【正文】 活動(dòng)導(dǎo)葉上承受的水力矩和阻力矩有關(guān)，還與機(jī)組的制造、安裝質(zhì)量有關(guān)。模型轉(zhuǎn)輪直徑,原型,肘管底面到導(dǎo)水機(jī)構(gòu)中心線距離：.水平總長度：尾水管頂部至座環(huán)距離：尾水管進(jìn)口直徑：肘管進(jìn)口直徑：肘管段高度：擴(kuò)散管出口斷面高度：出水管寬度：導(dǎo)葉高度： 第一節(jié)：調(diào)速器的選擇原則 調(diào)速器的選擇原則應(yīng)是在任何水頭下、流量下，平穩(wěn)可靠的操作水輪發(fā)電機(jī)組，其關(guān)閉時(shí)間要滿足調(diào)節(jié)保證計(jì)算的要求。 查資料可得計(jì)算式為即蝸殼系數(shù)蝸殼常數(shù) 3. 圓斷面計(jì)算 4. 橢圓斷面的計(jì)算公式 當(dāng)時(shí)，應(yīng)采用橢圓斷面計(jì)算計(jì)算橢圓斷面尺寸時(shí)，必須確定橢圓開始斷面，即 故凡小于132度的斷面，都采用橢圓斷面。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)資料，一般按下式確定蝸殼的進(jìn)口斷面平均流速式中——蝸殼進(jìn)口斷面流速系數(shù) ——水輪機(jī)額定水頭 即（1）蝸殼進(jìn)口斷面的計(jì)算 金屬蝸殼的斷面型式一般為圓形，在選定蝸殼包角和斷面平均流速后，根據(jù)額定流量求進(jìn)出口斷面面積。按包角的大小可將蝸殼分為完全蝸殼和不完全蝸殼對于中、高水頭的電站，考慮其水流速度和壓力較大而流量相對較小，蝸殼平面尺寸較小，一般采用全包角的金屬蝸殼，故本電站蝸殼包角為。第五節(jié)：蝸殼、尾水管的選擇與計(jì)算 蝸殼 蝸殼型式的選擇 本電站的工作水頭為52~58m，蝸殼需承受較大的內(nèi)水壓力，考慮到其穩(wěn)定性和應(yīng)力要求，故選取金屬蝸殼。 下機(jī)架高度: 懸式非承載機(jī)架： 定子機(jī)座支撐面至下機(jī)架支撐面或下?lián)躏L(fēng)板之間的距離： 懸式非承載機(jī)架： 下機(jī)架支撐面至主軸法蘭底面之間的距離： 按已生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)統(tǒng)計(jì)資料，一般為，取 轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度： 無風(fēng)扇時(shí)： 發(fā)電機(jī)主軸高度：式中：——發(fā)電機(jī)總高度，即由主軸法蘭盤底面至發(fā)電機(jī)頂部的高度，查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊——水力機(jī)械》第161頁圖3—27（b）得： =故定子鐵芯水平中心線至主軸法蘭盤底面的距離： 水輪發(fā)電機(jī)重量的估算 水輪發(fā)電機(jī)的總重量： 式中：——發(fā)電機(jī)總重量； ——發(fā)電機(jī)額定容量； ——額定轉(zhuǎn)速； ——系數(shù)，對于懸式發(fā)電機(jī)取，這里取。 推力軸承外徑： 根據(jù)發(fā)電機(jī)容量，查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊——水力機(jī)械》第162頁表3—7得：推力軸承外徑。 水輪發(fā)電機(jī)的外形尺寸估算 定子機(jī)座外徑： 因?yàn)? 故 風(fēng)罩內(nèi)徑： 轉(zhuǎn)子外徑：式中：——單邊空氣間隙，初步估算時(shí)可不計(jì)。 定子鐵芯內(nèi)徑： 定子鐵芯長度：式中：——發(fā)電機(jī)額定容量； ——系數(shù)，； ——額定轉(zhuǎn)速； ——定子鐵芯內(nèi)徑。（3） 最優(yōu)方案主要參數(shù)項(xiàng)目最優(yōu)方案單機(jī)容量臺數(shù)水輪機(jī)型號最大水頭Hmax（m）58最小水頭Hmin (m)52平均水頭Hav (m)54模型最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速（r/min）模型設(shè)計(jì)比轉(zhuǎn)速（mkw）水輪機(jī)最高效率（%）水輪機(jī)平均效率（%）限制工況單位流量(m3/s)限制工況空化系數(shù)轉(zhuǎn)輪直徑（m）額定轉(zhuǎn)速nr（r/min）水輪機(jī)飛逸轉(zhuǎn)速n R(r/min)水輪機(jī)額定流量Qr(m3/s)115水輪機(jī)額定出力Nr(KW)水輪機(jī)吸出高度Hs(m)水輪機(jī)安裝高程Z(m)機(jī)電設(shè)備總投資（萬元）11488第四節(jié)： 配套發(fā)電機(jī)的選擇 水輪發(fā)電機(jī)尺寸參數(shù)計(jì)算，取功率因數(shù),則發(fā)電機(jī)額定容量： 極距： 式中：——系數(shù)，一般為,容量達(dá)取上限； ——發(fā)電機(jī)額定容量； ——磁極對數(shù)。方案一、4x55M HL260/A244：發(fā)電機(jī)重量，總重總價(jià)為：轉(zhuǎn)子重量方案二、4x55MW HL260/D74：發(fā)電機(jī)重量，總重總價(jià)為：轉(zhuǎn)子重量方案三、4x55MW ：發(fā)電機(jī)重量，總重總價(jià)為： 轉(zhuǎn)子重量方案四、5x44MW HL260/A244：發(fā)電機(jī)重量，總重總價(jià)為： 轉(zhuǎn)子重量方案五、5x44MW HL260/D74：發(fā)電機(jī)重量，總重總價(jià)為： 轉(zhuǎn)子重量方案六、5x44MW ：發(fā)電機(jī)重量，總重總價(jià)為： 轉(zhuǎn)子重量設(shè)備投資估算表項(xiàng)目方案一方案二方案三方案四方案五方案六臺數(shù)45水輪機(jī)單重（t / 臺）210210197162162151水輪機(jī)總重（t）840840776810810755水輪機(jī)單價(jià)（萬元/ t）444444水輪機(jī)總價(jià)（萬元）336033603104405040503755調(diào)速器單價(jià)（萬元 / 臺）303030303030調(diào)速器總價(jià)（萬元）120120120150150150勵(lì)磁裝置單價(jià)（萬元/臺）606060606060勵(lì)磁裝置總價(jià)價(jià)（萬元）240240240300300300油壓裝置單價(jià)（萬元/套）303030303030油壓和漏油裝置總價(jià)（萬元）120120120150150150自動(dòng)化元件（萬元/套）606060606060自動(dòng)化元件總價(jià)（萬元）240240240300300300發(fā)電機(jī)單重 （t / 臺）479479479340340310發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶軸單重（t）170170155發(fā)電機(jī)總重（t）191619161916170017001550發(fā)電機(jī)單價(jià)（萬元 / t）555555發(fā)電機(jī)總價(jià)（萬元）766476647664850085007750總投資（萬元）117441174411488134501345012425總耗鋼量（t）275627562692251025102305單位千瓦投資（元 / kW）534534522 611611 566千瓦耗鋼量（kg / kW） 最優(yōu)方案的選擇 對以上六種方案進(jìn)行比較：（1）經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：方案三總投資最少、單位千瓦投資最低，方案六千瓦耗鋼量最??；（2）技術(shù)性指標(biāo)：方案三最高效率及平均效率最高，空化系數(shù)性能好，較其他方案開挖量較小，同等出力條件下，轉(zhuǎn)輪直徑小于方案一和方案二，飛逸轉(zhuǎn)速也優(yōu)于其他方案。水頭(m)流量模型效率（%）真機(jī)效率（%)出力（kW）585858585252，則平均效率為安裝高程的計(jì)算水輪機(jī)的布置設(shè)計(jì)為立軸式，故其安裝高程公式為式中：——下游尾水位，； ——導(dǎo)葉高度，,。 平均效率的計(jì)算 取各個(gè)水頭對應(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。查空化系數(shù)修正值曲線當(dāng)水輪機(jī)水頭為54m時(shí)，查電站下游水位曲線可得下游平均水位海拔高程為。① 計(jì)算所對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速② 確定各水頭所對應(yīng)的出力限制工況點(diǎn)的單位流量:取與出力限制線交點(diǎn)處單位流量，? 用?、?中計(jì)算的對應(yīng)工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線上分別查出所對應(yīng)的模型空化系數(shù)，、。 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量的計(jì)算設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量為 水輪機(jī)出力校核：校核值大于水輪機(jī)額定出力，滿足要求。 轉(zhuǎn)速n的計(jì)算。 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速與出力限制線的交點(diǎn)的單位流量作為設(shè)計(jì)工況單位流量，則，對應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，則設(shè)計(jì)工況原型水輪機(jī)效率，故水輪機(jī)的直徑為 按我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系類值，計(jì)算值處于之間，考慮經(jīng)濟(jì)效益，故取非標(biāo)準(zhǔn)值。 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑D1。水頭(m)流量模型效率（%）真機(jī)效率（%)出力（kW）5858585252 ，則平均效率為 安裝高程的計(jì)算水輪機(jī)的布置設(shè)計(jì)為立軸式，故其安裝高程公式為式中：——下游尾水位，； ——導(dǎo)葉高度，,。 平均效率的計(jì)算 取各個(gè)水頭對應(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。分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算對應(yīng)的吸出高度計(jì)算式：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； ——模型空化系數(shù)； ——空化系數(shù)的修正值。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。由模型綜合特性曲線上查得轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速之間，故取水輪機(jī)轉(zhuǎn)速n為。 效率的計(jì)算：效率修正值 限制工況原型水輪機(jī)的效率為 的校核計(jì)算：用對原先計(jì)算的進(jìn)行校核(m)。水輪機(jī)的額定出力為式中：——發(fā)電機(jī)額定功率，； ——發(fā)電機(jī)效率。即 飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由HL260/A244的模型飛逸特性曲線上查的在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算 由HL260/A244參數(shù)表可知其轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù),轉(zhuǎn)輪直徑較小時(shí)止漏環(huán)相對間隙較大時(shí)取大值，故取,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的軸向水推力 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算 方案五機(jī)組臺數(shù)為五臺，水輪機(jī)的型號HL260/D74。計(jì)算見下表。查空化系數(shù)修正值曲線當(dāng)水輪機(jī)水頭為54m時(shí)，查電站下游水位曲線可得下游平均水位海拔高程為 ，再留一定余量，取最大允許吸出高度=0。① 計(jì)算所對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速② 確定各水頭所對應(yīng)的出力限制工況點(diǎn)的單位流量:取與出力限制線交點(diǎn)處單位流量，③ 用①、② 中計(jì)算的對應(yīng)工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線上分別查出所對應(yīng)的模型空化系數(shù)，、。 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量的計(jì)算設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量為 水輪機(jī)出力校核：校核值大于水輪機(jī)額定出力，滿足要求。 轉(zhuǎn)速n的計(jì)算。 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速與出力限制線的交點(diǎn)的單位流量作為設(shè)計(jì)工況單位流量，則，對應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，則設(shè)計(jì)工況原型水輪機(jī)效率，故水輪機(jī)的直徑為 按我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系類值，計(jì)算值處于之間，考慮經(jīng)濟(jì)效益，故取非標(biāo)準(zhǔn)值。 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑D1。 ——導(dǎo)葉高度，,。計(jì)算見下表。 ，再留一定余量，取最大允許吸出高度=。分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算對應(yīng)的吸出高度計(jì)算式：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； ——模型空化系數(shù)； ——空化系數(shù)的修正值。 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