【正文】 =，最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速，設(shè)計工況點的單位流量=1830L/s對應(yīng)的模型效率,暫取，則原型水輪機的效率，故按我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列，難以保證設(shè)計水頭下發(fā)出額定出力，不經(jīng)濟，本機組屬于大型水輪機，故取非標(biāo)準(zhǔn)值。這是一項至關(guān)重要的工作，它直接關(guān)系到水電站的機組能否長期穩(wěn)定運行和投資的多少。 設(shè)計要求(1) 充分查閱相關(guān)文獻資料，按給定格式撰寫畢業(yè)設(shè)計開題報告；(2) 翻譯至少一篇2000單詞以上的本專業(yè)外文文獻；(3) 按學(xué)校統(tǒng)一格式編寫畢業(yè)設(shè)計說明書，要求書寫整潔，語言簡練，概念正確，條理清楚；計量單位規(guī)范統(tǒng)一；(4) 繪圖要求：設(shè)計圖紙相關(guān)格式符合國家規(guī)范要求，圖幅和張數(shù)如下：1張水輪機總裝配圖（0號圖）；1張導(dǎo)水機構(gòu)裝配圖（1號圖）；1張導(dǎo)葉布置圖（1號或2號圖）；1張水輪機主要部件的組裝圖或零件圖（圖幅根據(jù)內(nèi)容自定）。此次畢業(yè)設(shè)計對我今后的學(xué)習(xí)和 發(fā)展具有重大的意義，將是我人身中的一筆巨大財富。畢業(yè)設(shè)計不僅是對大學(xué)所學(xué)知識的一個總結(jié)，更是為以后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)，培養(yǎng)自己獨立思考，實事求是和解決實際問題的能力。（2）分析水輪機各零部件的作用和結(jié)構(gòu)特點，尋找各零部件的特征尺寸以及各尺寸的關(guān)聯(lián)關(guān)系，參照水輪機設(shè)計手冊等現(xiàn)有資料，運用AutoCAD繪圖軟件，對東西關(guān)水電站的水輪機結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。水輪機選型是水電站設(shè)計中的一項重要任務(wù)。我國在新產(chǎn)品開發(fā)、新技術(shù)和新材料應(yīng)用，設(shè)計手段等發(fā)面獲得了飛速發(fā)展。新中國成立以來，我國的水輪機和水電設(shè)備研究設(shè)計和制造業(yè)經(jīng)歷了從無到有、從小到大、從性能一般水平跨入世界先進行列的過程。水輪機選型設(shè)計既是水電站設(shè)計的重要內(nèi)容之一，也是編制設(shè)備采購招標(biāo)文件的依據(jù)。水電開發(fā)迎來難得的發(fā)展機遇。黨的十七屆五中全會明確，要在保護生態(tài)的前提下積極發(fā)展水電。2013屆熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）東西關(guān)水電站水輪機選型與結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)論文 言改革開放以來，我國電力工業(yè)的高速發(fā)展為我國國民經(jīng)濟持續(xù)、快速增長和人民生活水平的不斷提高提供了強有力的能源支撐。水能資源是可再生能源，是技術(shù)上最成熟，經(jīng)濟上最合理的清潔能源，也是我國能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分?！?”期間，國家計劃投資新能源5萬億元，常規(guī)水電將開工建設(shè)8300萬千瓦。水輪機作為水力原動機，在水電建設(shè)項目中，水輪機選擇設(shè)計具有重要意義：水輪機效率高，抗空蝕性能好，機組運行穩(wěn)定，則發(fā)電效益就高。因此，需要加強轉(zhuǎn)輪選型設(shè)計和整個水輪機機構(gòu)的設(shè)計研究，進一步提高機組的性能和質(zhì)量，以適應(yīng)我國水電事業(yè)的飛速發(fā)展。特別是近幾年來，通過出口機組和與世界著名水輪機制造公司的合作和接觸機會增多，了解了國際上在水輪機設(shè)計中的經(jīng)驗和特點。本文根據(jù)東西關(guān)水電站的工程概況和相關(guān)參數(shù)，做了如下工作：（1）選擇合適的水輪機機型。本文根據(jù)水輪機型譜參數(shù)表和模型綜合特性曲線，利用相關(guān)公式計算出原型水輪機的基本參數(shù)轉(zhuǎn)輪直徑D1和轉(zhuǎn)速，然后將計算所得到參數(shù)轉(zhuǎn)換為單位轉(zhuǎn)速在模型綜合特性曲線上檢驗所選參數(shù)是否合適，并繪制出水輪機綜合運轉(zhuǎn)特性曲線。設(shè)計中優(yōu)先采用先進結(jié)構(gòu)、新型材料，綜合考慮安全性、制造工藝以及安裝、維護檢修各方面因素。此外，通過此次畢業(yè)設(shè)計可以加強自己的文字表達能力，更好地掌握一些辦公軟件和繪圖軟件，使自己全面發(fā)展。 原始資料水輪機額定出力：最低水頭：最高水頭：額定水頭：17m額定轉(zhuǎn)速：安裝高程：吸出高度： 設(shè)計內(nèi)容和要求 設(shè)計內(nèi)容(1) 根據(jù)給定的單臺水輪機額定出力和水頭等參數(shù)，進行水輪機轉(zhuǎn)輪的型計算，確定合適的水輪機型號、機組同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)輪直徑等參數(shù)，并繪制水輪機運轉(zhuǎn)綜合特性曲線；(2) 按選型計算確定的水輪機型號和轉(zhuǎn)輪直徑等參數(shù)，確定水輪機的主要特征尺寸，進行座環(huán)、蝸殼、轉(zhuǎn)輪室、尾水管和機坑里襯等水輪機埋入部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計；(3) 按選型計算確定的水輪機型號和轉(zhuǎn)輪直徑等參數(shù)，確定水輪機的主要特征尺寸，進行座環(huán)、蝸殼、轉(zhuǎn)輪室、尾水管和機坑里襯等水輪機埋入部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計；；(4) 根據(jù)水輪機的出力、轉(zhuǎn)速等參數(shù)估算主軸直徑，確定轉(zhuǎn)輪與主軸的連接方式；進行主軸軸身應(yīng)力的強度校核計算，根據(jù)校核結(jié)果修改并最終確定主軸的結(jié)構(gòu)；(5) 進行導(dǎo)水機構(gòu)設(shè)計，進行頂蓋、底環(huán)、控制環(huán)、導(dǎo)葉及其傳動機構(gòu)、導(dǎo)葉的立面和端面密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計，繪制導(dǎo)葉布置圖，檢查導(dǎo)葉傳動與接力器移動的均衡性，檢查傳動件在不同位置是否相碰，并根據(jù)檢查結(jié)果修改；(6) 根據(jù)水輪機的結(jié)構(gòu)進行水輪機工作密封和檢修密封裝置設(shè)計；(7) 根據(jù)機組的型式和電站的自然條件水導(dǎo)軸承設(shè)計；(8) 根據(jù)水輪機的結(jié)構(gòu)和電站的自然條件選擇合適的補氣方式；(9) 進行水輪機其它部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計。59 原始數(shù)據(jù)水輪機的選型設(shè)計就是根據(jù)水電站設(shè)計部門提供的原始資料及參數(shù)，選擇合理的水輪機型號和計算水輪機的各種數(shù)據(jù)。主要原始參數(shù)和資料如下：最高水頭Hmax=；額定水頭Ha=17m；最低水頭Hmin=額定出力P= 選擇轉(zhuǎn)輪型號查水輪機型譜，可供參考的機型為ZZ560 ZZ500，ZZ560適用水頭為1022m,雖然提高葉片強度性能較可靠，但是該轉(zhuǎn)輪空蝕系數(shù)較大，安裝高程較低，并且在低水頭區(qū)工況性能較差；相比較ZZ500空蝕系數(shù)較低，最優(yōu)工況點的空蝕系數(shù)較小，因此選擇轉(zhuǎn)輪ZZ500。(2) 轉(zhuǎn)速n的計算，故取水輪機的轉(zhuǎn)速n=(3) 水輪機的設(shè)計流量 水輪機綜合運轉(zhuǎn)特性曲線的繪制 等效率曲線的繪制（1）等效率曲線繪制的一般方法： ①對轉(zhuǎn)輪葉片的每一個安放角求出一個效率修正值，若各角下的模型水輪機的最高效率為，原型水輪機各角下的最高效率為，則②在間取若干水頭，計算各水頭對應(yīng)的,過各作水平線與轉(zhuǎn)槳式水輪機模型特性曲線的各等線相交，找出各角點的，其中由內(nèi)插確定，計算各點的真機效率和出力。③在各水頭的曲線的基礎(chǔ)上可繪制等效率線，其方法同混流式水輪機等效率的繪制。②根據(jù)模型水輪機與與原型機的幾何相似關(guān)系，換算出對應(yīng)的真機開度，并求出出力P。④在曲線上取某a值作水平線與各曲線相交，記下各點的水頭H以及出力P，將這些點（P，H）繪制到P～H坐標(biāo)系內(nèi)。 出力限制線的繪制由水輪機的最小水頭與額定水頭，分別計算出相應(yīng)的模型單位轉(zhuǎn)速與，在模型綜合特性曲線上以與分別作水平線，與確定為出力限制線的等開度線交于A、 B兩點。用直線連接A點與B點即H時原型水輪機的出力限制線。圖21 水輪機綜合運轉(zhuǎn)特性曲線東西關(guān)水電站水質(zhì)較好，設(shè)計中主要考慮機組的穩(wěn)定性和可靠性。水輪機軸與發(fā)電機軸通過聯(lián)軸螺栓直接連接。水輪機剖面圖如圖31所示。本電站采用整體型，鑄焊結(jié)構(gòu)，采用無蝶形邊的平行式焊接結(jié)構(gòu)，分為上環(huán)、下環(huán)、固定導(dǎo)葉三部分，分成兩瓣，采用ZG20MnSi鑄造。當(dāng)水頭在40米以下時，水輪機的蝸殼常用鋼筋混凝土在現(xiàn)場澆注而成；水頭高于40米時，則常采用拼焊或整鑄的金屬蝸殼。為防止水流沖刷及滲漏現(xiàn)象，在混凝土蝸殼和座環(huán)的連接部位還加有鋼板襯板。尾水管的形狀對水輪機性能具有較大的影響。為方便檢修，直錐段設(shè)φ800進人門。頂蓋的材料采用ZG30，基本厚度為130mm鋼板。頂蓋的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造要求較高，尤其是裝導(dǎo)葉套筒的孔應(yīng)與底環(huán)同心。支持蓋要求有足夠的強度和剛度，材料為ZG30。圖33 支持蓋 底環(huán)底環(huán)是一個環(huán)形部件，固定于座環(huán)上，作為導(dǎo)葉安放的基座，在設(shè)計時應(yīng)當(dāng)主要考慮剛度，可以不作強度計算。由于該水輪機底環(huán)屬于大型部件，受運輸條件的限制，本次設(shè)計中的底環(huán)應(yīng)分四瓣鑄造。導(dǎo)葉為對稱型導(dǎo)葉，導(dǎo)葉上軸頸210mm，中軸頸為230mm，下軸頸為190mm，瓣體高度為2550mm，總高為3906mm，導(dǎo)葉數(shù)為24個。為了有效防止泥沙和封水，中軸頸處設(shè)置了L型密封圈，下軸頸處設(shè)置了O型密封圈。導(dǎo)葉傳動機構(gòu)采用叉頭傳動機構(gòu)，主要由導(dǎo)葉臂、分半鍵、叉頭、叉頭銷、剪斷銷、連接螺桿、軸套螺帽和端蓋組成。在導(dǎo)葉臂與連桿之間設(shè)置剪斷銷，以保證在某個導(dǎo)葉被異物卡住后其他導(dǎo)葉能正常動作。 轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪體外表面是過流通道的一部分，其內(nèi)部則裝有全部葉片和操作機構(gòu)，上部與主軸聯(lián)接，下部接泄水錐，形狀較為復(fù)雜。轉(zhuǎn)輪體外圓采用球形結(jié)構(gòu)，球形輪轂?zāi)苁谷~片和轉(zhuǎn)輪體表面配合良好，在各種葉片轉(zhuǎn)角下它們之間的間隙可以很小，從而減小容積損失。 主軸水輪機主軸采用雙法蘭薄壁空心軸，材質(zhì)為ZG20MnSi。水輪機軸與轉(zhuǎn)輪采用20個M130螺柱連接，采用銷套傳遞扭矩，連軸螺柱不受剪切力。 槳葉操作機構(gòu)及操作油管 槳葉操作機構(gòu)葉片操作機構(gòu)有很多種