【正文】 的 39。rrrNQ H H ?= 12371 1 .8 49 .8 1 1 .1 5 5 0 .4 5 0 .4 9 0 % m?? ? ? ? 選用與之接近而偏大的標(biāo)稱直徑 1D = 2. 轉(zhuǎn)速 n 的計(jì)算 《水 力機(jī)械》查表 34 可得 HL220 水輪機(jī)在最有工況下單位轉(zhuǎn)速 39。10mn = 39。10n 和 avH = ， 1D = 代 入 式n= 39。先取 ? =%，則可得效率修正值為 ?? =%，由此可得原型水輪機(jī)在最優(yōu)工況和限制工況下的效率為 m a x m a x % % %M? ? ?? ? ? ? ? ? 8 9 .0 % 1 .0 % 9 0 .0 %M? ? ?? ? ? ? ? ? （與上述假定值相同） 單位轉(zhuǎn)速的修正值按下式計(jì)算： ? ?39。1 1 0 m a xm a x / 1mMnn ??? ? ? 則 39。10mnn?=? ?m a x m a x 0 . 9 2/ 1 1 0 . 5 5 %0 . 9 1M????? ? ? ????? 由于 39。1 10/ 3. 0%mnn? ? ? ，按規(guī)定單位轉(zhuǎn)速可不加修正， 同時(shí)單位流量 39。 由上可見原假定的 ? =%、 39。11m? 、 39。10 10mnn? 是正確的，那么上述計(jì)算及選用的結(jié)果 1 ? ， 250 / minnr? 是正確的。1maxQ 及各特征水頭相對(duì)應(yīng)的 39。水輪機(jī)在 ,rrHN下工作時(shí)，其 39。1maxQ ，故 39。 2 2 31 m a x 1m a x 0 .9 6 8 2 5 0 .4 2 7 .4 9 /rQ Q D H m s? ? ? ? ? 與特征水頭 max min,HH和 rH 相對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速為 39。 11 m a xm in2 5 0 2 8 3 . 6 8 / m in3 5 . 7nDH ?? ? ? 39。1max 968 /Q L S? ，39。1 m a x 1 m in83 .6 8 / m in, 61 .6 0 / m inn r n r??的直線，這三根直線所圍成的水輪機(jī)工作范圍（圖中陰影部分）基本上包含了該特性曲線的高效率區(qū)，所以對(duì)于 HL220 型水輪機(jī)方案，所選定的參數(shù) 1 ? ， 250 / minnr? 是合理的。1rn =, 39。10 /minnr 71 70 3 模型轉(zhuǎn)輪參數(shù)（最優(yōu)單位流量39。根據(jù)以上分析，在限制供貨方面沒有問題時(shí)，初步選用 HL220 型水輪機(jī)方案，故水輪機(jī)型號(hào)為 HL220— LJ— 200。 en _額定轉(zhuǎn)速（ r/min） ﹙ ﹚ iD _定子內(nèi)徑 C系數(shù)（ 4* 6610 ~ *10??）此處取 5* 610? tI = 2fieSCDn = 6213333 9 5 .6 55 1 0 3 3 3 .9 4 2 5 0 cm? ?? ? ? 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 3 3 3 .9 4 0 .0 1 4 0 .0 3 59 5 .6 5 2 5 0itDIn ? ? ?? 所以采用懸式水輪發(fā)電機(jī) ??9 4. 定子鐵芯外徑 aD （機(jī)座號(hào)） 250 / m i n 166 .7 / m i nen r r?? aD = 333 .94 377 .63iD c m?? ? ? ? 則取 aD =378cm，故發(fā)電機(jī)型號(hào)為 12 12 / 378SF ? 二、外形尺寸估算 1. 平面尺寸估算 （ 1）定子機(jī)座外徑 1D 214 250 / m in 300enr? ? ? 1 1 .2 0 1 .2 0 * 3 7 8 4 5 3 .6aD D c m? ? ? ? （ 2）風(fēng)罩內(nèi)徑 2D 20210fS KVA? 21 453 .6 200 653 .6D D c m? ? ? ? ? ? （ 3）轉(zhuǎn)子外徑 3 2iDD??? ?? 單邊空氣間隙，初步估算時(shí)可忽略不計(jì) 3 D cm? ? ? （ 4）下機(jī)座最大跨度 4D 10 00 0 10 00 00fS K VA?? D m? ? ? 式中 5D 為水輪機(jī)基坑直徑 ??9 5D = D m? ? ? =+==3600cm （ 5） 推力軸承外徑 6D 和勵(lì)磁機(jī)外徑 7D 查《水利機(jī)械》 6D =2400cm， 7D =1500cm 三、軸向尺寸計(jì)算 1．定子機(jī)座高度 1h 250 / m in 214 / m inen r r??, 1 2 2 * 183 .03th I c m?? ? ? ? ? 2． 上機(jī)架高度 2h 對(duì)于懸式承載機(jī)架 2h = 5 5 * 333 .94 83. 48iD c m?? 3． 推力軸承高度 3h ，勵(lì)磁機(jī)高度 4h 和永磁機(jī)高度 6h ??9 3h =1000mm, 4h =1500~1800, 取 1600mm，其中機(jī)架高 500~700 ，在這里取蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 600mm, 5h =600mm, 6h =500mm 4． 下機(jī)架高度 7h 懸式非承載機(jī)架 7h = 333 .94 7iD c m? ? ? 5． 定子支座支承面至下機(jī)架支承面或下?lián)躏L(fēng)板之間 的距離 8h 懸式非承載機(jī)架 8h = 333 .94 9iD cm? ? ? 6． 下機(jī)架支承面至主軸法蘭底面之間的距離 9h 按已生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)統(tǒng)計(jì)資料，一般為 700~1500mm,取 9h =800mm 7． 轉(zhuǎn)子磁軌軸向高度 10h 有風(fēng)扇時(shí)， 10 ( 7 0 0 ~ 1 0 0 0 ) 9 5 6 .5 8 0 0 1 7 5 6 .5th I m m m m? ? ? ? ? 8． 發(fā)電機(jī)主軸高度 11h 11 ( ~ )hH? ， H— 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 H= 1h? 2h + 3h + 4h + 5h + 6h + 8h + 9h =++100+160+60+50++80=m 11 0 .8 0 .8 7 6 6 .6 6 1 3 .2 8h H c m? ? ? ? ? 9． 定子鐵芯水平中心線至主軸法蘭盤底面距離 12h 12h = 1h? 10h =? += 四、水輪發(fā)電機(jī)重量估算 1. 發(fā)電機(jī)總重量 fG （ t） fG =2 2331133338 11 3. 35250feSKtn?? ??? ? ??? ?????? ﹙ ﹚ 1K — 系數(shù)，對(duì)懸 式發(fā)電機(jī)取 8~10，在此處取 8 2. 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重量一般可按發(fā)電機(jī)總重量的 1/2 估算 1 1 3 .3 5 5 6 .6 7 522fGGt? ? ? 3. 發(fā)電機(jī)飛輪力矩 2 3. 5 3. 5 22 5. 2 3. 33 94 0. 95 65 33 3. 47itCD K D I tm? ? ? ? ? ﹙ ﹚ 2K — 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，可按 ??9 選取 , 當(dāng) 100 375en?? 時(shí)， 2 ? iD — 定子鐵芯長(zhǎng)度（ m） tI — 定子鐵芯長(zhǎng)度（ m） 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第三節(jié) 蝸殼斷面形式及尺寸計(jì)算 本電站最大工作水頭超過 40m,故采用金屬蝸殼，有線變化結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水力損失大：拋物線變化結(jié)構(gòu)復(fù)雜，水利損失小。彎肘型尾水管。一般推薦使用合理半徑R=（ ~） 4D ， 外壁 6R 用上限，內(nèi)壁 7R 用下限，為了減少水流在 轉(zhuǎn)彎處的脫流及渦流損失，因此將肘管出口做成收縮斷面，并使斷面的高度縮小，寬度增大，高寬比約為 ，肘管進(jìn)出口面積比約為 左右。 主廠房的總長(zhǎng)度包括機(jī)組段的長(zhǎng)度（機(jī)組中心間距），端機(jī)組段的長(zhǎng)度和安裝場(chǎng)的長(zhǎng)度，并考慮必要的水工結(jié)構(gòu)分縫要求的尺寸。 1. 機(jī)組段長(zhǎng)度 1L 可按下式計(jì)算 1 xxL L L???? 式中 xL?? 機(jī)組段 +X 方向的最大長(zhǎng)度 ﹙ ﹚ xL?? 機(jī)組段 X 方向的最大長(zhǎng)度 xL? 和 xL? 可按《水力機(jī)械 》中的公式按尾水管，蝸殼層和發(fā)電機(jī)層分別計(jì)算，取其中的最大值。當(dāng) 1 ~ ? 時(shí)， ? =~,這里取 ? = 所以廠房的寬度 B= 1B + 2B =+= 三、廠房各層高層的確定 ? 的確定 對(duì)于立軸輪流式水輪機(jī) 02wsbH? ? ? ? ? w? — 設(shè)計(jì)尾水位 可根據(jù)水輪機(jī)的過流量從下游水位與流量關(guān)系曲線中查得為 0b — 導(dǎo)葉高度 0b = 1D =? = sH — 水輪機(jī)吸出高度（ ） 02wsbH? ? ? ? ? =++ = 在廠房設(shè)計(jì)中機(jī)組的安裝高層是一個(gè)控制性的標(biāo)高。 sH = 6 7 8 9 10 11 12h h h h h h h? ? ? ? ? ?=++++++= xH = ??=? 2 ? ? 2+= 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 （ 外加發(fā)電機(jī)安裝高程、廠房基礎(chǔ)開挖高程） 第三章 主廠房構(gòu)架計(jì)算 第一節(jié) 立柱的截面形式選擇 水電站廠房中現(xiàn)澆的構(gòu)架立柱大多采用矩形截面，當(dāng)?shù)踯嚻鹬啬芰υ?10 噸以上時(shí)，下柱截面高度 h 不小于 2H /12~ 2H /14,截面寬度不 小于 2H /25,（在此 2H 為下柱高度），一般要求 b? 40 厘米。 第二節(jié) 廠房屋面板荷載計(jì)算及型號(hào)選擇 該電站廠房（ Ⅱ級(jí)安全級(jí)別）采用 ? 的大型屋面板，抗震設(shè)計(jì)烈度為 6 度，無懸掛荷載 。并參照本圖集頁 1 關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，按抗震設(shè)防烈度為 6度，布置屋架上，下弦支撐。 梁的高跨比 h/l 一般取 11~47，梁的高寬比對(duì) T 形截面梁高與肋寬的比例可達(dá) 67，上翼緣寬度 39。1h 一般取 11~58梁高。1b = 1 0 .3 33 hm? ， 取 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 31 吊車梁的截面尺寸 二、吊車梁的荷 載計(jì)算 因?yàn)?G=， ＜跨度﹤ 表 31 起重機(jī)尺寸 起重機(jī) （ t） 跨度 （ m） 起升高 度 (m) 最大輪 壓 （ t） 起重機(jī)的重量 小車軌距? ?TL 小車輪距? ?TK 大車輪距 K 大梁底面至軌頂距離 F 起重機(jī) 最大寬度 B 主鉤 副鉤 主鉤 副鉤 75 20 20 22 4400 2600 6250 8 8616 由表可知小車重量為 ，起重機(jī)總重為 ，本電站吊運(yùn)最重部件為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為 ,大車輪距為 ，吊車梁最大跨度為 ,吊車跨度 ，主鉤到吊車梁軌道最小距離為 . 對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土吊車梁，混凝土標(biāo)號(hào)用 40C ,鋼筋用Ⅳ，混凝土容重為 25KN/ 3mm ,吊車梁的荷載包括均布荷載、自重和鋼軌及附件重，以及移動(dòng)的集中荷載、吊車荷載。 0 m a x00 . 1 0 . 1 2 5 0 . 2 4 1 0 0 . 0 81 . 2 1 0 0 . 0 8 1 2 0 . 0 1QT P K NT K N?? ? ? ? ?? ? ? ?? 0其 設(shè) 計(jì) 值 為 ： Q 三、吊車梁內(nèi)力計(jì)算 1. 吊車梁自重彎矩值計(jì)算 彎矩計(jì)算可根據(jù)公式 2101M 8r f q? 其中 0r — 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)（Ⅱ ,） ﹙ ﹚ f — 設(shè)計(jì)狀況系數(shù)（吊車梁為持久狀況， ） 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 q— 吊車梁均布荷載（ ） l— 吊車梁的跨長(zhǎng)（ ） 將以上各值代入 2101M 8r f q?中得 21 11 . 0 1 . 0 1 0 . 0 7 7 . 5 7 0 . 88M K N m? ? ? ? ? ? 2. 吊車梁集中荷載（最大輪壓）彎矩值計(jì)算 圖 32 吊車梁荷載簡(jiǎn)圖 設(shè)發(fā)生絕對(duì)最大彎矩時(shí)有 2個(gè)荷載在梁上，其合力為 2 300 .24 600 .48RF K N? ? ? RF 至臨界荷載的距離 a由合力矩定理求得 4 22PPa ??? 使 P與 RF 對(duì)稱于梁的中點(diǎn)，此時(shí)梁上荷載與求合力時(shí)相符。 3 339。 39。 31 1 11 .0 1 .0 0 .1 5 0 .30 .1 522 0 .3 52 2 0 .1 5 0 .4 1 .0 0 .1 5 0 .3ah h h bhy h b h h b? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ??? ﹙ ﹚ 所以 2 5 3 8