【正文】 通常由冷卻器、擋油箱、溢流板、擋油管等組成。在體外冷卻的方式中，采用β＝50176。（2）油槽升角β：模型試驗(yàn)的資料表明，油槽升角β 對(duì)上油量有一定的影響。另外，由于水泵水輪機(jī)雙向運(yùn)行，故其水導(dǎo)軸承油冷卻循環(huán)路徑作為水輪機(jī)工況和水泵工況是不同的。其它型式軸承如稀油潤(rùn)滑畢托管上油方式軸承，在中、小型機(jī)組中雖有采用，但近期已被斜油槽自循環(huán)的筒式軸承所代替。主軸直徑 1100mm，故采用薄壁軸標(biāo)準(zhǔn)，查《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 312 頁的表 123 得軸的尺寸如圖 3表 31，主軸長(zhǎng)度根據(jù)電站安裝要求決定。2022 屆熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 主軸直徑計(jì)算主軸的外徑尺寸可以根據(jù)機(jī)組的扭力矩初選，扭力矩按以下公式計(jì)算： 厘 米 ）（ 公 斤 ??nNM9740式中 ： N——代表主軸傳遞的功率（千瓦）n——代表主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）由原始資料：N=300MW=30 萬 KW n=所以， )( 米公 斤 ????M根據(jù)《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上 319 頁圖 1212 扭力矩與主軸外徑的關(guān)系曲線查得 D=1100（mm ） ，根據(jù)薄壁軸的標(biāo)準(zhǔn)外徑系列，取標(biāo)準(zhǔn)植D=1100（mm）當(dāng)主軸直徑600mm 時(shí)，選用薄壁軸，主軸內(nèi)孔直徑按《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》320 頁上的公式 12—2 計(jì)算： 4max96102?nNDd??式中 ：D——主軸外徑（厘米）N——主軸傳遞的功率（千瓦）n——主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）τmax——最大許用應(yīng)力（公斤/厘米 2）初選主軸的材料為 ASTM A668 CLE，其中 τmax=700（公斤/厘米）所以根據(jù)主軸內(nèi)孔直徑公式計(jì)算得：= mm)( 3厘 米????Dd但為了保證主軸有足夠的剛強(qiáng)度，可將主軸內(nèi)徑按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列取為：福建仙游蓄能電站水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8600mm 。常見的轉(zhuǎn)輪減壓結(jié)構(gòu)有兩種：一是減壓板和泄水孔方式，另有頂蓋排水管和泄水孔方式。后者在小型機(jī)組中應(yīng)用較廣，但由于本設(shè)計(jì)為大型機(jī)組，故采用法蘭螺釘連接的方式，轉(zhuǎn)輪重量由發(fā)電機(jī)推力軸承承擔(dān)，轉(zhuǎn)輪法蘭尺寸符號(hào)及數(shù)值如圖 2表 222 所示。高水頭水泵水輪機(jī)的軸面流道十分扁平，進(jìn)口直徑D1 與出口直徑 D2 的比率一般為 2：1 或更大，相對(duì)導(dǎo)葉高度 b0 不超過 10%。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高自己的動(dòng)手和創(chuàng)新能力，深入了解常規(guī)水輪機(jī)及水泵水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)，拓寬視野，為自己即將到來的研究生學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過查閱各種參考文獻(xiàn)和水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)，在掌握常規(guī)水輪機(jī)機(jī)組結(jié)構(gòu)的前提下，學(xué)習(xí)水泵水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。抽水蓄能電站作為目前解決盈余電能儲(chǔ)存問題的最有效方式，其調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、旋轉(zhuǎn)備用的作用日益突出，對(duì)于提高電網(wǎng)穩(wěn)定性和供電質(zhì)量意義重大。由于水頭高、轉(zhuǎn)速高、容量大、運(yùn)行工況復(fù)雜、起停頻繁等特點(diǎn)，因而決定了水泵水輪機(jī)在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出獨(dú)有的特征.福建仙游蓄能水電廠從電站規(guī)模、機(jī)組容量及高水頭水泵水輪機(jī)等方面而言，都是極具代表性的抽水蓄能電站。安裝在抽水蓄能電站的水泵水輪機(jī)，需要根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)度在水輪機(jī)和水泵兩種工況間轉(zhuǎn)換運(yùn)行，以此完成調(diào)頻調(diào)峰等重要任務(wù)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力的需求逐步加大，為滿足電力供需關(guān)系，各種新能源和核電開始投網(wǎng)運(yùn)行，這致使電力系統(tǒng)日負(fù)荷峰谷差越來越大。福建仙游蓄能電站作為我國(guó)大型抽水蓄能電站的代表之一，對(duì)國(guó)內(nèi)整個(gè)抽水蓄能技術(shù)的發(fā)展起到了極大的借鑒和推動(dòng)作用。更重要的是在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，能發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)上的疏漏點(diǎn)，及時(shí)的進(jìn)行完善和彌補(bǔ)。 （二）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ； ； 原始資料 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本參數(shù)如下：?jiǎn)螜C(jī)容量：300MW擬用水輪機(jī)型號(hào)：HLXLJ410額定轉(zhuǎn)速：水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量： m 3/s水泵流量：最大 m3/s 最小 m3/s吸出高度：65m安裝高程：205m2022 屆熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 繪制軸面流道圖可逆式水泵水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪要適應(yīng)兩種工況的要求，故其流道的特征形狀與離心泵更為相似。圖 22 為轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)，尺寸如表 22所示: 表 221 轉(zhuǎn)輪尺寸 轉(zhuǎn)輪連接 混流式轉(zhuǎn)輪與主軸常用的連接方式有兩種：連軸螺釘連接和鍵傳遞扭矩連接。 轉(zhuǎn)輪減壓裝置福建仙游抽水蓄能電站屬于 500 米水頭段的高水頭電站，因此在上冠處設(shè)置減壓裝置，對(duì)于減小機(jī)組軸向水推力非常關(guān)鍵。為了減小過流面的空蝕和磨損，設(shè)計(jì)自泄水孔流出的水經(jīng)泄水錐內(nèi)腔排入尾水管。其作用是承受水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量及軸向水推力所產(chǎn)生的拉力，同時(shí)傳遞轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生的扭矩。稀油潤(rùn)滑有轉(zhuǎn)動(dòng)油盤、斜油槽自循環(huán)的筒式軸承和稀油潤(rùn)滑油浸式分塊瓦軸承。油循環(huán)的動(dòng)力是靠油隨油箱旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性以及軸瓦進(jìn)油口的特殊結(jié)構(gòu)提供的。所以軸瓦高度L=（500～1000 ）毫米，參照《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) 》中的366 頁表13—14 最終取L＝700mm。實(shí)踐表明上油效果很好。（4）冷卻方式：稀油潤(rùn)滑筒式軸承一般都裝有冷卻裝置，本水輪機(jī)軸承選擇體外冷卻的方式。此外，擋油箱還可以避免上部油箱中的循環(huán)油隨著主軸旋：福建仙游蓄能電站水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)13轉(zhuǎn)而飛濺出來。福建仙游蓄能水電廠抽水蓄能機(jī)組具有水頭高、轉(zhuǎn)速高、容量大、運(yùn)行工況復(fù)雜、起停頻繁等特點(diǎn)，因而決定了封堵其水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分和固定部分間隙漏水的主軸密封的高性能。 密封腔潤(rùn)滑水來自尾水。在本次設(shè)計(jì)中采用的是空氣圍帶式密封，它適用于采用稀油軸承的結(jié)構(gòu)，檢修時(shí)所需的操作地位較小。機(jī)組安裝時(shí)以它為基準(zhǔn)，所以，座環(huán)既是承重件，又是過流件，又是基準(zhǔn)件。5)合縫面局部允許有 ～ 毫米凹陷部分（深度小于接合縫的1/3，長(zhǎng)度不超過接合縫總長(zhǎng)的 1/5） ，但不允許有突起。頂蓋結(jié)構(gòu)如圖 33： 圖 33 頂蓋結(jié)構(gòu) 底環(huán)底環(huán)是水輪機(jī)主要環(huán)形部件之一，位于導(dǎo)葉下方，安裝在座環(huán)的下環(huán)上，它用來安裝導(dǎo)葉下軸承及支持導(dǎo)葉的下軸頸。本設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)環(huán)采用鋼板焊接形式，與尾水管進(jìn)口錐管段螺栓把合連接。做為常規(guī)水輪機(jī)來說，只要結(jié)構(gòu)條件和經(jīng)濟(jì)條件允許，希望截面越大越好。福建仙游電廠為 400m 段高水頭水泵水輪機(jī),蝸殼采用金屬蝸殼，材料為 、座環(huán)、導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪的檢查，還設(shè)有相應(yīng)的管道和測(cè)孔。所以需要在這種情況下進(jìn)行補(bǔ)氣，消除轉(zhuǎn)輪室內(nèi)真空。其中，圓柱式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)導(dǎo)葉軸線布置在圓柱面，這種導(dǎo)水機(jī)構(gòu)制造方便，保證水輪機(jī)有足夠的效率，因而應(yīng)用廣泛，故本次設(shè)計(jì)選用該形式的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。由《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中141 頁表87查得正曲率導(dǎo)葉葉形的斷面參數(shù)，再將正曲率翼型沿中心線鏡像得到負(fù)曲率翼型，尺寸如圖212：表28 導(dǎo)葉翼型參數(shù)參數(shù)符號(hào) 數(shù)值(mm) 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值(mm)D1 3886 k D0 4425 r Z0 20 R1 a a1 b b1 c c1 d d1 e e1 m m1 d0 L ? 25176。而在中高水頭機(jī)組中，常是直接靠金屬接觸面研合封水，本次水泵水輪機(jī)的導(dǎo)葉密封，就通過提高導(dǎo)葉密封面的精度來進(jìn)行剛性密封，無其他附加密封設(shè)備。本次設(shè)計(jì)中采用的套筒的尺寸大小如圖4表45：圖45 導(dǎo)葉套筒：福建仙游蓄能電站水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25表45 導(dǎo)葉套筒尺寸參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm）db 250 h1 40d1 660 h2 230d2 390 h3 16d3 250 h4 36d4 270 dn M24d5 280 dΦ 32dm 300 R 10H 1270 R1 5h 55 R2 215D 580 導(dǎo)葉止推裝置水頭較高的機(jī)組中應(yīng)考慮導(dǎo)葉在水壓作用下的上浮力，在導(dǎo)葉套筒上需要裝設(shè)止推裝置，以防止導(dǎo)葉向上抬起，碰撞頂蓋和連桿受力。其尺寸大小如下表471，參數(shù)含義如圖471 ：表471 中軸頸“L”型密封參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm）db 250 R5 2D 2537 h 22d2 300 δ1 R2 2 δ2 圖471 導(dǎo)葉中軸頸“L”型密封圖 46 導(dǎo)葉止推壓板：福建仙游蓄能電站水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27導(dǎo)葉下軸頸的密封主要是防止泥沙進(jìn)入，發(fā)生軸頸磨損。叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)葉臂、連接板、叉頭、插頭銷、連接螺桿、分半鍵、剪斷銷、軸套、端蓋和補(bǔ)償環(huán)等組成。根據(jù)連接板D=70mm，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上170頁的表835查出剪斷銷結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖5表57：表 57 剪斷銷尺寸參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm）D 70 r d 30 h1 d2 69 h2 13d3 75 h 70d4 70 l 66b 5 L 153b1 4 23lD1r60176。而后有對(duì)其中的主要零件進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們知識(shí)運(yùn)用能力的一次全面的考核，也是對(duì)我們進(jìn)行科學(xué)研究基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立地分析問題和解：福建仙游蓄能電站水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)40決問題的能力，為以后撰寫專業(yè)學(xué)術(shù)論文和工作打下良好的