【正文】 ??4 定子鐵芯外徑 aD (機(jī)座號(hào) )： 因?yàn)?m in)/( rn ? 故 cmD ia 7 4 1 . 8 . 26 7 1 . 51 . 2D ?????? ? ??5 水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)形式選擇： 查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè) —— 水力機(jī)械》第 149 頁(yè)得 型式判別條件： 0 3 2 6 7 2 7 1D ????nlt i 故水輪發(fā)電機(jī)采用懸式結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)型號(hào)為 742/1855?SF ，發(fā)電機(jī)額定電壓為 ,采用水內(nèi)冷方式 。 綜上，考慮各方面因素，選方案三為最優(yōu)方案。設(shè)計(jì)水頭對(duì)應(yīng)的效率為 ，計(jì)算見(jiàn)下表。 分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算 m inm ax HHH r、 對(duì)應(yīng)的吸出高度 計(jì)算式： HH ms )(9 0 010 ?? ?????? 式 中： ?—— 水輪機(jī)安裝位置的海拔高程，取下游平均水位的海拔高程； m? —— 模型空化系數(shù)； ?? —— 空化系數(shù)的修正值。由模型綜合特性曲線上查得 m in)/( rn ? m in )/(9 1 . 558 0 . 21110 rD Hnn av ???? 轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速 m in )/(2 1 4 .3~1 8 7 .5 r之間，故取水輪機(jī)轉(zhuǎn)速 n為）（ min/ r 。水輪機(jī)的額定出力為 )(4 4 8 9 0 0 044 kWgGPrP ??? ? 式中： GP —— 發(fā)電機(jī)額定功率， kW； g? —— 發(fā)電機(jī)效率。設(shè)計(jì)水頭對(duì)應(yīng)的效率為 ，計(jì)算見(jiàn)下表。 ① 計(jì)算 m inm ax HHH r、 所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 11n m i n)/( :m a x1m i n11m a x rHnDnH ???? m in)/( : 111 rHnDnHrrr???? m i n)/( :m i n1m a x11m i n rHnDnH ???? ② 確定各水頭所對(duì)應(yīng)的出力限制工況點(diǎn)的單位流量 11Q minH :取 max11n 與出力限制線交點(diǎn)處單位流量， max11 ? : 11 ?rr QH 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 23 a x21m i n11m a x ?????? HDpH T r?： ③ 用 ① 、 ② 中計(jì)算的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線上分別查出m inm ax HHH r、 所對(duì)應(yīng)的模型空化系數(shù) m? ，分別為 、 、 。 ）（ 4 轉(zhuǎn)速 n的計(jì)算。 ）（ 1 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑 D1。 ）（ 8 平均效率的計(jì)算 取各個(gè)水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速，以發(fā)電機(jī)出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效率 。 ）（ 7 幾何吸出高度的計(jì)算 為使水輪機(jī)盡可能不發(fā)生空化，取 m inm ax HHH r、 三個(gè)水頭分別計(jì)算水輪機(jī)的允許吸出高度，以其中最小值作為最大允許吸出高度。 ）（ 2 效率的計(jì)算： )(1)1(1 55110m a x ??????? DD mmr ?? 效率修正值 a x ?????? mr ??? 限制工況原型水輪機(jī)的效率為 8 9 6 ?????? ??? mr ）（ 3 1D 的校核計(jì)算：用 ?r? 對(duì)原先計(jì)算的 1D 進(jìn)行校核 )( 9 8 4 4 8 9 111mHQ PDrrr ?????? ? 故轉(zhuǎn)輪直徑 1D 仍取 (m)。 即 )(7 . 3272 3 . 50 . 3 0 40 . 7 6 mZa ????? ??10 飛逸轉(zhuǎn)速 Rn 的計(jì)算 由 的模型飛逸特性曲線上查的在最大導(dǎo)葉開(kāi)度下單位飛逸轉(zhuǎn)速m in)/( rn r ? ，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 m i n )/( 584 8 . 911m a x11 rDHnn RR ???? ??1 轉(zhuǎn)輪軸向水推力 tF 的計(jì)算 由 參數(shù)表可知其轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù) ~?tK ,轉(zhuǎn)輪直徑較小時(shí)止漏環(huán)相對(duì)間隙較大時(shí)取大值，故取 ?tK ,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的軸向水推力為 )(5 1 6 8 6 23m a x213 NHDKF tt ????????? ?? ??21 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算 ? ?? ? ? ?? ? NDDW r 2 1 0 3 0 2 2 333113 ???????????? 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 17 方案四 機(jī)組臺(tái)數(shù)為五臺(tái)，單機(jī)容量為 萬(wàn) kW，水輪機(jī)的型號(hào) HL260/A244。 ）（ 8 平均效率的計(jì)算 取各個(gè)水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速，以發(fā)電機(jī)出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效率 。 ① 計(jì)算 m inm ax HHH r、 所對(duì)應(yīng)的單位 轉(zhuǎn)速 11n m i n)/( :m a x1m i n11m a x rHnDnH ???? m in)/( : 111 rHnDnHrrr???? m i n)/(8152 :m i n1m a x11m i n rHnDnH ???? ② 確定各水頭所對(duì)應(yīng)的出力限制工況點(diǎn)的單位流量 11Q minH :取 max11n 與出力限制線交點(diǎn)處單位流量， max11 ? : 11 ?rr QH 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 15 1 4 2 6 1 2 a x21m i n11m a x ?????? HDpH T r?： ③ 用 ① 、 ② 中計(jì)算的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線上分別查出m inm ax HHH r、 所對(duì)應(yīng)的模型空化系數(shù) m? ，分別為 、 、 。 ）（ 4 轉(zhuǎn)速 n的計(jì)算。 ）（ 1 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑 D1。 ）（ 8 平均 效率的計(jì)算 取各個(gè)水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速，以發(fā)電機(jī)出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效率 。 ）（ 7 幾何吸出高度的計(jì)算 為使水輪機(jī)盡可能不發(fā)生空化，取 m inm ax HHH r、 三個(gè)水頭分別計(jì)算水輪機(jī)的允許吸出高度，以其中最小值作為最大允許吸出高度。 ）（ 2 效率的計(jì)算： 9 5 )9 2 (1)1(1 55110m a x ??????? DD mmr ?? 效率修正值 0 2 2 5 a x ?????? mr ??? 限制工況原型水輪機(jī)的效率為 9 1 2 9 ?????? ??? mr ）（ 3 1D 的校核計(jì)算：用 ?r? 對(duì)原先計(jì)算的 1D 進(jìn)行校核 )(5 4 1 6 1 2 111mHQ PDrrr ?????? ? 轉(zhuǎn)輪直徑 1D 取 (m)滿足要求 。 即 )( 1 7 6 mZa ????? （ 10） 飛逸轉(zhuǎn)速 Rn 的計(jì)算 由 HL260/A244的模型飛逸特性曲線上查的在最大 導(dǎo)葉開(kāi)度下單位飛逸轉(zhuǎn)速m in)/( rn r ? ，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 m i n )/( 1m a x11 rDHnn RR ???? （ 11） 轉(zhuǎn)輪軸向水推力 tF 的計(jì)算 由 HL260/A244 參數(shù)表可知其轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù) ~?tK ,轉(zhuǎn)輪直徑較小時(shí)止漏環(huán)相對(duì)間隙較大時(shí) 取大值，故取 ?tK ,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的軸向水推力為 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 8 )(2 2 0 0 7 7 23m a x213 NHDKF tt ????????? ?? （ 12） 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算 ? ?? ? ? ?? ? NDDW r 2 2 8 6 1 2 2 333113 ????????????南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 9 方案二 機(jī)組臺(tái)數(shù)為四臺(tái)，單機(jī)容量為 萬(wàn) kW，水輪機(jī)的型號(hào) HL260/D74。 0 . 4 8 9 m520 . 0 2 20 . 1 59 0 0 7 610:0 . 7 8 3 m540 . 0 2 20 . 1 4 39 0 0 7 610:1 . 2 8 3 m580 . 0 2 20 . 1 2 39 0 0 7 610:m i nm a x??????????????????）（）（）（ssrsHHHHHH 從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值 ， 再留一定余量，取最大允許吸出高度 sH =0m。 （ 7） 幾何吸出高度的計(jì)算 為使水輪機(jī)盡可能不發(fā)生空化，取 m inm ax HHH r、 三個(gè)水頭分別計(jì)算水輪機(jī)的允許吸出高度，以其中最小值作為最大允許吸出高度。 （ 2） 效率的計(jì)算： 9 4 )9 1 (1)1(1 55110m a x ??????? DD mmr ?? （ 13） 效率修正值 0 3 1 4 a x ?????? mr ??? 限制工況原型水輪機(jī)的效率為 8 9 3 6 ?????? ??? mr南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 5 （ 3） 1D 的校核計(jì)算：用 ?r? 對(duì)原先計(jì)算的 1D 進(jìn)行校核)( 9 8 6 1 2 111mHQ PDrrr ?????? ? 故轉(zhuǎn)輪直徑 1D 取 (m)滿足要求 。 單機(jī)容量 水輪機(jī)型號(hào) HL260/A244 HL260/D74 4 臺(tái) / 萬(wàn) kW 方案一 方案二 方案三 5 臺(tái) / 萬(wàn) kW 方案四 方案五 方案六 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 4 第二節(jié)：水輪機(jī)基本參數(shù)的計(jì)算 方案一 機(jī)組臺(tái)數(shù)為四臺(tái)，單機(jī)容量為 萬(wàn) kW，水輪機(jī)的型號(hào) HL260/A244。電站建成后將承擔(dān)峰荷部分基荷，本電站有調(diào)相任務(wù)。 機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇 我國(guó)的建成的中型水 電站一般采用 46臺(tái)機(jī)，為保證運(yùn)行的可靠性和靈活性，保障電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及考慮機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電站各方面的影響，暫選機(jī)組臺(tái)數(shù)為四臺(tái)和五臺(tái)。 （ 1） 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑 D1。 （ 4） 轉(zhuǎn)速 n 的計(jì)算。 ① 計(jì)算 m inm ax HHH r、 所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 11n m i n)/( :m a x1m i n11m a x rHnDnH ???? m in)/( : 111 rHnDnHrrr???? 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 6 m i n)/( :m i n1m a x11m i n rHnDnH ???? ② 確定各水頭所對(duì)應(yīng)的出力限制工況點(diǎn)的單位流量 11Q minH :取 max11n 與出力限制線交點(diǎn)處單位流量， max11 ? : 11 ?rr QH 1 1 9 6 1 2 a x21m i n11m a x ?????? HDpH T r?： ③ 用 ① 、 ② 中計(jì)算的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線上分別查出m inm ax HHH r、 所對(duì)應(yīng)的模型空化系數(shù) m? ，分別為 、 、 。 （ 8）平均效率的計(jì)算 取各個(gè)水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速，以發(fā)電機(jī)出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效率 。 （ 1） 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑 D1。 ）（ 4 轉(zhuǎn)速 n的計(jì)算。 ① 計(jì)算 m inm ax HHH r、 所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 11n m i n)/( :m a x1m i n11m a x rHnDnH ???