zz560轴流式水轮机—开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告题目ZZ560轴流式水轮机的结构设计专业热能与动力工程班级动09*班学生***指导教师***教授2013年一、毕业设计的课题来源、类型来源:轴流式水轮机在我国运用广泛，尤其是在低水头地区起着至关重要的作用。本人的设计课题《ZZ560轴流式水轮机的结构设计》是根据我未来可能要到低水头水电站就业而从众多选题中精心挑选的，对我将来的工作必定会起着至关重要的作用。类型：结构设计类二、选题的目的和意义葛洲坝水利枢纽位于中国湖北省宜昌市境内的长江三峡末端河段上，距上游的三峡水电站38公里。它是长江上第一座大型水电站，也是世界上最大的低水头大流量、

2、径流式水电站。1971年5月开工兴建，1972年12月停工，1974年10月复工，1988年12月全部竣工。坝型为闸坝，最大坝高47米，总库容15.8亿立方米。总装机容量271.5万千瓦，二江水电站安装2台17万千瓦和5台12.5万千瓦机组；大江水电站安装14台12.5万千瓦机组，年均发电量140亿千瓦时。其中二江电站安装的#1和#2机组都使用的是zz560轴流转桨式水轮机。轴流式水轮机适用于低水头，大流量的水电站，这与葛洲坝的特点十分的吻合所以在葛洲坝上得到了充分的运用并取得了良好的效果。本课题就是对zz560轴流式水轮机结构的设计。低水头大流量的水利枢纽

3、历经30多年的设计和建设，在正常蓄水位和库区保护、坝址选择和枢纽布置、泄洪规模和施工导流，泄水闸消能防冲和土坝无围堰筑坝等方面都取得了长足进步，使低水头大流量水利枢纽设计水平大大提高。低水头水利枢纽具有对环境影响小等优点，所以对低水头大流量水利枢纽的研究对我国水利事业的发展具有重要的意义。与其他水轮机相比轴流式水轮机最适合中低水头、大流量的水电站。在相同水头下，其比转速较混流式水轮机为高，应用水头约为8米到80米。它的过流能力也比混流舍的要大，气蚀性能稍差。根据其转轮叶片在运行之中能否转动，又可分为轴流转浆式和轴流定浆式两种。轴流定桨式水轮机的叶片固定在转轮

4、体上，叶片安放角度不能在运行中改变，效率曲线较陡，适用于负荷变化小或可以用调整机组运行台数来适应负荷变化的电站。优点：结构简单，造价较低。缺点：在偏离设计工况时效率会急剧下降。根据其特点，一般用于出力较小，水头较低以及水头变化幅度较小的水电站。而轴流转桨式其转轮叶片一般由装在转轮体内的油压接力器操作，可按水头和负荷变化作相应转动，以保持活动导叶转角和叶片转角间的最优配合，从而提高平均效率，这类水轮机的最高效率有的已超过94%。但是，这种水轮机需要一个操作叶片转动的机构，因而结构较复杂，造价较高，一般用于水头、出力均有较大变化幅度的大中型水电站。轴流转桨式水轮

5、机对于低水头大流量水利枢纽来说是个不错的选择，但又因为其复杂的结构和较高的造价让人感觉性价比不是很高。正因如此研究发展轴流转桨式水轮机对于我国这个平原地区水利资源丰富的国家来说具有深远的意义。对于我自己来说这次毕业设计既是给自己的一个机遇也是对自己提出的一个严峻的挑战。我希望通过此次毕业设计把我所学的课本知识能应运的实际的问题当中去，同时毕业设计过程中我还能熟悉各种设计绘图软件，以帮助我以后能更好的在工作岗位上走下去。三、本课题在国内外的研究现状及发展趋势随着科学技术的不断发展，水轮机应用水头向着较宽的范围发展,以适应不同形式存在的水能开发。从水头2m到水头

6、1000~2000m,都有相应的品种。繁多品种的水轮机大体可归纳为冲击式和反击式两大类。在反击式水轮机中根据水流在转轮区域流动方向不同又分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式以及可逆式水泵轮机。然而对于低水头，大流量的水利枢纽来说轴流式水轮机以其高效率的优势依然是众多水电站的不二选择。和大多数科学技术一样，轴流式水轮机的发展史也是充满了坎坷。　最早的轴流式水轮机是由法国的琼瓦尔在改进了德国人汉希尔提出的方案以后,于1883年制成的。他的水轮机首次采用了尾水管,有效地利用了转轮与尾水管之间的水头,从而显示了其优越性。所以在19世纪末的一段时期内,琼瓦尔水轮机获得了

7、一定的发展。法兰西斯式水轮机和琼瓦尔水轮机一般适用于中水头和低水头。但为了发展平原地区的水电站,上述水轮机已不能满足提高出力的要求,当时曾通过切割混流式水轮机叶片的泄水边、提高导叶高度和增大叶片的出口直径等措施来提高比转速，但在当时比转速也只能由275提高到400,这显然不能满足要求。20世纪初,奥匈帝国的布尔诺(现为捷克斯洛伐克)工业大学教授卡普兰于1921年提出了适应低水头电站需要的轴流式水轮机。早期的卡普兰水轮机为定桨式并具有下环。时隔不久,于1916年他又研制成功轴流转桨式水轮机,比速达到1000,单位流量2000～2200升/秒，由于这种水轮机可以

8、实现导叶和叶片的协联调节,显著地改善了变工况条件下的