《水轮机原理》课程设-电站水轮机设计与选型

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1、CHANGSHAUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY课程设计（论文）题目：《水轮机原理》课程设计I电站水轮机设计与选型学生姓名：学号：班级:能源与动力工程（水动）1301专业：能源与动力工程（水动）指导教师：2016.6.13~2016.6.30《水轮机原理》课程设计I电站水轮机设计与选型学生姓名：学号：班级：水动1301所在院(系):能源与动力工程指导教师：起止日期:2016.6.13至2016.6.3I电站水轮机设计目录1水电站基本参数12水轮机台数、型号、装置方式的拟定22.1机组台数的确定2

2、2.2水轮机型号的确定22.3水轮机装置方式的拟定23水轮机主要参数计算33.1方案一HL200（4×550MW）33.2方案二HL200（5×440MW）83.3方案三HL180（8×275MW）113.4方案四HL200（11×200MW）143.5机组方案的比较164水轮机综合特性曲线的绘制194.1等效率线的绘制194.2出力限制线的绘制204.3等吸出高度线的绘制205蜗壳的设计225.1蜗壳型式的选择225.2座环尺寸确定225.3各断面尺寸确定226尾水管的设计266.1尾水管选择266.2尺寸确定26参考文

3、献30I电站水轮机设计1水电站基本参数I水电站是紧接L水电站尾水的黄河上游的一个梯级水电站。其中：水库正常蓄水位Zsk=2352m；电站总装机容量N=2200MW；额定水头Hr=105m；最大水头Hmax=120m；最小水头Hmin=92.1m；加权平均水头Hav=110.5m。31I电站水轮机设计2水轮机台数、型号、装置方式的拟定2.1机组台数的确定该水电站既定总装机容量较大，为2200MW。考虑机组台数为4、5、8、10。2.2水轮机型号的确定该水电站水头范围在92.1m与120m之间，额定水头为105m，加权平均水头

4、110.5m。可考虑选用水轮机为混流式、斜流式、水斗式与斜击式水轮机。由于混流式水轮机较斜流式水轮机结构简单，加工工艺要求较低，造价低，运行维护更加方便。同时混流式水轮机较冲击式水轮机比转速高，可实现机组尺寸减小，有利于厂房内的布置，减少厂房投资。混流式水轮机还具有运行稳定，可靠性高，在水头全部利用及满载时效率高，装有尾水管可减少转轮出口水流损失等优点。故采用混流式水轮机。根据参考文献[1]P162公式（6-6）（2-1）则选取的水轮机转速宜在175.18m·KW附近。查阅参考文献[2]p11表1-4，根据水头范围与比转速

5、取值可选择转轮型号有HL180与HL200。2.3水轮机装置方式的拟定为使机组安装拆卸方便，缩小厂房面积，采用立式装置方式。31I电站水轮机设计为了减小机械损失，提高传动效率。使运行维护方便。采用直接连接的方式。31I电站水轮机设计3水轮机主要参数计算按初步拟定的4、5、8、11台机组四种方案进行比较。根据参考文献[2]P11表1-4可知：转轮HL200：模型转轮直径D1M=46cm，导叶相对高度，最优单位转速n110M=68.0r/min，推荐使用最大单位流量Q11r=960L/s，最大模型效率ηMmax=91.4%，模

6、型气蚀系数σM=0.100。转轮HL180：模型转轮直径D1M=46cm，导叶相对高度，最优单位转速n110M=67.0r/min，推荐使用最大单位流量Q11r=860L/s，最大模型效率ηMmax=92%，模型气蚀系数σM=0.085。3.1方案一HL200（4×550MW）采用4台机组，转轮型号为HL200。水电站总装机容量2200MW，则单机容量Nr=2200MW/4=550MW。3.1.1水轮机转轮直径的计算与选择水轮机额定出力：（3-1）水轮机转轮直径：（3-2）ηg───发电机效率。通常中小型取0.93~0.9

7、6，大中型取0.96~0.98.此处取0.98。ηr───原型水轮机效率，取n110与Q11交点的模型效率ηM，并加上0.01~0.03修正值。参考文献[2]P20图1-23，交点效率ηM约为0.89，加上0.0131I电站水轮机设计修正值，取0.90。参考文献[1]P165表6-5，取标称直径800cm。3.1.2原型水轮机最高效率与效率修正值原型机最大效率：（3-3）原型机与模型机效率修正值：（3-4）原型机效率：（3-5）△η1───水轮机工艺误差引起的效率下降值，对大中型水轮机取1~2%，对中小水轮机型取2~4%。

8、△η1───水轮机异型部件引起的效率下降值，一般取1~3%，中小型水轮机通常不考虑。△η1取1%，△η2取1%。3.1.3水轮机转速的计算与选择（3-6）31I电站水轮机设计（3-7）（3-8）n11r───原型水轮机设计单位转速，r/min；△n11───单位转速修正值，当△n11r＜0.03n110