【正文】 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基礎(chǔ)。根據(jù)連接板D=70mm，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上170頁(yè)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。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。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(wú)其他附加密封設(shè)備。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)。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。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。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。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。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。（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。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(yè)表13—14 最終取L＝700mm。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。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。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。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)。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。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。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)。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%。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。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(yè)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。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。在體外冷卻的方式中，采用β＝50176。在本機(jī)組上，擋油箱采用鋼板焊接，把合在軸承體上。當(dāng)操作腔和密封腔的壓力達(dá)到平衡時(shí),在不銹鋼移動(dòng)環(huán)和旋轉(zhuǎn)抗磨環(huán)之間形成一層良好的潤(rùn)滑水膜, 使不銹鋼移動(dòng)環(huán)與旋轉(zhuǎn)抗磨環(huán)不發(fā)生干摩擦或過度摩擦,從而減少磨損量,并帶走摩擦產(chǎn)生的熱量。因此，在設(shè)計(jì)和制造時(shí)，必須保證它具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的水力性能。底環(huán)也是形成流道的組成部件之一，由于受到運(yùn)輸條件的限制，底環(huán)分兩瓣制造。而常規(guī)泵則希望蝸殼斷面擴(kuò)散程度必須適當(dāng)。針對(duì)這種情況采用頂蓋加真空破壞閥的方法。 L1 f L2 導(dǎo)葉開度的確定查閱電站相關(guān)資料，已知從導(dǎo)葉關(guān)閉位置到全開位置對(duì)應(yīng)的導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角?為0176。止推裝置的結(jié)構(gòu)形式很多，采用比較多的是在導(dǎo)葉臂上開槽，利用固定在套筒上法蘭面的止推板，卡在導(dǎo)葉臂槽內(nèi)，使導(dǎo)葉臂和導(dǎo)葉受軸向限位，從而限制了導(dǎo)葉向上浮動(dòng)。根據(jù)接力器直徑 dc=700mm，db=250mm，查閱《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上164 頁(yè)的表 82826 ，得到叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特征尺寸如表 5 表 5 導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特征參數(shù)參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm）dc 700 d2 100d1 M72 h 70dn 90 h1 90d 70 dm 60 導(dǎo)葉臂圖51 導(dǎo)葉臂及銷孔結(jié)構(gòu)：福建仙游蓄能電站水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31根據(jù)叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配尺寸從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上166頁(yè)的表82828查出導(dǎo)葉臂及其銷孔尺寸如下表51512：表 511 導(dǎo)葉臂參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm）db 250 H 290Dc 230 L1 225D1 340 e 60D2 370 K 10D3 340 R1 30D4 370 f1 2d2 290 h3 50dm 60 b1 25d3 M24 lp 261d4 32其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖51(左) :表 512 銷孔尺寸參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm）d 70 C1 2R 105 h 70B 260 h1 90其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖51（右）：2022 屆熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 連接板 圖 52 連接板 根據(jù)叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配尺寸從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上 167 頁(yè)的表 8—29 到表 830 查出連接板尺寸如下表 5圖 52：表 52 連接板尺寸參數(shù)參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm）D1 340 R2 75h 70 h1 90R1 205 lp 261D 70 l1=l2 120D2 100 c1 d1 135 Lp+ 380 叉頭根據(jù)連接板d1=M72，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上167 頁(yè)的表831查出叉頭尺寸如下表53： ：福建仙游蓄能電站水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33表 53 叉頭尺寸參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm）d1 M72X4 L 190d2 90D L1 120d3 85D R 80d4 130 r 15H 180 r1 8h 110 c1 2h1 35 S 28其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖53： C1d4rL3145176。繪制出了總裝配圖，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配圖，導(dǎo)葉布置圖，主軸零件圖。2022年第 1 期[14] “S” 特性區(qū)危害及解決對(duì)策[J].2022 年 6 月第 34 卷第 6 期[15] 張海峰，張國(guó)利，滕毅. ASTM A668 CLE . 2022年第 4 期[16] ， and , Modern Design of Pumpturbines[Z].[17] Kirschner O, Schmidt H ,Ruprecht A, Mader R and Meusburger P ,Experimental investigation of vortex control with an axial jet in the draft tube of a model pumpturbine[Z]。表 510 控制環(huán)尺寸參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm）D1 4158 d4 100Dc 3300 H 855Z0 20 h1 70Dy 3450 h2 210 R’ 178 h3 50S 30 h4 625：福建仙游蓄能電站水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)39d1 180 h 90d2 175 R 105d3 350 Dk 2600Dq 2700 Dt 2560圖 512 控制環(huán)本次設(shè)計(jì)首先是水輪機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。為了兼顧剛強(qiáng)度要求，本次機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用鋼背聚甲醛的符合軸套，導(dǎo)葉軸上、中、下軸套的結(jié)構(gòu)及尺寸依次如下各個(gè)對(duì)應(yīng)圖表所示：（1）導(dǎo)葉上軸套結(jié)構(gòu)及參數(shù)圖 481 上軸套2022 屆熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28表 481 上軸套參數(shù)參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm）dc 230 h 115d1 230 h1 8d2 250 δ′ 1d4 290(2)導(dǎo)葉中軸套結(jié)構(gòu)及參數(shù)圖 482 中軸套 表 482 中軸套參數(shù)參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（