贯流式水轮机选型及结构设计Word文档格式.doc

1、ABSTRACTUsually tubular turbine shaft adopt horizontal arrangement, the flow path from the inlet to the draft tube outlet, the water is almost linear axial flow, avoiding water loss and deterioration of flow regime caused by the velocity distribution in result of turning water. The flow is smooth, h

2、ydraulic loss is small, the tail pipe recovery performance is good, the hydraulic efficiency is high. This design is mainly through access to relevant design manual, based on the existing basic parameters of the turbine power plant selection, to determine the feature size, and then complete the over

3、all structure of the selected model turbine design. In addition to the design of turbine total assembly case, also completed the assembly situation of guide water institutions design and transmission system design. In addition, the combination of power plants as well as the specific circumstances of

4、 Chinas manufacturing industry development statues, also made a precise design of turbine components.This design knowledge involving the turbine structure, mechanical drawing and part such as tubular turbine generator set, in addition, also including the related design thought and method. In this de

5、sign also made heavy use of auto CAD software for drawing.KEY WORDS: tubular turbine, structure design, CAD41目 录1前 言11.1概述11.2设计内容11.3原始资料22水轮机选型22.1水轮机选择的基本要求22.2水轮机选型方案设计及比较32.2.1方案132.2.2方案272.2.3方案选择113.水轮机总体结构设计113.1 绘制轴面流道图123.2 主轴及其附属结构部分123.2.1 主轴直径计算123.2.2主轴结构设计133.2.3水导轴承163.2.4主轴密封163.3转

6、轮部分183.4操作油管193.5 外配水环203.6 内配水环203.7 导水机构213.7.1 导叶套筒213.7.2 导叶轴颈密封223.7.3 导叶轴套243.7.4 导叶臂253.7.5 接力器273.7.6 导叶传动机构273.7.7 连接板283.7.8 叉头销轴套293.7.9 叉头销303.7.10 叉头313.7.11 连接螺杆323.7.12剪断销333.7.13分半键343.7.14端盖353.7.15 补偿环363.8 基础环373.9座环383.10尾水管393 总结404参考文献411前 言1.1概述随着我国经济突飞猛进的发展，人民生活水平不断的提高提高，生产和生

7、活用电的需求也越来越大。然而能源问题已成为当今世界三大主要问题之一，传统能源的短缺和用其发电带来的污染，以及新能源开发技术的不完善，水电资源作为洁净的可持续能源越来越得到人们的青睐。据探测，我国水力资源丰富，但是目前的开发率和发达国家比起来还有很大的差距，因此开发水电已成为我国缓解资源短缺的重要手段之一！水力机组是水电站的核心设备，是整个水电枢纽工程最终经济效益的归宿。因此，水轮机结构设计得是否合理就成为电站能否有效运行得关键。本次毕业设计通过查阅设计手册以及参照已有设计电站等方法，对GZ（868）-WP-685型贯流式水轮机作了完整的结构设计。旨在将大学期间对基础理论知识的学习应用到设计实践

8、中去，加深了我对水轮机结构的认识，弥补了在理论学习中的不足。通过本次毕业设计，除了促进我将大学所学各种专业知识相互贯通，锻炼了我的动手能力，创新能力外，还使得我对水轮机结构设计这个行业上的一些新的科技进展及基本设计过程有了一定的了解，另外，通过本次设计，我也认识到自己本身存在的一些不足之处，希望自己在以后的工作学习过程中能积极查漏补缺。本次毕业设计所有出图皆为CAD绘图所得，这不仅缩短了设计时间，也让我更加熟练的掌握了CAD绘图技术。1.2设计内容（一）根据给定电站基本参数进行水轮机选型，确定特征尺寸。（二）完成所选型号水轮机的总体结构设计。1. 根据水轮机型号和转轮直径等基本参数，确定水轮机

9、的主要特征尺寸，对水轮机主要部件进行结构设计；2.根据机组型式和电站基本条件设计主轴密封和水导轴承；3.绘制水轮机总装配图及主要部件组装图或零件图。（三）导水机构传动系统设计。1.根据机组的型式进行导水机构传动系统设计；2.绘制导水机构装配图；（四）对主要零件进行设计1.设计套筒并绘制套筒零件图2.设计主轴并绘制主轴零件图1.3原始资料本次毕业设计基本参数如下：单机容量：29MW设计水头：8.7m最大水头：11m最小水头：5m加权平均水头：9.5m额定转速：75r/min2水轮机选型2.1水轮机选择的基本要求水轮机选择必须充分考虑水电站的特点，包括水能、水文地质、工程地质以及电力系统构成、枢纽

10、布置等方面对水轮机的要求。在几个可能的方案中详细地进行以下几方面的比较，从中选择出技术经济综合指标最优的方案。1） 保证在设计水头下水轮机能发生额定出力，在低于设计水头时机组的受阻容量尽可能小。2） 根据水电站水头的变化及电站的运行方式，选择是的水轮机型式及参数，使电站运行中平均效率尽可能高。3） 水轮机的性能及结构要能够适应水电站水质的要求，运行灵活、稳定、可靠，有良好的抗空化性能。在多河流的电站，水轮机的参数及过流部件的材质要保证水轮机具有良好的抗磨损、抗空蚀性能。4） 机组的结构先进、合理，易损部件应能互换并易于更换，便于操作及安装维护。5） 机组制造供货应落实，提出的技术要求应符合制造

11、厂的设计、实验和制造水平。6） 机组的最大部件和最重要部件要考虑运输方式和运输的可行性。2.2水轮机选型方案设计及比较按我国水轮机型谱推荐的设计水头与比转速的关系，水轮机的ns为ns=21000（H+17）+35=852.1（mk w）综合考虑水轮机选择的几点要求，在设计工况下有GZ（868）-WP-685型和GZ-WP-560型两种转轮满足要求，所以对贯流式水轮机的选择拟定以下2种方案：2.2.1方案1选择GZ（868）-WP-685型号的贯流式水轮机1） 转轮直径D1的计算水轮机额定出力：Pr=290000.95=30526.3 k w取n110=165r/min , Q11r=1.7m/

12、s. M=0.94, =2%.=M+=0.96取8.72） 效率计算max=1-（1-M0） （0.3+0.7 ）=0.9746=2/3（1-max）（1- ）=0.0081限制工况原型水轮机效率为=M+=0.94+0.0081=0.9483） 转速n的计算n= =58.456r/min取水轮机的转速为60r/min.4） 设计流量的计算Q r= =379.53 m3/s5） 几何吸出高度HsHs=10- /900- Hr Hs=10-/900-1.358.7=w+Hs-D1/2 =1229.3+Hs-8.7/2 解得Hs=-3.15m，=1221.8 m6） 水轮机飞逸转速的估算nR= kR

13、n 其中，kR=2.0-2.2. 所以，nR=2.160=126r/min7） 检验其运行范围 Q11r= = =1.669 m3/s n11min= = =157.4 r/min n11min= = =218.64 r/min8） 水轮机修正值计算表 105051015M00.9270.9340.9420.9380.9310.928T00.9690.9720.9750.9740.9710.0420.0380.0330.0360.0390.0419） 等效率线计算表HHmin=5.7mH1=7.2 m218.6r/min194.5r/minMQ11TP（MW）-100.8941.260.93631.94