轮机的安装高程：    

厂房基础开挖高程：

 水轮机层地面高程：

   发电机装置高程：

 发电机层楼板高程：

 起重机的安装高程：

 =

         屋顶高程：

         厂房高度：

参 考 文 献

（1）水电站，刘启钊（第三版），北京：中国水利水电出版社，2007

（2）小型水电站机电设计手册（水力机械），湖北省水利勘测设计院主编，北京：水利电力出版社，1985

（3）水利水电工程专业毕业设计指南，焦爱萍，郑州：黄河水利出版社，1982

（4）水工设计手册（水电站建筑物），华东水利学院主编，北京：水利水电出版社，1982

（5）水电站机电设计手册（水力机械），水电站机电设计手册编写组，北京：水利电力出版社，19

（6）索丽生 任旭华 胡明编著.水利水电工程专业设计指南.中国水利水电出版社，2001.1

（7）王树人，董旒新主编，水电站建筑物.清华大学出版社，1992.3

（8）水电站厂房设计规范SL266-2001.中国水利水电出版社，2001.5

（9）国家电力公司水电建设工程质量监督总站编.水电工程设计基础.中国电力出版社，2003.1

（10）水电站机电设计手册编写组.水电站机电设计手册水力机械.水利水电出版社，1983.11

（11）水电站机电设计手册编写组.水电站机电设计手册电气一次.水利水电出版社，1982.11