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1、水电站厂房课程设计说明书张文奇1. 蜗壳的型式电站设计水头H =95.5m40m （且80m），根据水力机械第二版第96 页的蜗壳型式选择金属蜗壳。2. 蜗壳的主要参数2.1 金属蜗壳的断面形状为圆形。2.2 对于圆形断面金属蜗壳为了获得良好的水力性能一般采用蜗壳的包角为 p =345 。02.3根据水力机械第二版第99页图4-30查得，当设计水头为95.5m时, 蜗壳的进口断面的平均流速V =7.5m/s；c2.4己知水轮机的型号HL200-LJ-275,根据水力机械第二版附表5查得:D1=2750mm，H=95.5m 时，蜗壳的座环内径D =3650mm，外径D = 4550 mm，所 b
2、a以蜗壳座环的内、外半径分别：D 365022=1825mm45502=2275mmba3. 金属蜗壳的水力计算电站设计水头Hp=95.5m，进口平均流速V =7.5m/s，包角为p =345，每台P c 0机组过水能力：Q =62.69m3/s。max3.1 对于蜗壳进口断面断面的面积：匸QQ 申62.69 x 345。QC V360OV360ox 7.5CC断面的半径：pmax：62.69 x 345。360。兀 x 75= 1.6m从轴中心线到蜗壳外缘的半径：R = r + 2 p= 2.275 + 2 xl.6 = 5.475mmax a max3.2 对于中间任一断面：设申i为从蜗壳
3、鼻端起算至计算断面i处的包角，则该计算断面处的2 = 360。Qmaxp = I QP max360。兀 VC其中 Q =62.69m3/s。 ， maxV =7.5m/s， r =2.275m ca计算成果见表 1：表1申(O)iQQ =环 Q (m3/ s)i 360。 maxF (m2)cR r + 2 p (m)iai/ Q QP = fmaxi ( m)i7360。兀#耳C00000152.6120.3480.3332.941305.2240.6970.4713.217457.8361.0450.5773.4296010.4481.3930.6663.6077513.0601.741
4、0.7453.7649015.6732.0900.8163.90710518.2852.4380.8814.03712020.8972.7860.9424.1591353.5093.1350.9994.27315026.1213.4831.0534.38116528.7333.8311.1054.48418031.3454.1791.1544.58219533.9574.5281.2014.67721036.5694.8761.2464.76722539.1815.2241.2904.85524041.7935.5721.3324.93925544.4055.9211.3735.0212704
5、7.0186.2691.4135.10128549.6306.6171.4525.17830052.2426.9661.4895.25431554.8547.3141.5265.32733057.4667.6621.5625.39934560.0788.0101.5975.4693.3 蜗壳断面为椭圆形的计算当圆形断面半径P S的时候蜗壳的圆形断面就不能与座环蝶形边相切，这时就用椭圆断面。 由水电站动力设备手册查得：蝶形边高度可近似定为：h 二 bo + 0.1D 二仝 + 2.75 x 0.1 二 0.55m2i2查水力机械第二版附表1可得HL200-LJ-275水轮机导叶相对高度b0=O.
6、2。 临界值：0.55cos acos55 =0.959m当p i二S二0.959m时的临界角椭圆短半径:p2 f1.045A + 0.8山T.345L (m)sina C3Qt + ：(C )2 ctg2a + 2Ca为座环蝶形边锥角，一般取55度。 由圆形断面申二345，P二L597m得：二 1006.62.275 +1.597 *2275(2.275 + 2 x 1.597申(。)=C(r + p (r + 2p ) = 1006.6(2.275 + 0.959 -、：2.275(2.275 + 2 x 0.595) = 146.4。iaia ai综合可知，当断面包角在0-146.4度的
7、时候p S，取椭圆断面。二 si：5 671椭圆的当量面积:A二兀甲+ d2tg（ m2）L 二 h 椭圆长半径:p1 = L +p2(1 ctga(m)， sina椭圆断面中心距:ai+ 1.22p2(m)椭圆断面外半径:Ri=ai+p ,m)计算结果见表 2：所以蜗壳尺寸图如下所示：单位 mm表2P (。)ii Cp (m)iA (m2)p (m)2p (m) ia (m)iR (m)i00.0000.0000.289-0.0860.6462.1702.815150.0150.2800.5350.0580.6882.3462.626300.0300.4060.8080.1970.7302.
8、5152.921450.0450.5081.1000.3280.7692.6753.183600.0600.5971.4090.4520.8072.8273.424750.0750.6781.7310.5710.8422.9723.650900.0900.7522.0670.6860.8773.1123.8641050.1050.8232.4150.7970.9103.2474.0701200.1200.8902.7740.9040.9423.3774.2671350.1350.9543.1451.0080.9733.5044.458145.60.1450.9973.4131.0800.995
9、3.5924.5904. 拟定转轮流道尺寸根据水电站机电设计手册水力机械分册，已知D1.0m时，HL200型 的尺寸可以推Dl=2.75m时的转轮流道尺寸。将图中所示的各尺寸乘以 2.75，即可得到水轮机转轮流道尺寸。5. 尾水管单线图的绘制尾水管型式选择本电站选用混流式水轮机， 为了减小尾水管的开挖深度， 采用弯肘形尾水 管， 它由进口直锥段、 肘管和出口扩散段三部分组成。 由于所选水轮机型号 为HL200-LJ-275，则水轮机的标称直径为Dl=2.75mo下表中的尺寸是对转轮直径而言，当直径不为 1m 时，可乘以直径数即得所 需尺寸。对混流式水轮机由于直锥管与基础环相连接，可以取d3等于
10、转轮出口 直径D2，由水轮机的流道尺寸可知转轮出口直径为D2=1.082X2.75=2.98m，由水 轮机的流道尺寸可知D1Ds2.34.5N斗刃1.200.6001.521.27樺准混凝土肘管轴流丄弋2.64.52.7201.351.350.S751.B21.22标准泯颛土肘畲混凉式D kDe表4尾水管设计尺寸(m)转轮直径hLB5D4h4h6Lih512.64.52.721.351.350.6751.821.222.757.1512.3757.483.71253.71251.856255.0053.3555.1 进口直锥段进口直锥管是一垂直的圆锥形扩散管，由于选用混流式水轮机，则转轮出口
11、直径D等于直锥管的进口直径D =2.98m，直锥段出口直径D =3.7125m，锥管2 3 4的单边扩散角取0 =8，直锥段高度h =2.6m。35.2 肘管:肘管是一90变断面弯管，其进口为圆断面，出口为矩形断面。水流在肘 管中由于转弯受到离心力的作用，使得压力和流速的分布很不均匀，而在转弯后 流向水平段时又形成了扩散，因而在肘管中产生了较大的水力损失。影响这种损 失的最主要的因素是转弯的曲率半径和肘管的断面变化规律，曲率半径越小则产生的离心率越大，一般推荐使用的合理半径R=(0.61.0)D，外壁R用上限，内46壁R用下限，则有：7R =1 X 3.71=3.71m R =0 .6X3 .71=2.226m 675.3出口扩散段： 出口扩散段是一水平放置断面为矩形的扩散段，其出口宽度一般与肘管出口h h宽度相等淇顶板向上倾斜，长度L = L -L =7.37m仰角a = arctg 6 = 11.5。21L2说明:因为算出的B5=7.48m:cd6水轮发电机尺寸根据水电站动力设计手册表 24 得Sf=50000/0.85=58823.53 (KVA)额定转理是报据水轮机转轮型式.工作水头、流就、效率等丙素翩定的机
