大峡水电站的轴流转桨式水轮机结构设计毕业论文

《大峡水电站的轴流转桨式水轮机结构设计毕业论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、大峡水电站的轴流转桨式水轮机结构设计毕业论文第1章前言1.1概述水能不仅是清洁的能源，而且是可再生的资源。目前水力发电在全世界范围内得到了优先开发，尤其是挪威、巴西等国，水力资源的开发几乎达到了百分百。而水电站作为水能开发的主要手段，它能否经济、高效的运行对水能的利用程度有很大的影响。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。大峡水电站位于甘肃省兰州市以东中心河道距离65km处，是一个以发电为主，兼有灌溉、航运等综合效益的大型工程。电站装机4台，机组全为轴流转桨式。本次设计

2、的主要内容是针对大峡水电站的具体情况对其水轮机结构进行设计，在设计中不仅对其总体结构进行了设计，还特别对水轮机的转桨式机构进行了设计。在这次设计中，除了查阅手册外，还查阅了一些国内、外已建成的水电站的资料以作参考。随着计算机技术的发展，利用CAD软件进行绘图已成为设计的主要手段之一。在本次毕业设计中，由于所有的图纸都采用CAD软件进行绘制，所以不仅提高了利用CAD软件绘图的能力，也使得设计的质量大为提高。1.2设计内容本次毕业设计的主要内容：（一）根据给定水轮机型号和转轮直径进行等参数进行水轮机结构设计671．按给定水轮机型号和转轮直径等参数，确定水轮机的

3、主要特征尺寸，对水轮机埋入部件进行结构设计；2．确定水轮机主轴尺寸，并进行强度校核计算；3．根据机组的型式和电站的自然条件进行主轴密封和水导轴承的设计；4．绘制水轮机总装配图及主要部件的组装图和部件图。（二）导水机构传动系统的设计1．根据机组的型式进行导水机构的设计；2．绘制导水机构装配图及导叶布置图；3．导叶强度计算。（三）叶片操作系统设计1．根据机组的布置型式进行叶片操作系统的设计；2．绘制叶片操作系统装配图及叶片操作系统原理图；1.3原始资料本次毕业设计的基本参数如下：单机容量：77.3MW水轮机型号：ZZF23-LH-700设计水头：23(m)设计

4、流量：369.6（ｍ³/ｓ）额定转速：88.2（rpm）吸出高度：-5.5（m）安装高程：1444.7（m）67第2章水轮机总体结构设计2.1转轮的流道尺寸表1转轮流道尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）D1Z1D0Z0b0dBR170005810024280031501652R2d2d3d4h1h2h3663632693045304517158612086其符号所代表的意义见下图1：表2转轮室的尺寸参数符号数值（mm）计算参数数值（mm）R1R2R3R4R（球）h15258611834660835001715h2h3h4D2D4α14916965

5、72866089100110其符号所代表的意义见下图2：67图1转轮流道尺寸图2转轮室流道尺寸2.2导叶高度及分布圆直径由上一节可知，导叶高度为：b0=0.4D1=2800(mm)，分布圆直径D0=1.16D1，所以D0=1.16D1=8100（mm），导叶转角0°～50°。由于本机组属于高比转速轴流式水轮机，所以导叶选择对称型翼形，导叶数目Z=24。2.3座环高度表3座环尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）DbDakR925010750100600H1=b0+30δγ283030031.5067其符号所代表的意义见下图3：图3座环2.4主轴直径主

6、轴的外尺寸可以根据机组的扭力矩初选，扭力矩按以下公式计算：（公斤·厘米）式中：N——代表主轴传递的功率（千瓦）n——代表主轴转速（转/分）由原始资料得：N=77.3MW=77.3×103KWn=88.2r/min所以，根据扭力矩与主轴外径的关系曲线查得D=1155（mm），根据薄壁轴的标准外径系列，取标准植D=1200（mm）主轴内孔直径按《水轮机设计手册》上的公式计算：式中：D——主轴外径（厘米）67N——主轴传递的功率（千瓦）n——主轴转速（转/分）τmax——最大许用应力（公斤/厘米2）初选主轴的材料为ZG20MnSi,其τmax=550公斤/厘米2

7、所以根据主轴内孔直径公式计算得：但为了保证主轴有足够的刚强度，可将主轴内径按标准直径系列取为800mm。2.5主要部件的结构2.5.1转轮轴流转桨式水轮机的转轮由转轮体、叶片操作机构、叶片等组成。（1）叶片叶片由本体和枢轴构成。叶片本体与枢轴的连接方式有两种。一种是用分别整体铸造；一种是采用分开铸造，加工后用螺钉或销钉等机械零件组合。由于本机组属于大型机组，所以叶片和枢轴采用分别铸造，然后用螺钉连接。（2）转轮体转轮体上装有全部叶片和操作机构，上部与主轴联接，下部接泄水锥，形状较为复杂。在本次设计中转轮体采用ZG20MnSi整铸而成。转轮体外圆采用球形结构

8、，以减少容积损失。在本次毕业设计中，转轮体与主轴联接时，采用的是转