【正文】 =130，故水輪機的飛逸轉(zhuǎn)速為：n= n=130/= 軸向水推力： 從相關(guān)資料上可以查的：HL220的軸向水推力系數(shù)K=—。 F=9810KDH==400t 轉(zhuǎn)輪重量： G= 蝸殼的水力計算 蝸殼形式和主要參數(shù)選擇對蝸殼進行水力計算的目的，是為了確定蝸殼各個斷面的幾何形狀和尺寸，繪出蝸殼單線圖，蝸殼的水力計算是在已經(jīng)選擇完蝸殼形式和主要參數(shù)的情況下進行的，首先確定進口斷面的尺寸，然后在求出其它斷面的尺寸。故選金屬蝸殼。 （4）確定與座環(huán)連接尺寸 (mm)查文獻[2]P22，根據(jù)=，Db=，Da= ，K=， R=， Ra=，導葉高度 。S= 蝸殼進口斷面主要尺寸的確定（1）蝸殼進口斷面半徑 進口斷面流量： 進口斷面面積： 蝸殼進口斷面半徑： （2）蝸殼進口斷面中心距（3）蝸殼進口斷面外圓到中心距離 計算蝸殼系數(shù)C和蝸殼常數(shù)K 圓形斷面各尺寸的計算根據(jù)公式：= ； =；=+；=+；通常的變化幅度采用，具體計算可按下列表格進行：表111 蝸殼斷面計算計算項目各斷面編號序號項目1234567891011121314151345330315300285270255240225210195180165150135232456=78=9=+10=+ 橢圓斷面各尺寸的計算當包角小于時，各圓形斷面均需變成橢圓斷面，其原則是根據(jù)圓形斷面面積，然后將它換算為等面積的橢圓斷面。 轉(zhuǎn)輪型號：HL220LJ500 轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)葉片數(shù)的多少對水輪機的能量特性、氣蝕特性和轉(zhuǎn)輪強度均有影響。但葉片數(shù)少，會導致葉片有限對水輪機的影響增大，從而使水輪機的最高效率下降。所以葉片數(shù)對水輪機特性的影響應(yīng)視某個因素占主導地位而定。取=15片。表114 轉(zhuǎn)輪法蘭尺寸H140021001800145150218135013002021006029020表115 流道尺寸 尾水管的選擇尾水管是水輪機過流通道的最后一部分，尾水管的形狀對不同比轉(zhuǎn)速水輪機的性能存在不同程度的影響。（見文獻[4]P117圖71或文獻[1]P167圖583） 水管主要尺寸選擇（1）尾水管深度尾水管深度h是指水輪機座環(huán)平面到尾水管底版平面間的高度，一般可作如下選擇：對于轉(zhuǎn)輪進口直徑小于轉(zhuǎn)輪出口直徑的混流式水輪機取h ，此處取h＝==13m。（3） 肘管段肘管的形狀十分復雜，它對整個尾水管的性能影響很大，一般推薦定型的標準肘管（見文獻[1]P167），則肘管 =825mm。 繪制尾水管單線圖（如附錄四） 導水機構(gòu)主要參數(shù)的選擇 導葉形狀選擇非對稱（正曲率）導葉一般用于具有全包角蝸殼，并工作于較大開度的高中比速混流式水輪機，轉(zhuǎn)輪進口需要的環(huán)量較小，而蝸殼所形成的環(huán)量大于轉(zhuǎn)輪進口所需的環(huán)量，所以需要選取減環(huán)量的正曲率導葉。 導葉高度=== 導葉開度(文獻[4]P144)（1）最優(yōu)開度對于混流式水輪機或轉(zhuǎn)槳式水輪機都取設(shè)計水頭下的單位轉(zhuǎn)速與最優(yōu)效率點對應(yīng)的開度值。= （3）最大可能開度導葉所能開的最大開度===185mm。 相對偏心距根據(jù)=5m查表(文獻[4]P141表87得：，導葉的有效長度，則相對偏心距 （文獻[1]P138)。 接力器直徑的選擇當油壓裝置的額定油壓為25Pa時，采用標準導水機構(gòu)且用兩個單缸接力器操作時，每個接力器的直徑： (文獻[2]P222) (115)（上式中為計算系數(shù)， 為導葉高度。于是，=。 接力器容積的確定雙直缸接力器的總?cè)莘e (文獻[2]P223式47) （116）代入數(shù)據(jù)得： = 主軸和軸承尺寸的確定 主軸型式主軸承受的扭力距為：M=97400 （） （文獻[4]P319）式中：N 為主軸傳遞功率（KW）n為同步轉(zhuǎn)速（）求得M=kg/cm ，查扭力矩與主軸外徑關(guān)系曲線（文獻[4]P319）的D=1400mm600mm，所以采用薄壁軸。 結(jié)構(gòu)說明本電站水輪機的型號為HL220—LJ—500，水輪機為標準的HL220型，采用15MnVCu材料分兩瓣制造，現(xiàn)場組裝成整體，上冠和下環(huán)分別采用螺栓連接和焊接。在上冠上開有減壓用的泄水孔，上下部止漏環(huán)均采用縫隙式。水輪機導軸承為水潤滑橡膠導軸承。接力器為兩只單管的直缸式接力器。尾水管補氣采用十字補氣架。在輸出有功功率一定的條件下，提高功率因數(shù)可以提高發(fā)電機有效材料的利用率，減輕發(fā)電機的總重量，并可提高發(fā)電機的效率，單將使發(fā)電機的視在功率和穩(wěn)定性下降。在選擇時應(yīng)該考慮下列幾項因素：（1）電負荷和磁負荷應(yīng)在合理的數(shù)值范圍內(nèi)，參數(shù)等應(yīng)滿足要求。（3）定子轉(zhuǎn)子等最大部件的尺寸應(yīng)滿足運輸條件。 定子內(nèi)徑對多極電機在選擇主要尺寸時一般是先確定極距，再算出定子鐵芯內(nèi)徑。 定子鐵芯長度當極距（或定子鐵芯內(nèi)徑）確定以后，可以按下式求出：（cm） (22) 其中為系數(shù)；～，；代入數(shù)據(jù)得：==（cm） 發(fā)電機結(jié)構(gòu)形式的選擇水輪發(fā)電機主要結(jié)構(gòu)形式有立式和臥式，通常小容量的水輪發(fā)電機對采用臥式結(jié)構(gòu)，中容量水輪發(fā)電機采用立式或臥式結(jié)構(gòu)，而大容量的水輪發(fā)電機則廣泛采用立式結(jié)構(gòu)。本設(shè)計方案水輪發(fā)電機采用立式布置結(jié)構(gòu)。發(fā)電機推力軸承位于轉(zhuǎn)子上部的統(tǒng)稱為懸式；發(fā)電機推力軸承位于轉(zhuǎn)子下方的統(tǒng)稱為傘式。（見文獻[3]P28）根據(jù)=，所以采用全傘式結(jié)構(gòu)。 機座外徑 ：當214， =+(500~700) (mm)當214， =+(700~1000) (mm)對于本方案，=+(500~700) (mm)= 發(fā)電機機坑直徑 ： 當214， =+（1400~2800）mm當214， =+(1600~2200) mm 對于本方案，=+= 下機架：當15000（KVA）時，當20000（KVA）時， 大型傘式機組取上限，式中為水輪機機坑直徑與轉(zhuǎn)輪直徑有關(guān)，可由文獻[3]P125表249查得。 負荷機架高度： ===2668 上機架高： ===1334 推力軸承高度：查文獻[4]163頁表38得推力軸承高度=1500~2000 mm。 發(fā)電機總高： 發(fā)電機主軸高度=9m 風罩內(nèi)徑： 時， 時，對于本方案，=+24= 定子鐵芯外徑： 當， =+ 當， =+ 對于本方案，=+=+ 發(fā)電機重量估算 總重：發(fā)電機總重與它的容量，轉(zhuǎn)速，電壓以及功率因數(shù)等參數(shù)有關(guān)，可根據(jù)額定轉(zhuǎn)矩按文獻[3]P125圖260查得。 帶軸轉(zhuǎn)子重量 可以按照下式估算： （t）見文獻[3]P125 (23) 式子中，以米計，K為經(jīng)驗系數(shù)可以按文獻[3]P126表250選取。它直接影響到發(fā)電機在甩負荷時的速度上升和系統(tǒng)負荷突變時發(fā)電機的運行穩(wěn)定性，對電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程和動態(tài)過程也有很大的影響。的值可以根據(jù)下式估算：（） (24)式中 ：K為經(jīng)驗系數(shù)， 發(fā)電機定子鐵芯內(nèi)徑 m 定子鐵芯長度 m代入數(shù)據(jù)得出：= 慣性時間常數(shù)表示發(fā)電機額定轉(zhuǎn)距作用下，把轉(zhuǎn)子從靜止狀態(tài)加速到額定轉(zhuǎn)速所需的時間。代入數(shù)據(jù)得出： 發(fā)電機結(jié)構(gòu)說明本發(fā)電機型號為SF175—56/1424，額定容量為175MVA，定子鐵心外徑1424cm.主要結(jié)構(gòu)部件說明：采用立式全傘式發(fā)電機。推力頭與輪轂鑄成整體。采用稀油潤滑分塊瓦式導軸承。采用封閉雙路徑向無風扇通風系統(tǒng)。勵磁裝置：采用可控硅勵磁系統(tǒng)，取消了勵磁