长湖水电站水轮机结构设计毕业论文.doc

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1、长湖水电站水轮机结构设计毕业论文目录摘要1ABSTRACT2目录31绪论51.1概述51.2设计内容61.3原始资料62水轮机总体结构设计72.1转轮的流道尺寸72.2导叶高度及分布圆直径82.3主轴直径82.4转轮92.5接力器132.6叶片操作系统142.6.1带操作架的直连杆机构142.6.2不带操作架的直连杆机构152.6.3带操作架的斜连杆机构162.7座环172.8控制环182.9顶盖与支持盖192.10底环202.11主轴212.12主轴密封242.13水导轴承253导水机构的设计30473.1导水机构的配合公差与间隙：303.2导水机构的装配尺寸303.3导叶

2、313.4导叶套筒363.5导叶轴颈密封及其轴套373.6导叶的传动机构设计40致谢49参考文献50471绪论1.1概述中国水能资源居世界第一位。我国的水能资源理论蕴藏量有6.78亿千瓦，年发电量5.92万亿千瓦时，居世界第一位，有美好的开发前景。到1991年，我国已开发水电装机容量3788万千瓦，年发电量1248亿千瓦时，占经济可开发水电发电量的9.9％。预计，2000年我国水电总装机容量可达9000万千瓦；2000～2020年再增加9000万千瓦，到2020年累计达1.8亿千瓦；2020～2050年再开发1.1亿千瓦，将我国经济可开发水能资源全部开发出来，达到2.9亿千瓦

3、。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。但是我国在水轮机设计研究方面仍然未能达到世界领先水平，而且我国研制的水轮机效率低、寿命短，空化空蚀防护措施及减振措施方面都存在不足。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。广东省长湖水电厂，即现广东粤电长湖发电有限责任公司，隶属广东省粤电集团有限公司。共装有两台轴流转桨式水轮发电机组，装机容量为76兆瓦，年均发电量约为2.88亿千瓦时。发电厂房位于离北江与翁江汇合口9千米的翁江下游，于1969年开始兴建，两机组先后于1973年3月28日和1974年6月7日投产发电，这是广东省当时第一台低水

4、头、转桨水轮发电机组，当时这两台机组单机容量均为36兆瓦，2003年对#2机进行了增容改造，容量增加到40兆瓦。本次设计的主要内容是针对长湖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CAD47软件进行绘制，所以不仅提高了利用CAD软件绘图的能力，也使得设计的速度大为提高。1.2设计内容本次毕业设计的主要内容：（一）根据给

5、定水轮机型号和转轮直径等参数进行水轮机总体结构设计1．按给定水轮机型号和转轮直径等参数，确定水轮机的主要特征尺寸，对水轮机的埋入部件进行结构设计；2．确定水轮机主轴尺寸和接力器尺寸；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.合理布置控制环的结构以及选择合适的补气装置。5．绘制水轮机总装配图及主要机构的组装图和零部件图。（二）导水机构传动系统的设计1．根据机组的型式设计导水机构；2．绘制导水机构装配图及导叶布置图；（三）叶片操作机构的设计1.根据机组布置形式选择叶片操作机构；2.设计选择叶片密封形式。1.3原始资料本次毕业设计的基本参数如下：47水轮机

6、型号：ZZ440-LH-450额定转速：150（rpm）设计流量：153（ｍ³/ｓ）安装高程：18.5（m）单机容量：37.5MW设计水头：28(m)吸出高度：-6.5（m）47472水轮机总体结构设计2.1转轮的流道尺寸根据《水轮机设计手册》我国暂行水轮机型谱表11-1查得ZZ440的流道尺寸如下表2-1，表2-2，其符号表示意义如图2-1，2-2所示：表2-1转轮流道尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）D1Z1D0Z0b0dBR1450065250241687.522501237.5R2d2d3d4h1h3h53037.52025202520259381392.8

7、1638表2-2转轮室的尺寸参数符号数值（mm）计算参数数值（mm）R1R2R4R（球）h1h22254501732.52250938.3693h4h5D1D2D3α364.5248.445004378.54414.58047图2-1转轮流道尺寸图2-2转轮室流道尺寸2.2导叶高度及分布圆直径导叶高度为：b0=0.4D1=1800(mm)，分布圆直径D0=1.16D1=5250（mm），导叶转角0°～50°。本机组属于低水头高比转速轴流式水轮机，导叶选择对称型翼形，导叶数目Z=24。2.3主轴直径根据机