【正文】 輪機(jī)》第197頁(yè)，得，k = 。 h —— 蝶形邊至導(dǎo)水機(jī)構(gòu)水平中心線高度。b0 —— 座環(huán)高度，即導(dǎo)葉高度。r a —— 蝶形邊錐角頂點(diǎn)所在的半徑。D b—— 座環(huán)內(nèi)環(huán)直徑。 金屬蝸殼設(shè)計(jì)（1）參數(shù)的選擇。則原型水輪機(jī)導(dǎo)葉的最大開(kāi)度mm 最優(yōu)開(kāi)度 mm 蝸殼的水力計(jì)算 蝸殼形式的確定大中型水輪機(jī)的蝸殼，當(dāng)最大水頭在40m以下時(shí)，一般用混凝土蝸殼；40m以上時(shí)鋼板焊接蝸殼。 因?yàn)閙， m，查《水輪機(jī)》218頁(yè)，得 b0 = =所以，導(dǎo)葉高程m （2）導(dǎo)葉最大及最優(yōu)開(kāi)度的確定。（5）幾何吸出高度m。（3）限制工況下水輪機(jī)效率。最優(yōu)方案的基本參數(shù)：（1）轉(zhuǎn)輪直徑D1= m。對(duì)于方案三的5臺(tái)機(jī)組和方案四的4臺(tái)機(jī)組而言，廠房水下部分的總的開(kāi)挖量和廠房水上部分主廠房等的總面積比較，方案四比方案三總體來(lái)說(shuō)要少很多。千瓦）兩種方案的設(shè)計(jì)水頭下的功率均大于水輪機(jī)的額定功率，符合設(shè)計(jì)要求。千瓦）方案四：（萬(wàn)二、 動(dòng)能經(jīng)濟(jì)比較在設(shè)計(jì)水頭Hr下，水輪機(jī)額定功率ne為：方案三：（萬(wàn)（3）水輪機(jī)總重量估算：查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖255 ，得出水輪機(jī)總重量= 3300t（4）方案四的機(jī)電總投資P計(jì)算為： ，發(fā)電機(jī)按每噸4萬(wàn)計(jì)。 ——額定轉(zhuǎn)速（rpm）。 ——發(fā)電機(jī)額定容量（k則 (億元) 方案四：（1）根據(jù)《水電站設(shè)計(jì)手冊(cè)》電氣一次的發(fā)電機(jī)部分，推薦使用傘式發(fā)電機(jī)組。k ——系數(shù)，對(duì)傘式發(fā)電機(jī)取7~9，本電站取K= 8。VA）。（2）發(fā)電機(jī)總重估算： 圖28 (t)——發(fā)電機(jī)總重量（t）。千瓦）Hmin= 80m= Q11min= 0,743 m3/sPmin=（萬(wàn)千瓦）Hmin= 80m= Q11min=Pmin=（萬(wàn)出力限制線圖分別如圖25和圖26所示。千瓦）、H（m）、HS（m）方案四的吸出高度線如圖24所示：圖24三、出力限制線的計(jì)算與繪制繪制出力限制線的步驟：求出與Hmin和Hr相對(duì)應(yīng)的水輪機(jī)出力Pmin、Pr，將點(diǎn)（Hr，Pr）、點(diǎn)（Hmin、Hmin）連成一條斜線，此線即為水輪機(jī)出力限制線。表27方案三等吸出高度線的計(jì)算HQ11PHSHmax=100mn11=（r/min）789101214Hr=94mn11=（r/min）Hmin=80mn11=（r/min）8單位：P（萬(wàn)方案Ⅰ和方案Ⅱ等吸出高度線的計(jì)算和繪制均按上述步驟進(jìn)行，計(jì)算結(jié)果分別計(jì)于表27和表28中。（3）根據(jù)各工況點(diǎn)的Hs 、P，繪出各水頭下的Hs=f（P）曲線。圖22二、等吸出高度線的計(jì)算與繪制 計(jì)算與繪制Hs步驟：（1）計(jì)算各水頭相應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速n11M，在模型綜合特性曲線上過(guò)各n11M作水平線與各等線相交，記下各交點(diǎn)的、Q1值。表25方案三等效率曲線計(jì)算表Hmax = 100m n11m = （r/min）H r= 94m n11m = （r/min）Q11PQ11PH = 86m n11M =（r/min）Hmin = 80m n11M = （r/min）Q11PQ11P單位:P(萬(wàn)計(jì)算公式：原型水輪機(jī)效率。方案三和方案四等效率曲線的繪制均按上述步驟進(jìn)行，計(jì)算結(jié)果分別計(jì)于表25和表26中。（2）在曲線=f（P）上的以某效率（例如=90%）作為水平線與各=f（P）曲線相交找出各點(diǎn)的H、P值。則水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪軸向水推力為：(8)檢驗(yàn)水輪機(jī)的工作范圍，并繪制其工作范圍設(shè)計(jì)工況的單位流量=最大、最小及設(shè)計(jì)水頭所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速：平均水頭下的單位轉(zhuǎn)速： 各方案技術(shù)參數(shù)列表 表23 各初選方案參數(shù)列表初選方案﹪方案一510204275方案二6377552方案三5102049142075方案四6377550 精選方案的確定：對(duì)以上四種初選方案的參數(shù)進(jìn)行比較：（1）在同樣出力條件下，方案一和方案二的水輪機(jī)軸向水推力較小；（2）經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)中，方案一和方案二的的幾何吸出高度在滿足空化指標(biāo)的前提下大于方案方案三和方案四，對(duì)以上四種初選方案的水輪機(jī)工作范圍進(jìn)行比較：方案一和方案二的高效率區(qū)較方案三和方案四為狹窄。(6)飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算查《水輪機(jī)》可知HL180/A194的單位飛逸轉(zhuǎn)速為故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為：(7)轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算～。④分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算、對(duì)應(yīng)的吸出高度。(4)水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量Q的計(jì)算設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量為：則(5)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，以其中的最小值作為最大允許吸出高度，為此進(jìn)行如下計(jì)算。轉(zhuǎn)輪直徑查《水輪機(jī)》第313頁(yè)附表1）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(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校核計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值10m～，轉(zhuǎn)輪直徑仍以為10,2為宜。查《水輪機(jī)》P323HL180/A194模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線取最優(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(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。本電站轉(zhuǎn)輪直徑較大。查《水輪機(jī)》知：查《水輪機(jī)》空化系數(shù)修正值曲線得水輪機(jī)水頭為80～100時(shí)，： ：：，再留一定的余量，取最大允許吸出高度。①、計(jì)算、 所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速：：：②、確定個(gè)水頭所對(duì)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，查《水輪機(jī)》第323頁(yè)附圖7，=：=0、743：③、用①、②中計(jì)算的對(duì)應(yīng)的工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線上分別查出、所對(duì)應(yīng)的模型空化系數(shù)，、。(3)轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由模型綜合特性曲線上查得查《水輪機(jī)》第166頁(yè)表6—6可知：～75r/min間，故取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為：取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為：75，則磁極對(duì)數(shù)為：40。查《水輪機(jī)》第105頁(yè)式（6—13）可得水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑為：(2)效率的計(jì)算（最大模型效率查《水輪機(jī)》第323頁(yè)附圖7。則水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪軸向水推力為：(8)檢驗(yàn)水輪機(jī)的工作范圍，并繪制其工作范圍圖設(shè)計(jì)工況的單位流量=最大、最小及設(shè)計(jì)水頭所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速：平均水頭下的單位轉(zhuǎn)速： 方案三各技術(shù)參數(shù)的計(jì)算(1)轉(zhuǎn)輪直徑的計(jì)算水輪機(jī)額定出力：（kw）式中，式中，——為發(fā)電機(jī)的效率，～，～,因?yàn)楸倦娬締螜C(jī)容量比較大，取。(6)飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算查《水輪機(jī)》可知HL180/D06A的單位飛逸轉(zhuǎn)速為故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為：(7)轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算～。④、分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算、對(duì)應(yīng)的吸出高度。(4)水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量Q的計(jì)算設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量為：則(5)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，以其中的最小值作為最大允許吸出高度，為此進(jìn)行如下計(jì)算。所以選擇水輪機(jī)直徑=。查《水輪機(jī)》第105頁(yè)式（6—13）可得水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑為：(2) 效率的計(jì)算（最大模型效率查《水輪機(jī)》第324頁(yè)附圖8。則水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪軸向水推力為：(8) 檢驗(yàn)水輪機(jī)的工作范圍，并繪制其工作范圍圖設(shè)計(jì)工況的單位流量=最大、最小及設(shè)計(jì)水頭所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速：平均水頭下的單位轉(zhuǎn)速： 方案二各技術(shù)參數(shù)的計(jì)算(1)轉(zhuǎn)輪直徑的計(jì)算水輪機(jī)額定出力：式中，式中，——為發(fā)電機(jī)的效率，～，～,因?yàn)楸倦娬締螜C(jī)容量比較大，取。(6)飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算查《水輪機(jī)》可知HL180/D06A的單位飛逸轉(zhuǎn)速為故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為：(7)轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算～。④、分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算、對(duì)應(yīng)的吸出高度。(4)水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量Q的計(jì)算設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量為：則(5)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，以其中的最小值作為最大允許吸出高度，為此進(jìn)行如下計(jì)算。所以選擇水輪機(jī)直徑=。查《水輪機(jī)》第105頁(yè)式（6—13）可得水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑為：(2) 效率的計(jì)算（最大模型效率查《水輪機(jī)》第324頁(yè)附圖8。其基本參數(shù)見(jiàn)表22所示：表22 方案的確定以及基本參數(shù)初選方案（序號(hào)）水輪機(jī)型號(hào)裝機(jī)臺(tái)數(shù)單機(jī)容量（MW）一HL180/D06A5500二HL180/D06A4625三HL180/A1945500四HL180/A1944625 各初選方案原型水輪機(jī)參數(shù)的計(jì)算 方案一各技術(shù)參數(shù)的計(jì)算(1)轉(zhuǎn)輪直徑的計(jì)算水輪機(jī)額定出力：（kw）式中，式中，——為發(fā)電機(jī)的效率，～，～,因?yàn)楸倦娬締螜C(jī)容量比較大，取?？紤]到機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)工程建設(shè)費(fèi)用的影響、機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電廠運(yùn)行效率的影響、機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電廠運(yùn)行維護(hù)的影響、機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)設(shè)備制造，運(yùn)輸及安裝的影響、機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)對(duì)電力系統(tǒng)的影響和機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電廠主接線的影響綜合考慮并參照國(guó)內(nèi)相似水電站取機(jī)組臺(tái)數(shù)為5臺(tái)或4臺(tái)。其基本參數(shù)如下表：表21 兩種型號(hào)水輪機(jī)的參數(shù) 參數(shù)型號(hào)導(dǎo)葉相對(duì)高度最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速最優(yōu)單位流量模型空化系數(shù)HL180/D06A69690HL180/A19470650由于電站以發(fā)電為主平時(shí)電站主要擔(dān)任基荷，枯水期擔(dān)任峰荷或腰荷。經(jīng)斜流式水輪機(jī)和混流式水輪機(jī)的比較，查《水輪機(jī)》第313頁(yè)知：符合此水頭下的水輪機(jī)型號(hào)有:HL180/D06A水頭范圍110～150m、HL180/A194水頭范圍110～150m、HL240/D41水頭范圍70～105m、HL220/A153水頭范圍90～125四種。（3）、 總裝機(jī)容量：P總=2500MW 保證出力：500MW（4）、 水輪機(jī)工作水頭 最大水頭Hmax=100m 平均水頭Hav=90m