水利水電畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、青海大學(xué)填寫說(shuō)明1. 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的選題應(yīng)以專業(yè)課的內(nèi)容為主，可以針對(duì)某些基礎(chǔ)理論和學(xué)術(shù)問(wèn)題進(jìn)行探討，也可以結(jié)合科技生產(chǎn)和社會(huì)生活的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行研究、開發(fā)與設(shè)計(jì)。2. 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）一般為一人一題。若需二人以上共同完成，須由指導(dǎo)教師提出并經(jīng)院、系（部）負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。大題目的總體設(shè)計(jì)每個(gè)同學(xué)都要參加，其余部分應(yīng)做到分工明確，每個(gè)學(xué)生必須獨(dú)立完成其中的一部分工作，并獨(dú)立撰寫各自的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）。所有學(xué)生的選題經(jīng)研究確定后，一般不允許中途更改課題。特殊情況需要更改課題者，填寫畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）選題變更申請(qǐng)表說(shuō)明理由，并經(jīng)指導(dǎo)教師，教學(xué)院、系（部）同意后方可更改。3. 本開題報(bào)告最遲應(yīng)在開始畢業(yè)論

2、文（設(shè)計(jì)）的前兩周確定，并上報(bào)給指導(dǎo)老師，必須經(jīng)指導(dǎo)老師和院、系（部）批準(zhǔn)方才有效，否則無(wú)效。4. 本開題報(bào)告使用A4紙張，上、下、左、右頁(yè)邊距均為2.5cm，請(qǐng)不要改變本開題報(bào)告頁(yè)面設(shè)置。所有自己書寫的內(nèi)容請(qǐng)使用楷體。研究課題名稱起止年月年 月 日 年 月 日成果形式論文、設(shè)計(jì)、軟件、硬件等申請(qǐng)者姓名性別班級(jí)指導(dǎo)教師姓名性別職稱課題組成員學(xué)號(hào)姓名性別班級(jí)在本項(xiàng)目中的分工1.選題的背景、意義和應(yīng)用前景2.本選題在國(guó)內(nèi)、外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)：3.主要研究?jī)?nèi)容：第 1 頁(yè)4. 擬采取的研究（設(shè)計(jì)）方法和技術(shù)路線（包括研究（設(shè)計(jì)）工作的總體安排、步驟和各時(shí)間段的工作任務(wù)等）5. 研究（設(shè)計(jì)）方案的

3、可行性分析和已具備的研究（設(shè)計(jì)）條件以及主要的參考文獻(xiàn)、軟件等：6.最終成果描述：第 2 頁(yè)7.指導(dǎo)教師意見（對(duì)本研究（設(shè)計(jì)）項(xiàng)目的意義、方案、取得預(yù)期成果的可能性等簽署具體意見）： 指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日院教學(xué)工作委員會(huì)意見（或成績(jī)）： 負(fù)責(zé)人（蓋章）： 年 月 日第 3 頁(yè)目 錄第一章.水電站主要設(shè)備的選擇2一.輪機(jī)的選擇2二.發(fā)電機(jī)的選擇5三.調(diào)速器的選擇8四.吊車的選擇9五.變壓器的選擇10第二章.廠房的布置設(shè)計(jì) 10一.確定廠房的平面尺寸 10二. 確定廠房各高程 14第三章電站樞紐布置設(shè)計(jì) 14第四章引水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15一.進(jìn)水口的設(shè)計(jì)15二.引水道的設(shè)計(jì)16三.機(jī)組的水擊調(diào)

4、保計(jì)算 16四尾水洞斷面尺寸設(shè)計(jì)23五調(diào)壓室的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算23六.無(wú)壓尾水隧洞的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 26七尾水洞閘門室及其設(shè)備的布置26第五章壓力管道的結(jié)構(gòu)計(jì)算27第一章 水電站主要設(shè)備的選擇一.水輪機(jī)的選擇1 水輪機(jī)型號(hào)的選擇由設(shè)計(jì)資料可以知道，該水輪機(jī)最大工作水頭Hmax=181.7m，最小工作水頭Hmin=114.3m，額定工作水頭Hr=148m?；炝魇剿啓C(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，效率高，應(yīng)運(yùn)廣泛，切適用水頭在30700m，故優(yōu)先選擇混流式水輪機(jī)。查混流式水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪主要參數(shù)表，初步選定HL200，HL180兩種型號(hào)。在最優(yōu)工況下效率分別為：200=90.7%、180=92.0%；汽蝕系數(shù)：2

5、00 =0.088、180=0.075。所以選用HL180 水輪機(jī)。2轉(zhuǎn)輪直徑的計(jì)算選用與之接近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)直徑D1=6.5m。3 機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算在原型水輪機(jī)的最高效率的情況下：考慮到制造工藝水平的情況，取1=1%；由于水輪機(jī)所應(yīng)用的蝸殼和尾水管的型式與模型基本相似，故認(rèn)為2=0，則效率修正值：由此求得水輪機(jī)在限制工況下的效率為：，與原來(lái)假定數(shù)值比較符合。引水發(fā)電站Ha=Hr=148m，下式中查表得最優(yōu)工況下的，同時(shí)由于：所以，則可以=6可忽略不計(jì)7代入上式。選用與之接近的標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速4工作范圍的驗(yàn)算在選定，的情況下，=0.86m3/s。水輪機(jī)的和各種特征水頭下相應(yīng)的值分別為：則水輪機(jī)的最大引用

6、流量Qmax為：對(duì)值在設(shè)計(jì)水頭=148m時(shí)在最大水頭Hmax=181.7m時(shí)在最小水頭Hmin=114.3m時(shí)在HL180水輪機(jī)的模型綜合特性曲線圖上，分別畫出=820L/min、=60.3、=76.0的直線，在圖上我們可以看到這些直線所標(biāo)出的水輪機(jī)相似工作范圍基本上包括了特性曲線的高效率區(qū)，所以對(duì)所選定的直徑D1=6.5m，n=125還是比較滿意的。5水輪機(jī)的吸出高Hs的計(jì)算由水輪機(jī)的設(shè)計(jì)工況查HL180水輪機(jī)的模型綜合特性曲線，查的相應(yīng)的汽蝕系數(shù)=0.08；由設(shè)計(jì)水頭Hr=148m，查汽蝕系數(shù)修正曲線圖可的=0.018，則可求的水輪機(jī)的吸出高Hs為：為水輪機(jī)安裝處的海拔高程,w為下游最低水

7、位668.68m。則水輪機(jī)的安裝高程為：6繪制運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線，并校核論證機(jī)組的工作穩(wěn)定性水輪機(jī)型號(hào)： HL180-LJ-650；特征水頭： Hmax=181.7m，Hmin=114.3m，Hr=148m；水輪機(jī)的額定出力： =56萬(wàn)KW；水輪機(jī)安裝高程： T=664m。當(dāng)水頭一定時(shí)，對(duì)應(yīng)于模型水輪機(jī)的為一常數(shù)，在相應(yīng)的主要綜合特性曲線上作為常數(shù)的平線，它與個(gè)等效率曲線相交于許多點(diǎn)，記取各點(diǎn)上的和值,便可求得各點(diǎn)相應(yīng)的HL180水輪機(jī)等效率曲線計(jì)算表H=160.0m=64.2=8.3883820.4284.3359.4820.4384.3304.1840.4686.3403.0840.4686.3

8、333.0860.588.3448.2860.588.3370.3880.5390.3485.8880.5590.3416.6900.5892.3543.5900.5892.3449.1910.6293.3587.2910.6293.3485.2910.7993.3748.2910.893.3626.1900.8192.3759.0900.8392.3642.6880.8690.3788.3880.8890.3666.6860.8988.3797.8860.9188.3674.0840.9286.3806.0840.9486.3680.5820.9584.3813.0820.9784.3685

9、.9800.9882.3818.8800.9982.3683.5780.9980.3807.0781.0180.3680.35%出力限制線上的點(diǎn)890.8491.3778.589.10.8591.4651.7 Hr=148.0m=66.8=7.4626Hmin=114.3m=76.0=5.0648820.4384.3270.5820.5184.3217.8840.4786.3302.7840.5786.3249.1860.5188.3336.1860.688.3268.3880.5690.3377.4880.6690.3301.9900.692.3413.3900.7492.3345.9910

10、.6393.3438.69193.30.0910.8193.3564.09193.30.0900.8492.3578.6900.8392.3388.0880.8890.3593.0880.8990.3407.0860.9388.3612.8860.9388.3415.9840.9586.3611.8840.9686.3419.6820.9784.3610.2820.9884.3418.480182.3614.2801.0182.3421.0781.0280.3611.2781.0380.3418.95%出力限制線上的點(diǎn)89.20.8591.5580.488.90.8691.2397.27計(jì)算設(shè)

11、備重量估算水輪機(jī)總重：K、b是與水頭有關(guān)的系數(shù)，a是與轉(zhuǎn)輪直徑有關(guān)的系數(shù)，其中K=8.1、b=0.16、，轉(zhuǎn)輪直徑D1=6.5m，額定工作水頭Hr=148m。轉(zhuǎn)輪重量：金屬蝸殼重量： ，為一個(gè)只與符號(hào)有關(guān)的系數(shù)。二 發(fā)電機(jī)的選擇1發(fā)電機(jī)的技術(shù)特征：由初始資料可知發(fā)電機(jī)的額定容量為612000KVA/55萬(wàn)KW，功率因數(shù)為0.9，電壓等級(jí)推薦使用18KW，定額頻率為50HZ，額定轉(zhuǎn)速n=125<150初步選定傘式發(fā)電機(jī)。磁極對(duì)數(shù)：極 距 ： Sf為發(fā)電機(jī)的額定容量（KVA） Kj系數(shù)，一般為810，容量大取上限，則取Kj=10。定子內(nèi)徑：定子鐵芯長(zhǎng)度：C 機(jī)械常數(shù)，對(duì)大容量發(fā)電機(jī)可取C=2

12、0*104N 發(fā)電機(jī)容量（MW） 定子鐵芯外徑：當(dāng)n166.7時(shí)，則飛逸轉(zhuǎn)速： k對(duì)混流式水輪機(jī)取1.82.3，則取1.8。 故最終選定半傘式發(fā)電機(jī)SF55048/1760，采用全空冷的冷卻方式。2發(fā)電機(jī)尺寸估算：1) 定子機(jī)座外徑D1由于 取 則 取值范圍為：()(mm)由于該發(fā)電機(jī)屬低速大容量發(fā)電機(jī) 取=19.3m2) 風(fēng)洞內(nèi)徑D2時(shí) 取值范圍為 對(duì)于低速大容量發(fā)電機(jī)取為22.0m3) 轉(zhuǎn)子直徑D3 在初步設(shè)計(jì)階段，轉(zhuǎn)子直徑可近似等于定子鐵芯內(nèi)徑，忽略氣隙寬4) 下機(jī)架跨距D4由 為水輪機(jī)坑內(nèi)徑，與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑有關(guān)，取為9.0m ，取為10.0m5) 推力軸承裝置直徑D6：4000500

13、0之間，初步設(shè)計(jì)取4.0m6) 勵(lì)磁機(jī)外徑D7：36004800之間，初步設(shè)計(jì)取3.6m7) 定子機(jī)座高度h1時(shí) =5.42+2.5×1.06=8.07m取8) 上機(jī)架高度h2對(duì)傘式不承載機(jī)架 發(fā)電機(jī)外形尺寸圖9）推力軸承高度h3，初步設(shè)計(jì)取2.0m10) 定子機(jī)座支承面到下機(jī)架支承面或到下?lián)躏L(fēng)板的距離h8對(duì)于傘式承載機(jī)架 11) 下機(jī)架支承面到大軸法蘭盤面的距離h9取12) 定子支承面到大軸法蘭盤面的距離h10，取6.4m13) 定子機(jī)座支承面到發(fā)電機(jī)頂部高度h1414) 發(fā)電機(jī)大軸高，初步設(shè)計(jì)取12m。15） 發(fā)電機(jī)總高H3設(shè)備重量估算： 發(fā) 電 機(jī) 總 重：為發(fā)電機(jī)重量系數(shù)，取

14、=27。 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連軸重： 上 支 架 重： 下 支 架 重： 發(fā) 電 機(jī) 定子重： 三調(diào)速器的選擇1調(diào)速功的計(jì)算水輪機(jī)的調(diào)速功為：其中Q為水輪機(jī)在最大水頭下以額定出力工作時(shí)的最大流量，其工作時(shí)的效率為屬于大型調(diào)速器，則接力器、調(diào)速柜和油壓裝置要分別進(jìn)行計(jì)算和選擇。2接力器的選擇接力器直徑的選擇采用2個(gè)接力器來(lái)操作水輪機(jī)的導(dǎo)葉機(jī)構(gòu)，初步選定額定油壓為2.5Mpa，則每個(gè)接力器的直徑ds為：已知導(dǎo)葉數(shù)為24，為標(biāo)準(zhǔn)正曲率導(dǎo)葉，取0.03；導(dǎo)葉的相對(duì)高度。由以上的計(jì)算得出的 ds值可在標(biāo)準(zhǔn)接力器系列表中選擇相鄰偏大的直徑。若油壓裝置的 額定油壓為40Mpa時(shí)，則，由此選定與之接近的ds950mm

15、的標(biāo)準(zhǔn)接力器。接力器最大行程的計(jì)算導(dǎo)葉最大開度可由模型求得：式中可由設(shè)計(jì)工況點(diǎn)在模型綜合特性曲線上查得為30mm；同時(shí)在圖上還可以查得534mm，24；選用水輪機(jī)的1.17，24。將各參數(shù)代入上式。當(dāng)選用計(jì)算系數(shù)為1.8時(shí)，則：接力器容積的計(jì)算：兩個(gè)接力器的容積可由下式求得：3調(diào)速器的選擇：大型調(diào)速器的型號(hào)是以主配壓閥的直徑來(lái)表征的，主配壓閥的直徑可由下式計(jì)算： 導(dǎo)葉從全開到全關(guān)的直線關(guān)閉時(shí)間，初步選定8s；管內(nèi)油的流速，取5m/s。由此選擇與之相鄰的DT20040型號(hào)的電器液壓型調(diào)速器。4 油壓裝置的選擇：此處油壓裝置不考空放閥和進(jìn)水閥的用油，則壓力油罐的容積按下式估算：由此選定與之相鄰的Y

16、Z20/240型分離式油壓裝置。四吊車的選擇1 具有上部結(jié)構(gòu)的廠房一般選用橋式起重機(jī)。在水電站中，雙小車橋式起重機(jī)比單小車橋式起重機(jī)耗鋼量小，能降低廠房上部高度，對(duì)地下式或壩內(nèi)式廠房比較有利，故選用雙小車橋式起重機(jī)。2 初步估計(jì)廠內(nèi)最大和最重的部件為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連軸 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連軸重： 故選用與之接近而偏大的2*400雙小車橋式起重機(jī)。五變壓器的選擇主變壓器的容量一般取發(fā)電機(jī)容量的30，參照類似工程經(jīng)驗(yàn)，采用DPS20400/500型號(hào)的主變壓器。（單相，強(qiáng)迫油循環(huán)水冷，三卷，額定容量204000KVA和升壓電壓500KV的變壓器），尺寸：長(zhǎng)*寬*高（mm）8520*4650*7150，吊出鐵芯

17、高11000mm。第二章廠房的布置設(shè)計(jì)一確定廠房的平面尺1計(jì)算尾水管和蝸殼的形式及尺寸 當(dāng)水輪機(jī)的最大工作水頭在40m以上時(shí)，蝸殼通常采用金屬蝸殼。為改善蝸殼的受力條件及過(guò)流條件，采用圓形斷面。蝸殼主要參數(shù)的選擇：蝸殼的包角 :對(duì)圓斷面的金屬蝸殼，由于它過(guò)流量較小，蝸殼采用的外形尺寸對(duì)水電站的尺寸和造價(jià)影響不大，應(yīng)此為獲得良好的水力性能，大都采用3450。蝸殼進(jìn)口斷面的流量Q: ， 為水輪機(jī)的最大引用流量417m3/s。蝸殼斷面的形式：根據(jù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑D16500mm，查金屬蝸殼座環(huán)尺寸系列表，可得導(dǎo)葉高度，座環(huán)內(nèi)徑Db8550mm，座環(huán)外徑Da10200mm。座環(huán)蝶形邊切線的夾角550。在

18、蝸殼末端由于斷面過(guò)小而不能和蝶形邊相切，因此采用橢圓斷面。蝸殼進(jìn)口斷面平均流速：查蝸殼進(jìn)口斷面的平均流速曲線圖，可得Vc10.7m/s。蝸殼得水力計(jì)算：a蝸殼的進(jìn)口斷面： 斷面的面積： 斷面的半徑： 從軸中心線到蝸殼外緣的半徑：b對(duì)于蝸殼中間任意斷面： 蝸殼中間任意斷面水力計(jì)算表345400.23.4512.00300348.03.2211.54255295.82.9711.04210243.62.7010.49165191.42.399.88120139.22.049.187587.01.618.323034.81.027.141517.40.726.54 蝸殼外形尺寸圖 （單位：米）尾水管

19、的主要形式及其主要尺寸的確定：對(duì)大型水輪機(jī)，為了減少尾水管的開挖深度，均都采用彎肘形尾水管。初步選定標(biāo)準(zhǔn)混凝土肘管。其尺寸如下表所示：12.64.52.721.351.350.6751.821.226.516.929.2517.688.7758.7754.387511.837.93錐管的單邊擴(kuò)散角，對(duì)混流式水輪機(jī)可取=。為減小廠房基礎(chǔ)的巖石開挖，可將尾水管的出口擴(kuò)散段向上傾斜初步設(shè)計(jì)時(shí)取。中間支墩。 尾水管尺寸示意圖（單位：米）壓力管道進(jìn)水口直徑的估算： 則故初步設(shè)計(jì)時(shí)取D=9.5m。2.確定機(jī)組的寬度和廠房的寬度機(jī)組段寬度的確定： 機(jī)組段+X方向的最大長(zhǎng)度； 機(jī)組段-X方向的最大長(zhǎng)度.蝸殼層

20、： ，-蝸殼外部混凝土厚度，初步設(shè)計(jì)時(shí)取1.5m； 。則=（12+1.5）+（9.88+1.5）=24.88m尾水管層：= =B尾水管的寬度，為17.68m 尾水管的混凝土邊墩厚度，初步設(shè)計(jì)取2.0m。則發(fā)電機(jī)層： 發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑，初步設(shè)計(jì)取25m 發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚，取0.4m兩臺(tái)機(jī)組之間風(fēng)罩外壁凈距，取3m。則m故初步確定機(jī)組段長(zhǎng)度L130m。端機(jī)組長(zhǎng)度的確定： 為附加長(zhǎng)度，即主廠房寬度的確定： mA風(fēng)罩外壁至上游墻內(nèi)側(cè)的凈距，初步設(shè)計(jì)取4m；發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚，取0.3m；發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑，取20m；蝸殼包角為2550時(shí)從軸中心線到蝸殼外緣的半徑，取11.04m；蝸殼外部混凝土厚度，初步設(shè)計(jì)時(shí)取1

21、.5m故取所以主廠房寬度14.3+14.328.6m3確定安裝廠的平面尺寸 安裝廠的寬度與主機(jī)室寬度相等，即 安裝廠的長(zhǎng)度一般為機(jī)組段長(zhǎng)度的11.5倍， 則，考慮安裝廠要布置上機(jī)架，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶軸，水輪機(jī)轉(zhuǎn)子帶軸和水輪機(jī)頂蓋。故初步設(shè)計(jì)取。二確定廠房各高程1. 水輪機(jī)安裝高程：按初步設(shè)計(jì)2. 主廠房基礎(chǔ)開挖高程：h2，h3見尾水管尺寸表；h1為尾水管底部混凝土襯砌，初步設(shè)計(jì)取2m。3水輪機(jī)層地面高程： ，其中為蝸殼外包混凝土，初步設(shè)計(jì)取2m。4發(fā)電機(jī)裝置高程： h5發(fā)電機(jī)機(jī)墩進(jìn)人孔高度，取2.0m； h6進(jìn)人孔頂部混凝土厚度，初步設(shè)計(jì)取3.0m（考慮發(fā)電機(jī)的安裝）。5發(fā)電機(jī)樓板高程： h發(fā)電機(jī)

22、安裝坑深度，為10m。6起重機(jī)的安裝高程： h7上機(jī)架的高度，因該發(fā)電機(jī)是埋入式，則取0； h8吊運(yùn)部件與固定的機(jī)組或設(shè)備的垂直凈距，取1.0m； h10吊運(yùn)部件與吊鉤間的距離，取1.5m； h11主鉤最高位置到軌頂距離，查表得1.3m； h9最大吊運(yùn)部件得高度，初步設(shè)計(jì)取發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶軸12m。7屋頂高程（頂拱之下）： h12小車高度，取5.0m； h13檢修空間，取1.5m。第三章電站樞紐布置設(shè)計(jì)樞紐的初步設(shè)計(jì)布置：擋水建筑物為直心墻土石壩，布置在主河道上，軸線方向；地下廠房深埋于左岸山體內(nèi)，埋深220360m，距河邊約400m，廠區(qū)圍巖多數(shù)為質(zhì)量好的，類花崗巖體，廠房縱軸方向；進(jìn)廠交通采用

23、公路隧洞，直接于烏斯河鎮(zhèn)相接；在主廠房的下游平行布置主變和尾水閘門室，開關(guān)站設(shè)于地下廠房頂部的山坡上，高程約910m。在尾水閘門室后面設(shè)2條無(wú)壓尾水隧洞，其軸線于廠房縱軸方向垂直；岸邊溢洪道布置在左岸較平緩的地方，大致平行于河道，在河道于廠房中間位置。詳細(xì)布置見大圖。第四章引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)一.進(jìn)水口的設(shè)計(jì) 在壩址左岸山體雄厚，自然邊坡坡形較為完整，參照溪落渡工程，采用岸塔式進(jìn)水口。1.估算不出現(xiàn)吸氣漩渦的臨界淹沒(méi)深度： H閘門孔口凈高，取9.5m；V閘門斷面水流速度，取5.88m/s；C經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取0.55；S閘門頂?shù)陀谧畹退坏呐R界淹沒(méi)深度，水庫(kù)最低水位為790m。則進(jìn)水口的高程：水庫(kù)校核洪水位

24、高程為851.32m初步設(shè)計(jì)時(shí)取進(jìn)水口的塔頂高程為856.0m。2.估算有壓進(jìn)水口的輪廓尺寸：a進(jìn)口段：連接攔污柵與閘門段，隧洞為平底，兩側(cè)收縮曲線為四分之一圓弧，上唇收縮曲線為四分之一橢圓，橢圓的曲線方程為： ， 式中a可取閘門處的孔口高度H，b可以取H3b閘門段：閘門段設(shè)計(jì)成矩形，設(shè)置檢修閘門和快速事故閘門各一道，尺寸相等。其中門寬B等于隧洞直徑9.5m，門高H略大于門寬，初步設(shè)計(jì)時(shí)取10m。c漸變段：采用圓角過(guò)渡，圓角半徑可按直線規(guī)律變?yōu)樗矶窗霃絉。漸變段的長(zhǎng)度取隧洞直徑的2倍，即L9.5*219m，側(cè)面擴(kuò)散角取。有壓進(jìn)水口的主要設(shè)備的選擇：a攔污柵的布置：為便于過(guò)水和清污，采用垂直的立

25、面布置和平面的形狀。攔污柵與進(jìn)水口的距離不小于洞徑，則初步設(shè)計(jì)時(shí)取10m。b閘門及啟閉設(shè)備的選定：事故閘門（高*寬*厚）：10*9.5*1.8；檢修閘門（高*寬*厚）： 10*9.5*1.6；攔污柵及檢修閘門的啟閉設(shè)備采用4000/500門式啟閉機(jī)；事故閘門的啟閉設(shè)備采用4000/9000液壓?jiǎn)㈤]機(jī)。c通氣孔：設(shè)在有壓進(jìn)水口的事故閘門之后，內(nèi)設(shè)爬梯，兼作進(jìn)人孔，其面積為： 空氣進(jìn)氣量，采用引水道最大引用流量417；允許進(jìn)氣流量，取80m/s。二.引水道的設(shè)計(jì)1.發(fā)電機(jī)為單機(jī)單管供水，選其中最長(zhǎng)的一條引水管道計(jì)算。其L519.71m，管中最大引用流量417，相應(yīng)流速5.88m/s，管道直徑可靠下

26、式初步估算：，初步設(shè)計(jì)時(shí)取9.5m。三.機(jī)組的水擊調(diào)保計(jì)算由曼寧公式可得：117.87n粗糙系數(shù)，查表得n0.011；R引水管的水力半徑，取管徑的一半，即4.75m；則沿程損失： 進(jìn)水口的局部水頭損失：局部水頭損失系數(shù)，取0.5。管道中有2個(gè)圓斷面緩彎管，其局部水頭損失為：其中局部水頭損失系數(shù)R管道彎轉(zhuǎn)半徑，為300m； 管道彎轉(zhuǎn)角度，為。 閘門段局部水頭損失: 門槽損失系數(shù)： 則總水頭損失：hw總0.27+0.88+0.35+0.351.85m考慮在漸變段的水頭損失，最后取水頭損失為2m。 則下面將分別計(jì)算在設(shè)計(jì)水頭H0下， 、時(shí)在丟棄全負(fù)荷和增加全負(fù)荷兩種工況下的水擊壓力及機(jī)組的轉(zhuǎn)速變化：

27、水擊波傳播速度a按經(jīng)驗(yàn)，在混凝土管中為1200m/s，>,>為間接水擊，則末相水擊壓強(qiáng)最大。.在設(shè)計(jì)水頭下丟棄全負(fù)荷，時(shí)： 水擊常數(shù)：則得末相水擊壓強(qiáng)：在設(shè)計(jì)水頭下增加全負(fù)荷，時(shí)：得末相水擊壓強(qiáng)：計(jì)算蝸殼和尾水管的水擊壓力：設(shè)壓力引水管，蝸殼及尾水管的長(zhǎng)度、平均流速分別為、，則：壓力引水管：519.71m， 5.88m/s ；蝸殼:， =10.7m/s；尾水管：則設(shè)，為壓力引水管，蝸殼及尾水管的總水擊壓力變化相對(duì)值，則:壓力管道末端最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：蝸殼末端最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：尾水管最大水

28、擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：校核尾水管進(jìn)口處的真空度： 所以不會(huì)出現(xiàn)水流中斷的現(xiàn)象。機(jī)組轉(zhuǎn)速變化計(jì)算：此處用列寧格勒金屬工廠公式來(lái)檢驗(yàn)機(jī)組的轉(zhuǎn)速變化是否滿足要求。公式中：導(dǎo)葉關(guān)閉至空轉(zhuǎn)的時(shí)間，混流式水輪機(jī)； 機(jī)組丟棄負(fù)荷前的出力，取額定出力56萬(wàn)kw； G 轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪； D 轉(zhuǎn)動(dòng)部分的慣性直徑， 。水擊修正系數(shù)，當(dāng)時(shí)，查曲線圖得當(dāng)機(jī)組丟棄全負(fù)荷時(shí)： 當(dāng)機(jī)組增加全負(fù)荷時(shí)：故時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速變化滿足要求。.在設(shè)計(jì)水頭下丟棄全負(fù)荷，時(shí)： 水擊常數(shù)：則得末相水擊壓強(qiáng)：在設(shè)計(jì)水頭下增加全負(fù)荷，時(shí)：得末相水擊壓強(qiáng)：計(jì)算蝸殼和尾水管的水擊壓力：壓力管道末

29、端最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：蝸殼末端最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：尾水管最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：校核尾水管進(jìn)口處的真空度： 所以不會(huì)出現(xiàn)水流中斷的現(xiàn)象。機(jī)組轉(zhuǎn)速變化計(jì)算：此處用列寧格勒金屬工廠公式來(lái)檢驗(yàn)機(jī)組的轉(zhuǎn)速變化是否滿足要求。公式中：導(dǎo)葉關(guān)閉至空轉(zhuǎn)的時(shí)間，混流式水輪機(jī)； 機(jī)組丟棄負(fù)荷前的出力，取額定出力56萬(wàn)kw； G 轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪； D 轉(zhuǎn)動(dòng)部分的慣性直徑， 。水擊修正系數(shù)，當(dāng)時(shí)，查曲線圖得當(dāng)機(jī)組丟棄全負(fù)荷時(shí)： 當(dāng)機(jī)組增加全負(fù)荷時(shí)：故時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速變

30、化滿足要求。.在設(shè)計(jì)水頭下丟棄全負(fù)荷，時(shí)： 水擊常數(shù)：則得末相水擊壓強(qiáng)：在設(shè)計(jì)水頭下增加全負(fù)荷，時(shí)：得末相水擊壓強(qiáng)：計(jì)算蝸殼和尾水管的水擊壓力：壓力管道末端最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：蝸殼末端最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：尾水管最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：校核尾水管進(jìn)口處的真空度： 所以不會(huì)出現(xiàn)水流中斷的現(xiàn)象。機(jī)組轉(zhuǎn)速變化計(jì)算：此處用列寧格勒金屬工廠公式來(lái)檢驗(yàn)機(jī)組的轉(zhuǎn)速變化是否滿足要求。公式中：導(dǎo)葉關(guān)閉至空轉(zhuǎn)的時(shí)間，混流式水輪機(jī)； 機(jī)組丟棄負(fù)荷前的出力，取額定出力56萬(wàn)kw； G 轉(zhuǎn)

31、動(dòng)部分的重量，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪； D 轉(zhuǎn)動(dòng)部分的慣性直徑， 。水擊修正系數(shù)，當(dāng)時(shí)，查曲線圖得當(dāng)機(jī)組丟棄全負(fù)荷時(shí)： 當(dāng)機(jī)組增加全負(fù)荷時(shí)：故時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速變化不滿足要求。所以本設(shè)計(jì)中的最佳導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間為10s。四尾水洞斷面尺寸設(shè)計(jì)：尾水洞斷面采用圓形斷面，根據(jù)規(guī)范取尾水隧洞經(jīng)濟(jì)流速為。初步設(shè)計(jì)時(shí)取v4m/s。尾水洞采用三機(jī)一洞，對(duì)于三機(jī)一洞的尾水隧洞其經(jīng)濟(jì)直徑為：，取d=20m。則其斷面積為：五調(diào)壓室的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算由前面的計(jì)算可知尾水管前的水頭損失為；下面將計(jì)算尾水系統(tǒng)的水頭損失：尾水調(diào)壓室閘門局部水頭損失（閘門槽） 尾水調(diào)壓室漸變段局部水頭損失 取流速為尾水管到尾水調(diào)壓室岔管水頭損失（岔管），

32、 調(diào)壓室底部的局部水頭損失根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)一般取， 尾水洞出口的局部水頭損失出水口的局部水頭損失：閘門的局部水頭損失：漸變段的局部水頭損失： 尾水洞的沿程水頭損失由初步設(shè)計(jì)知尾水洞長(zhǎng)度為：660米，糙率查表取為0.011。則總的水頭損失為： 對(duì)于尾水調(diào)壓室,調(diào)壓室水位波動(dòng)穩(wěn)定的條件是：尾水隧洞的長(zhǎng)度，為660m；尾水隧洞的斷面積，為；尾水隧洞的阻力系數(shù)，計(jì)算得；最小靜水頭；最小工作水頭，由初始資料可知為114.3m。按工程經(jīng)驗(yàn)，一般取則，初步設(shè)計(jì)取。調(diào)壓室的涌浪計(jì)算a.調(diào)壓室最低水位計(jì)算：采用圓筒式調(diào)壓室，則認(rèn)為阻抗系數(shù)，公式簡(jiǎn)化為： 初步設(shè)計(jì)1、2、3號(hào)機(jī)組共用一個(gè)調(diào)壓室，4、5、6號(hào)機(jī)組共用一

33、個(gè)調(diào)壓室。 帶入到方程式得：試算得到：m調(diào)壓室最低涌浪水位為： 。b丟棄全負(fù)荷后波動(dòng)第二振幅計(jì)算公式簡(jiǎn)化為：，將上式得出的代入：-0.0268試算得到：調(diào)壓室丟棄全負(fù)荷后波動(dòng)第二振幅時(shí)最低涌浪水位為： 。c調(diào)壓室最高水位計(jì)算：對(duì)的圓筒式調(diào)壓室，按照Vogt公式計(jì)算：當(dāng)增加全負(fù)荷時(shí)，則公式簡(jiǎn)化為：，其中帶入到方程式得： m由初步設(shè)計(jì)可以知道，尾水管的底板高程為645.1m，而調(diào)壓室的底面高程至少在639.02m以下，況且調(diào)壓室下面還要布置一個(gè)管徑20m尾水隧洞，說(shuō)明該水電站不適合設(shè)調(diào)壓室。故修改初步設(shè)計(jì)，參照類似工程，采用無(wú)壓尾水隧洞。六無(wú)壓尾水隧洞的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算尾水洞斷面采用城門洞形斷面，根據(jù)

34、規(guī)范取尾水隧洞經(jīng)濟(jì)流速為。初步設(shè)計(jì)時(shí)取v4m/s。尾水洞采用三機(jī)一洞，故。下游最高尾水位 ：，尾水隧洞底板高程：則尾水隧洞中的水位高：尾水隧洞的底板寬：初步設(shè)計(jì)時(shí)取，頂拱半徑取10m。尺寸如圖所示：尾水隧洞剖面圖（單位：m）七尾水洞閘門室及其設(shè)備的布置 尾水洞取圓形斷面，則，計(jì)算的。門寬取尾水洞直徑6.3m，門高H略大于門寬，初步設(shè)計(jì)時(shí)取7m，門厚取1.8m。啟閉機(jī)安裝高度，初步設(shè)計(jì)取啟閉機(jī)安裝高程為700.8m；閘門室尺寸按初步設(shè)計(jì)的調(diào)壓室布置；采用排架柱放置啟閉設(shè)備。第五章.壓力管道的結(jié)構(gòu)計(jì)算一壓力管道鋼襯厚度的計(jì)算1. 內(nèi)壓設(shè)計(jì)水頭值根據(jù)前面的計(jì)算得到壓力管道最大內(nèi)水壓力，則水的密度，取

35、2 . 鋼襯材料鋼襯材料取用16Mn鋼，查鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范SD114-85取鋼材屈服強(qiáng)度，則允許應(yīng)力，彈性模量，采用雙面焊縫，取焊縫系數(shù)3 縫隙取值在承受內(nèi)壓前，鋼襯于混凝土之間存在的縫隙，初步設(shè)計(jì)時(shí)取。4 . 鋼襯厚度的計(jì)算時(shí) 取定，壓力管道半徑 根據(jù)規(guī)范要求：考慮鋼襯的銹蝕，增加考慮到制造工藝，安裝運(yùn)輸?shù)纫笕′撘r厚度為。二 . 鋼襯的抗外壓失穩(wěn)計(jì)算1.運(yùn)用阿氏公式計(jì)算鋼襯的臨界壓力 由上面兩個(gè)數(shù)值查阿氏公式埋管臨界壓力曲線圖，可以得到：2.運(yùn)用工程經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算鋼襯的臨界壓力=三防止鋼襯受外壓失穩(wěn)的措施1 在壓力管道附近布置排水廊道或排水孔，降低地下水壓力；2 施工時(shí)，要保證做好鋼襯于混凝土之

36、間的接縫灌漿，減小縫隙，避免發(fā)生灌漿超壓現(xiàn)象。目 錄前 言3內(nèi) 容 提 要4第一章.瀑布溝水電站工程概況5一概 述5二.瀑布溝水電站的作用5三.基本工程資料5第二章.水電站主要設(shè)備的選擇6一.輪機(jī)的選擇6二.發(fā)電機(jī)的選擇9三.調(diào)速器的選擇11四.吊車的選擇13五.變壓器的選擇13第三章.廠房的布置設(shè)計(jì)13一.確定廠房的平面尺寸13二. 確定廠房各高程17第四章電站樞紐布置設(shè)計(jì)17第五章引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)18一.進(jìn)水口的設(shè)計(jì)18二.引水道的設(shè)計(jì)19三.尾水洞斷面尺寸設(shè)計(jì)19四調(diào)壓室的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算19五.無(wú)壓尾水隧洞的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算19第六章壓力管道的結(jié)構(gòu)計(jì)算21第七章主廠房?jī)?nèi)部的設(shè)備及其布置21第八章副

37、廠房的布置22第九章參考文獻(xiàn)24第十章致謝25前 言 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)開始于3月31號(hào)，到6月10號(hào)結(jié)束，歷時(shí)72天。，指導(dǎo)老師為梁通老師。本組的設(shè)計(jì)任務(wù)主要為地下式電站廠房的設(shè)計(jì)，其中包括水電站主要設(shè)備的選擇、電站樞紐布置設(shè)計(jì)、廠房布置設(shè)計(jì)、引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及地下廠房開挖穩(wěn)定分析的簡(jiǎn)單計(jì)算。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我們綜合利用所學(xué)理論知識(shí)和設(shè)計(jì)技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力，是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的一次全面訓(xùn)練和提高。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，梁通老師給了我們很大的幫助，盡管他自己的工作很忙，總是盡可能的抽出時(shí)間來(lái)悉心指導(dǎo)我們，幫我們解決了許多設(shè)計(jì)難題，我在此表示萬(wàn)分感謝。同時(shí)，其他組的指導(dǎo)老師以及同學(xué)也給了我們很多的幫助。我

38、們?cè)谠O(shè)計(jì)中，也充分發(fā)揮了自己的所學(xué)，期間查閱了許多工程書籍，以及參照了許多國(guó)內(nèi)已建水電工程，這大大開闊了我們的設(shè)計(jì)視野，有效的提高了我們獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)成果為：設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份、設(shè)計(jì)計(jì)算書一份、設(shè)計(jì)CAD大圖*張。由于是初次設(shè)計(jì)實(shí)際工程，有些地方思路不是很清晰，出錯(cuò)是在所難免的，請(qǐng)老師批評(píng)指正，謝謝！內(nèi)容提要這次我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是瀑布溝水電站廠房的初步設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容由以下五大塊組成：1.水電站主要設(shè)備的選擇：包括水輪機(jī)、蝸殼、尾水管、發(fā)電機(jī)、調(diào)速器、廠房起重設(shè)備及主變壓器等；2.水電站引水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：包括廠房樞紐型式的選擇、引水建筑物的組成、尾水系統(tǒng)的布置等；3.調(diào)節(jié)保證

39、計(jì)算：包括調(diào)壓室的設(shè)計(jì)、機(jī)組關(guān)閉時(shí)間的確定等；4.廠房設(shè)計(jì)：包括廠房尺寸的確定、廠內(nèi)設(shè)備及其布置、副廠房的結(jié)構(gòu)布置；5.壓力管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：包括壓力管道鋼襯厚度的計(jì)算、鋼襯的抗外壓失穩(wěn)計(jì)算。該說(shuō)明書是畢業(yè)設(shè)計(jì)的一部分，主要用來(lái)說(shuō)明設(shè)計(jì)依據(jù)，具體的設(shè)計(jì)結(jié)果詳見設(shè)計(jì)計(jì)算書。第一章.瀑布溝水電站工程概況一 概述瀑布溝水電站位于長(zhǎng)江流域岷江水系的大渡河中游，地處四川省西部漢源和甘洛兩省境內(nèi)。電站采用堤壩式開發(fā)，是一座以發(fā)電為主，兼有防洪、攔沙等綜合利用效益的大型水電工程。瀑布溝電站系從下游算起的第5級(jí)，裝機(jī)規(guī)模330萬(wàn)KW，保證出力92.6萬(wàn)KW，多年平均發(fā)電量145.8億KW/h。電站額定水頭148

40、m，單機(jī)引用流量417m3/s。電站攔河大壩為礫石土直心墻堆石壩，水庫(kù)正常蓄水位850.00m，汛期運(yùn)行限制水位841.00m，死水位790.00m，水庫(kù)庫(kù)容53.9億m3，其中調(diào)洪庫(kù)容10.56億m3、調(diào)節(jié)庫(kù)容38.82億m3，為季調(diào)節(jié)水庫(kù)。二 瀑布溝水電站的作用1 綜合作用：本電站是以發(fā)電為主，兼有防洪、攔沙等綜合利用任務(wù)的工程。由于具有較大庫(kù)容，可調(diào)節(jié)流量，攔截泥沙，對(duì)下游水電站有較大效益。2發(fā)電：本電站裝機(jī)容量330萬(wàn)KW，保證出力92.6萬(wàn)KW，多年平均發(fā)電量145.8億KW/h。由于水庫(kù)調(diào)節(jié)，提高枯水期下泄流量，下游龔嘴和銅街子兩電站將增加保證出力21.5萬(wàn)KW，枯水期電量7.8億

41、KW/h。3 漂木：利用河道漂木送木材是大渡河流域木材運(yùn)輸?shù)闹饕问?。水?kù)形成后，將木材在庫(kù)內(nèi)收漂，拖運(yùn)至壩前，從木材聯(lián)合運(yùn)輸機(jī)過(guò)壩，年過(guò)木量100萬(wàn)m3。4 防洪：水庫(kù)預(yù)留一定的防洪庫(kù)容，通過(guò)洪水期水庫(kù)調(diào)節(jié)，可削減下泄洪峰流量，使下游樂(lè)山市沙灣區(qū)40余個(gè)江心洲（居民3萬(wàn)多人）的防洪標(biāo)準(zhǔn)從不足2年一遇提高到5年一遇，同時(shí)提高了下游2個(gè)已建電站的防洪標(biāo)準(zhǔn)。5 攔沙：瀑布溝壩址懸移質(zhì)年輸沙量占龔嘴水庫(kù)年輸沙量的85.3%，瀑布溝水庫(kù)運(yùn)行50年，泥沙出庫(kù)率僅12.3%，能有效的解決龔嘴和銅街子兩電站因水庫(kù)泥沙淤積對(duì)電站安全運(yùn)行的影響，緩解龔嘴水庫(kù)淤積對(duì)成昆鐵路安全運(yùn)營(yíng)的威脅。6 航運(yùn)：大渡河下段沙灣

42、以下為通航河段。瀑布溝水庫(kù)調(diào)節(jié)后，汛期下泄流量減少，枯水期下泄流量增加250300 m3/s，改善下游航運(yùn)條件。三基本工程資料1水庫(kù)水位：校核洪水位851.32 m3/s 設(shè)計(jì)洪水位847.63 m3/s正常蓄水位850.00 m3/s 汛期限制水位841.00 m3/s死水位790.00 m3/s2下游尾水位：校核洪水尾水位679.84 m3/s 設(shè)計(jì)洪水尾水位678.90 m3/s正常尾水位669.80 m3/s 最低尾水位667.60 m3/s3機(jī)組工作水頭：最大工作水頭181.70 m3/s 最小工作水頭114.30 m3/s額定工作水頭148.00 m3/s 第二章 水電站主要設(shè)備的

43、選擇一.水輪機(jī)的選擇1 水輪機(jī)型號(hào)的選擇由設(shè)計(jì)資料可以知道，該水輪機(jī)最大工作水頭Hmax=181.7m，最小工作水頭Hmin=114.3m，額定工作水頭Hr=148m?；炝魇剿啓C(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，效率高，應(yīng)運(yùn)廣泛，切適用水頭在30700m，故優(yōu)先選擇混流式水輪機(jī)。查混流式水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪主要參數(shù)表，初步選定HL200，HL180兩種型號(hào)。在最優(yōu)工況下效率分別為：200=90.7%、180=92.0%；汽蝕系數(shù)：200 =0.088、180=0.075。所以選用HL180 水輪機(jī)。2轉(zhuǎn)輪直徑的計(jì)算其中：水輪機(jī)的額定出力，可由發(fā)電機(jī)的額定出力（即機(jī)組容量）求得。即 為發(fā)電機(jī)效率，對(duì)于大中型發(fā)電機(jī)

44、取=9698%。水輪機(jī)的單位流量，在水輪機(jī)以額定出力工作時(shí)，應(yīng)選用在限制工況下的值進(jìn)行計(jì)算，可以由水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪主要參數(shù)表中查得。水輪機(jī)的設(shè)計(jì)水頭。原型水輪機(jī)在限制工況下的效率，由于轉(zhuǎn)輪直徑尚未求得，效率修正值也不能計(jì)算，所以得不出確切的值。計(jì)算時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步假定（一般為限制工況下的增加2%3%），待求得后再作校核。將以上各值代入(2-1)式中便可計(jì)算出轉(zhuǎn)輪直徑，該直徑尚須按規(guī)定的系列尺寸選用相近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)直徑， 選用與之接近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)直徑D1=6.5m。5 水輪機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算在原型水輪機(jī)的最高效率的情況下：考慮到制造工藝水平的情況，取1=1%；由于水輪機(jī)所應(yīng)用的蝸殼和尾水管的型式與模型基

45、本相似，故認(rèn)為2=0，則效率修正值：式中 考慮工藝水平影響的效率修正值； 考慮異形部件影響的效率修正值。由此便可得出水輪機(jī)在限制工況下的效率為 （2-3）式中 模型水輪機(jī)在限制工況下的效率，可查水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪主要參數(shù)表得到。由上式計(jì)算出的效率應(yīng)和前面式2-1假定的效率相同否則應(yīng)將該值帶入計(jì)算。為了使水輪機(jī)在加權(quán)平均水頭下有最高的效率，上式中的單位轉(zhuǎn)速應(yīng)采用最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速；水頭應(yīng)采用加權(quán)平均水頭。由此可將上式改寫為 式中 原型水輪機(jī)的最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速，同樣，計(jì)算得的轉(zhuǎn)速亦需按規(guī)定選用相近的發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速，并使其略大于計(jì)算得的轉(zhuǎn)速，這樣可使發(fā)電機(jī)具有較小的尺寸和重量。最終選用與之接近的標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速4

46、工作范圍的驗(yàn)算在選定，的情況下，=0.86m3/s。水輪機(jī)的和各種特征水頭下相應(yīng)的值分別由計(jì)算得出：則水輪機(jī)的最大引用流量Qmax為：對(duì)值在各水頭下的計(jì)算公式如下：按水輪機(jī)的最大水頭、最小水頭，以及所選定的直徑、轉(zhuǎn)速計(jì)算出單位轉(zhuǎn)速和；按設(shè)計(jì)水頭和所選定的直徑計(jì)算出水輪機(jī)以額定出力工作時(shí)的最大單位流量。然后在水輪機(jī)主要綜合特性曲線圖上分別作以、和為常數(shù)的直線，這些直線所包括的范圍即給出了水輪機(jī)的相似工作范圍，若此范圍包括了主要綜合特性曲線的高效率區(qū)時(shí)并在5%出力限制線以左時(shí)，則認(rèn)為所選定的和是滿意的，否則應(yīng)適當(dāng)調(diào)整或的數(shù)值。在HL180水輪機(jī)的模型綜合特性曲線圖上，分別畫出=820L/min、=60.3、=76.0的直線，在圖上我們可以看到這些直線所標(biāo)出的水輪機(jī)相似工作范圍基本上包括了特性曲線的高效率區(qū)，所以對(duì)所選定的直徑D