【正文】 （參考 [3]P125，表 2— 49 查得） 對本方案而言 tD =10800mm， sD = tD +1200=10800+1200=12021 mm 5） 發(fā)電機機坑直徑 jhD ： 當 Nn 214 minr , jhD = jD +（ 1400~2800） mm 當 Nn 214 minr ， jhD = jD +(1600~2200) mm 對于本方案， jhD = jD +1400=19000+ 1400mm=20400mm= 。 其他外形尺寸估算 發(fā)電機的外型尺寸與容量，轉速及安裝結構形式等有關。見（ [9]P28）。發(fā)電機推力軸承位于轉子上部的統(tǒng)稱為懸式；位于轉子下方的統(tǒng)稱為傘式。本設計方案水輪發(fā)電機采用立式布置結構。代入數(shù)據(jù)得： 6 2 ????????? pSKC N= 4827500 ??????? ?? CnDSl Ni Nt 2?= 750002 ???（ cm） (21) 發(fā)電機結構形式的選擇 水輪發(fā)電機主要結構形式有立式和臥式，通常小容量的水輪發(fā)電機對采用臥式結構，中容量水輪發(fā)電機采用立式或臥式結構，而大容量的水輪發(fā)電機則廣泛采用立式結構。 定子內徑 iD 對多極電機在選擇主要尺寸時一般是先確定極距，再算出定子鐵芯內徑。（ 3）定子轉子等最大部件的尺寸應滿足運輸條件。在選擇應考慮下列因素：（ 1）電負荷和磁負荷應在合理的數(shù)值范圍內，參數(shù) dx 等應滿足要求。在輸出有功功率一定的條件下，提高功率因數(shù)可以提高發(fā)電機有效材料的利用率，減輕發(fā)電機的總重量，并可提高發(fā)電機的效率，單將使發(fā)電機的視在功率和穩(wěn)定性下降。 第二章 水輪發(fā)電 機選擇 發(fā)電 機的主要參數(shù) 額定功率 MWNr 60? 。 導水機構，共有 32 片導葉。 水輪機的結構說明 綜上所述選 擇機組型號 ZZ560800，混凝 土蝸殼，其基本參數(shù) mH ? ，mH ? ， mHr ? ，設計流量 smQr ? ，額定功率 KWN ? ，額定轉速 rn? ，飛逸轉速 m 1 rnR ?，安裝高程 ?? ，吸出高度mHS ?? 。代入數(shù)據(jù)得 mdc ????? 根據(jù) ? 系數(shù)表（根據(jù)參考文獻 [2]P223,表 4— 6）得 ? =。 絕對偏心距 mmLL 3353650321 ?????? 。 導葉高度 0b 表 1— 23 對稱導葉斷面尺寸 D1 D0 b c D e 0d m k r 8000 9300 32 1R 2R 3R f 1L 2L L a q t 207 184 422 503 536 1039 25 15 導葉開度 (根據(jù)參考文獻 [1]P144) (1) 最優(yōu)開度 優(yōu)0a 對于混流式水輪機或轉槳式水輪機都取設計水頭下的單位轉速與最優(yōu)效率點對應的開度值。 導葉數(shù)目 0Z 和分布圓直徑 0D 導葉數(shù)目 0Z 與轉輪直徑 0D 有關，查表（根據(jù)參考文獻 [1]P137,表 8— 5）得 Z0=32。對稱型導葉一般用于蝸殼具有不完全包角的高比速軸流式水輪機中，非對稱型（正曲率）導葉一般用于具有完全包角的蝸殼，并工作于較大開度的高中比速 HL 式水輪機和低比速 ZZ 式水輪機中。 (1) 主軸 直徑 確定 1)主軸外徑： D=1170mm； 2)主軸內徑： 44 496102m axNDdD n??? （ 1— 14） 其中 : N— 主軸的傳遞功率 （ kw） D— 主軸外徑（ cm） max? — 最大許用應力取 450kg。 機組的扭矩： 97400 NMn? （公斤 ? 厘米） （ 1— 13） 式中 N— — 主軸傳遞功率 n — — 主軸轉速 （ r/min） M = ??? （公斤 ? 厘米） 由圖 1212(根據(jù) [1]P319)取得： D? =1170mm, D?? =1250mm. 因為當 600D mm? 時選用薄軸，固選用 D =1170mm 。導葉的密封多采用 ? 密封。一般應用于 1D 5m 的轉輪采用分件制造，用螺栓連成一體。 出口擴散管 21L L L?? ==（ m） 增設中間支墩，尾水管出口寬度過大，為減少尾水管頂板及閘門跨度，通常在尾水管的出口擴散段內增設支墩，加支墩后出口凈寬度應該不 變，如圖（ 1212）（根長 春 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 25 據(jù) [1]）所示： mBb 5 ?? mbR 155 ??? mbr ?? mDl 1 ?? (5) 尾水管翹角的確定 尾水管底板一般是水平布置的，當廠房底部開挖受到限制時地板允許 向上翹起，通常翹角在 6 ~12?? 水輪機參數(shù)的確定 由圖 13— 4（根據(jù) [6]專科 P25）得表 1— 20. 表 1— 20 軸流式轉輪流到尺寸（見圖 133） 單位（ m） 1D 1Z 0D 0Z 0b hd 1R 2R 2d 3d 4d 5d 1h 2h 3h 4h 5h 8 4 24 表 1— 21 軸流式轉輪室流到尺寸（見圖 134） 單位（ m） 1D 2D 3D 4D 1R 2R 3R 4R R 1h 2h 3h 4h 5h ? 8 4 80 軸流式轉輪確定 軸流式轉輪的葉片可以隨著符合變化與導水機構的導葉協(xié)連動作，始終保持有利的組合關系，因此對負荷變化的適應性較好，運行區(qū)域平均效率高，但由于葉片需要轉動，因而結構比較復雜。出口擴散斷面的寬度均為 5B ，與肘管出口寬度相等。（根據(jù) [1]）可知 3 1 2 4h h h h h? ? ? ? （ 1— 9） 式中 4h —— 肘管高度 長 春 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 24 1h , 2h —— 與轉輪結構有關的參數(shù) 標準肘管的高度與進口直徑 4D 相等 4 3 32D D h tg??? （ 1— 10） 其中 3D —— 錐管進口直徑，可取 3D = 2D ? —— 進口錐管的半錐角 將（ 1— 9）代入（ 1— 10）中得： 4 3 1 2 42 ( ) 2D D h h h tg h tg??? ? ? ? ? （ 1— 11） 其中 4h = 4D ； 則有： 3 1 244 2 ( )12D h h h tghD tg ??? ? ??? ? （ 1— 12） 其中 32DD? 。 (3) 肘管段 肘管的形狀十分復雜，它對整個尾水管的性能影響很大，一般推薦定型的標準肘管（根據(jù) [8]P167），則肘管 42Dh? 。 (2) 進口錐管 進口錐管的 單邊錐角 ? 的最優(yōu)值取 ?? 80~100，在這里輪轂比小于 ，故取 ? =90。 尾水管主要尺寸選擇 (1) 尾水管深度 尾水管的深度是指從水輪機的底環(huán)上平面到尾水管底板平面間的高度，通常用 h 表示，它包括 1h ,2h ， 3h ， 4h 四部分。目前在小型水輪機上多采用圓形斷面的直錐型尾水管，而對于大型立式機組，由于土建投資占電廠總投資的比例很大，因此在電站設計時，要盡量降低水下開挖量和混凝土量，應選用變肘型尾水管。這時，水流被引入尾水管在引入下流。 求其余各斷面積 iS iicS? ?? （ 1— 8） 由公式（ 1— 8）得表 1— 14. 表 1— 14 其余各斷面面積 iR （ m） iS ( 2m ) i? (? ) 180 繪制蝸殼單線圖 （見附錄） (1) 將 ()iifR? ? 曲線按 30? 等分求各 i? 下的半徑 iR 如表 1— 15 表 1— 15 蝸殼各斷面尺寸 i? （ ? ） 30 60 90 120 150 180 iR （ m） (2) 蝸殼寬度 B 蝸殼的寬度 11B R D??=+8=，繪制蝸殼單線圖（見附圖所示）。 查表21190 02 ?? aa Dr，21040 02 ?? bb Dr 校核進口斷面面積： F/= ? ? ? ?ba rrbtgntg rmab ???? 022 2/?= 2m 其中 ?? 3%,與設計要求相近，符合要求。取 150。 ? ? anb /? =~，取 ； ? ? abnmab // 0??? = ~，取 ； δ =200~30176。故取 a =，由公式（ 1— 6）算得 0v =。 蝸殼進口斷面的流速主要由設計水頭設定，一般可按經(jīng)驗公式計算： 0 rv a H? （ 1— 6） 其中 a 一般取 ~。故本電站選用 T 形蝸殼。其中 ? 型形狀比較簡答便 于施工和導水機構接力器的布置，缺點是由于下申值太大，當水流入導水機構時水流條件不好。 (1) 形式選擇 蝸殼的形式主要是根據(jù)水電站的水頭來選擇，當最大水頭小于 40 米時，選用混凝長 春 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 20 土蝸殼，富春江水電站的最大工作水頭為 ，所以選用混凝土蝸殼。 確定選定方案的主要參數(shù) 轉輪直徑： D1 = 水輪機最大效率 ： ? =% 同步轉速： n= minr 吸出高度： rMWS HKH ????? 90010=－ 安裝高程： ?????? 1XDH SW － += (最低尾水位是 ， X 取 ) 飛逸轉速： m i n/ rnkn ff ???? (對于保持協(xié)聯(lián)關系的轉槳式水輪機 Kf取 ) （根據(jù) [1]P5） 軸向水推力：軸向水推力 PZ是水流流進轉輪時引起的一種軸向力。 繪制運轉綜合特性曲線圖（如附錄 1， 2） 注：繪制功率限制線，功率限制線的垂直段可根據(jù)水輪機的額定功率來繪制斜線段可根據(jù)最小水頭下的 5%功率限制線的功率 Nmin 來繪制。 ? 10?? 5?? 0? 5? 10? 15? 20? (%)n?? 6 121 121 (%)M? 88 88 88 311( / )Q m s (%)T? N（ MW） 130 130 (%)M? 311( / )Q m s (%)T? N（ MW） 135 135 (%)M? 311( / )Q m s (%)T? N（ MW） 180 180 (%)M? 311( / )Q m s 長 春 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 15 (%)T? 89 N（ MW） 200 200 (%)M? 311( / )Q m s (%)T? 88 88 87 84 N（ MW） 表 1— 8 方案 II 等效率線計算 ()Hm 11Tn 11Mn 轉輪型號： ZZ560； 1D =（ m）； 1n = r/min； n? =0 r/min； maxH =； minH =； rH =。而 II 方案和 III 方案還需進一步比較 。 表 14 各方案吸出高度計算表 方案 10 900w? HK? Hs (m) I II III 確定各方案水輪機工作區(qū) (1)各方案水輪機的設計單位流量 Q r11 =rrrH