【正文】 類型:傘式非承重機(jī)架發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式：靜止可控硅勵(lì)磁 發(fā)電機(jī)的主要尺寸圖110 水輪發(fā)電機(jī)組外觀估算示意圖參考《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水力機(jī)械》發(fā)電機(jī)外主要尺寸估算 發(fā)電機(jī)的額定容量 極距 式中 —系數(shù)，一般為，容量大，線速度高的取上限； —磁極對(duì)數(shù)； 其中定子內(nèi)徑 定子鐵芯長(zhǎng)度 式中 —─發(fā)電機(jī)額定容量； —─額定轉(zhuǎn)速； —─轉(zhuǎn)子內(nèi)徑； —─系數(shù)，取系數(shù)； 定子鐵芯外徑目前尚無(wú)統(tǒng)一規(guī)定的機(jī)座號(hào)，則按下式估算：， ， 那么發(fā)電機(jī)的定子鐵芯外徑為： 、發(fā)電機(jī)外形尺寸計(jì)算、平面尺寸計(jì)算 定子機(jī)座外徑所以定子機(jī)座外徑：風(fēng)罩內(nèi)徑當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)， 轉(zhuǎn)子外徑式中為單邊空氣間隙，初步估算時(shí)可忽略不計(jì)。 油壓裝置的選擇 油壓裝置分為分離式和組合式，本電站選擇分離式，即壓力油箱與會(huì)油箱分開。則導(dǎo)葉調(diào)整主配壓閥直徑：槳葉調(diào)整主配壓閥直徑：選取主配壓閥直徑為。查JK503轉(zhuǎn)輪資料，知 ,則接力器直徑為： 根據(jù)計(jì)算得出的值，選取標(biāo)準(zhǔn)接力器系列直徑，所以選取接力器直徑為450mm接力器最大行程為： 導(dǎo)葉的最大開度： 雙直缸接力器總?cè)莘e： （2） 、轉(zhuǎn)輪槳葉接力器容積計(jì)算轉(zhuǎn)輪槳葉接力器直徑為：式中：為調(diào)速器額定油壓。所以選彎肘型尾水管尾水管相關(guān)尺寸的確定 依據(jù)轉(zhuǎn)輪流道單線圖：知尾水管尺寸如下表所示：肘管形式標(biāo)準(zhǔn)混凝土肘管進(jìn)口錐管 對(duì)于轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)進(jìn)口錐管的半錐角取，取 出口擴(kuò)散段 查轉(zhuǎn)輪流道單線圖，出口擴(kuò)散段采用矩形斷面，出口寬度與肘管出口寬度相等，頂板高度為。對(duì)于中間斷面的計(jì)算，按直線規(guī)律變化計(jì)算如下：；。選擇蝸殼近出口斷面的尺寸應(yīng)盡量縮小機(jī)組段的間距，選用，角度在，取當(dāng)時(shí)，角。當(dāng)需要縮小機(jī)組間距時(shí)取較大值。進(jìn)口斷面平均流速對(duì)于蝸殼內(nèi)水力損失的大小和蝸殼平面尺寸都有很大影響，根據(jù)額定水頭查《水電站設(shè)計(jì)手冊(cè)——水力機(jī)械》混凝土蝸殼進(jìn)口流速與水頭的關(guān)系曲線確定進(jìn)口斷面平均流速。、水輪機(jī)進(jìn)、出水流道的計(jì)算、混凝土蝸殼的水力計(jì)算，所以選擇混凝土蝸殼 進(jìn)口斷面的計(jì)算查JK503水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪試驗(yàn)流道參數(shù)知混凝土蝸殼包角混凝土蝸殼的進(jìn)口斷面流量為：式中 水輪機(jī)額定流量。 運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線計(jì)算表格計(jì)算表見附表1。hM0(φ) HhT0(φ) Dh(φ) HhT0(φ) Dh(φ) HhT0(φ) Dh(φ) HhT0(φ) Dh(φ) 在間取若干水頭，計(jì)算個(gè)水頭對(duì)應(yīng)的，過(guò)個(gè)作水平線與轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)模型綜合特性曲線的各等角相交，找到各交點(diǎn)的，值。20186。10186。0186。 對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片的每一個(gè)安裝角求出一個(gè)效率修正值。綜合比較考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，選擇方案Ⅱ?yàn)樽顑?yōu)方案，方案Ⅱ投資最小,平均效率較高,能量性能好，且運(yùn)行穩(wěn)定，故采用方案Ⅱ作為最優(yōu)方案。經(jīng)濟(jì)比較：（1）、從設(shè)備投資表中可以看出，4臺(tái)機(jī)組的單位千瓦投資和千瓦耗材量均小于五臺(tái)機(jī)組的單位千瓦投資和千瓦耗材量。、方案總表項(xiàng)目方案Ⅰ方案Ⅱ方案Ⅲ方案Ⅳ方案Ⅴ方案Ⅵ水輪機(jī)型號(hào)HL260/A244JK503ZZ500HL260/A244JK503ZZ500單機(jī)容量（MW）505050404040機(jī)組臺(tái)數(shù)444555水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑水輪機(jī)同步轉(zhuǎn)速125125最高效率平均效率平均效率吸出高度447機(jī)電設(shè)備部分投資（萬(wàn)元）2902516402176082850216574單位千瓦投資（萬(wàn)元/kW) 機(jī)電設(shè)備部分耗鋼量（t）635534623736616934553695單位千瓦耗鋼量（t / kW） 推薦的最優(yōu)方案方案Ⅱ、最優(yōu)方案的選擇技術(shù)比較：（1）、四臺(tái)機(jī)和五臺(tái)機(jī)組的能量指標(biāo)和空化指標(biāo)都相差不大；（2）、較和直徑較小，同步轉(zhuǎn)速較好，能量指標(biāo)較好，但吸出高度過(guò)小，空化性能比較不好（3）、較和吸出高度大，空化性能好，但同步轉(zhuǎn)速低。洗出高度接近于零或者大于零，開挖量小。 水輪機(jī)效率效率是衡量水輪機(jī)動(dòng)能的一個(gè)很重要指標(biāo)，效率越高，動(dòng)能指標(biāo)好。 機(jī)組轉(zhuǎn)速機(jī)組轉(zhuǎn)速高一點(diǎn)好，同步轉(zhuǎn)速高，磁極對(duì)數(shù)少，動(dòng)能技術(shù)指標(biāo)好。動(dòng)能經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較，主要包括以下幾點(diǎn)：?jiǎn)螜C(jī)容量及臺(tái)數(shù)單機(jī)容量大小和臺(tái)數(shù)會(huì)影響電站機(jī)組開停機(jī)組合，影響發(fā)電效率，并且對(duì)設(shè)備的制造、運(yùn)輸及安裝，運(yùn)行維護(hù)、主接線和成本有影響。起重機(jī)總重為。起重機(jī)總重為。起重機(jī)總重為。起重機(jī)總重為。起重機(jī)總重為。起重機(jī)總重為。水輪機(jī)安裝高程 X——軸流式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)高度系數(shù)，飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由ZZ500模型水輪機(jī)飛逸特性曲線查得，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 計(jì)算軸向水推力據(jù)ZZ500轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù)，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪軸向水推力為：、各方案參數(shù)列表各方案參數(shù)表項(xiàng)目方案Ⅰ方案Ⅱ方案Ⅲ方案Ⅳ方案Ⅴ方案Ⅵ機(jī)組臺(tái)數(shù)45水輪機(jī)型號(hào)HL260/A244JK503ZZ500HL260/A244JK503ZZ500單機(jī)容量（MW）4050水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑水輪機(jī)同步轉(zhuǎn)速125125最高效率額定效率91平均效率水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量238247245193198196吸出高度447水輪機(jī)安裝高程飛逸轉(zhuǎn)速125319425141358485軸向水推力30700285003865557529524351863953671429000技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、動(dòng)能指標(biāo)計(jì)算動(dòng)能指標(biāo)在之前已經(jīng)計(jì)算，具體如下：項(xiàng)目方案Ⅰ方案Ⅱ方案Ⅲ方案Ⅳ方案Ⅴ方案Ⅵ水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑水輪機(jī)同步轉(zhuǎn)速125125最高效率額定效率91平均效率水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量238247245193198196吸出高度44經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算主要機(jī)電設(shè)備參考價(jià)格單價(jià)表：項(xiàng)目水輪機(jī)發(fā)電機(jī)調(diào)速器勵(lì)磁裝置橋式起重機(jī)自動(dòng)化元件油壓裝置和漏油設(shè)備參考價(jià)格4萬(wàn)/t5萬(wàn)/t單調(diào)：30萬(wàn)元/臺(tái)雙調(diào)：45萬(wàn)元/臺(tái)60萬(wàn)元/臺(tái)3萬(wàn)元/t40萬(wàn)元/套30萬(wàn)元/套、水輪機(jī)價(jià)格估算水輪機(jī)總重G(t)：式中：、為與水頭有關(guān)的系數(shù)；為與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑有關(guān)的系數(shù)，查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水利機(jī)械》：金屬蝸殼、混流式水輪機(jī)、參數(shù)混凝土蝸殼、軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)、參數(shù)方案Ⅰ、： 總重 總價(jià)方案Ⅱ、： 總重 總價(jià)方案Ⅲ、： 總重 總價(jià)方案Ⅳ、： 總重 總價(jià)方案Ⅴ、： 總重 總價(jià)方案Ⅵ、： 總重 總價(jià)、調(diào)速器總價(jià)按一臺(tái)單調(diào)調(diào)速器價(jià)格為萬(wàn)元、雙調(diào)調(diào)速器價(jià)格為萬(wàn)元考慮，各方案總價(jià)估算如下：方案Ⅰ的調(diào)速器總價(jià)為萬(wàn)元方案Ⅱ、方案Ⅲ的調(diào)速器總價(jià)為萬(wàn)元方案Ⅳ的調(diào)速器總價(jià)為萬(wàn)元方案V、方案VI的調(diào)速器總價(jià)為萬(wàn)元、勵(lì)磁裝置總價(jià)按一臺(tái)勵(lì)磁裝置價(jià)格為萬(wàn)元考慮，各方案總價(jià)估算如下：方案Ⅰ、方案Ⅱ、方案Ⅲ的勵(lì)磁裝置總價(jià)為萬(wàn)方案Ⅳ、方案V、方案VI的調(diào)速器總價(jià)為萬(wàn)元、發(fā)電機(jī)價(jià)格估算查 《電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》，發(fā)電機(jī)重量 可按下式估算：式中 ——估算系數(shù)，懸式機(jī)組范圍為，傘式機(jī)組；水冷式機(jī)組??；——發(fā)電機(jī)額定容量，取。：與空化系數(shù)空化曲線作為限制， ：由逼近法表格知，對(duì)應(yīng)空化系數(shù)：由逼近法表格知，對(duì)應(yīng)空化系數(shù)查教材推薦設(shè)計(jì)尾水位的水輪機(jī)過(guò)流量，本方案裝機(jī)5臺(tái)根據(jù)水位—流量關(guān)系曲線流量對(duì)應(yīng)的水位。逼近法見下表：水頭流量模型效率真機(jī)效率出力9146252 37910 39034 39617 8840155 40693 水頭流量模型效率真機(jī)效率出力8739984 8740484 41029 由逼近法表格知：：、：則平均效率為：轉(zhuǎn)輪直徑的校核用對(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校核轉(zhuǎn)輪直徑仍合適。轉(zhuǎn)速n的計(jì)算由轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供查得轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速之間。水輪機(jī)安裝高程 X——軸流式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)高度系數(shù)，飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由JK503模型水輪機(jī)飛逸特性曲線查得，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 計(jì)算軸向水推力據(jù)JK503轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù)，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪軸向水推力為：、方案Ⅵ、 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑水輪機(jī)的額定出力為：取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速,取限制工況的單位流量,對(duì)應(yīng)的空化系數(shù)作為限制，對(duì)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。：與空化系數(shù)空化曲線作為限制， ：由逼近法表格知，對(duì)應(yīng)空化系數(shù)：由逼近法表格知，對(duì)應(yīng)空化系數(shù)查教材推薦設(shè)計(jì)尾水位的水輪機(jī)過(guò)流量，本方案裝機(jī)5臺(tái)根據(jù)水位—流量關(guān)系曲線查得流量對(duì)應(yīng)的水位。逼近法見下表水頭流量模型效率真機(jī)效率出力44892 40093 40539 水頭流量模型效率真機(jī)效率出力37053 39153 39482 40126 40540 由逼近法表格知：：、：則平均效率為：轉(zhuǎn)輪直徑的校核用對(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校核轉(zhuǎn)輪直徑仍合適。轉(zhuǎn)速n的計(jì)算由轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供查得轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速之間。故水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑為：我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列，計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值之間，考慮到取偏小，難于保證設(shè)計(jì)水頭下發(fā)生額定出力；若取又太大，不經(jīng)濟(jì)。本電站轉(zhuǎn)輪直徑較大，故取。（9） 分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算、對(duì)應(yīng)的吸出高度計(jì)算式： ，： ： ：從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值，再留一定的