水电站设计计算说明书解决方案.doc

水电站厂房设计说明书 (MY水电站) 1.绘制蜗壳单线图 1.1蜗壳的型式 水轮机的设计头头Hp=46.2m40m，水轮机的型式为HL220-LJ-225，可知本水电站采用混流式水轮机，转轮型号为220，立轴，金属蜗壳，标称直径D1=225cm=2.25m。 1.2蜗壳主要参数的选择[1] 金属蜗壳为圆断面，由于其过流量较小，蜗壳的外形尺寸对水电站厂房的尺寸和造价影响不大，因此为了获得良好的水力性能一般采用= 340°～350°。本设计采用 = 345°，通过计算得出通过蜗壳进口断面的流量Qc，计算如下：  = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①单机容量：，选取发电机效率为=0.96，这样可求得 水轮机的额定出力：  = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②设计水头：Hp=Hr=46.2m，D1=2.25m 由此查表得：= 0.91 水轮机以额定出力工作时的最大单位流量：  = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③水轮机最大引用流量：  = 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④蜗壳进口断面流量： 根据《水力机械》第二版中图4-30可查得设计水头为46.2m60m时蜗壳断面平均流速为Vc=5.6 m/s。 由附表5可查得：座环外直径Da=3850mm，内直径Db=3250mm，；座环外半径ra=1925mm，座环内半径rb=1625mm。 座环示意图如图一所示： 座环尺寸(mm) 比例：1：100 1.3蜗壳的水力计算 1.3.1对于蜗壳进口断面 断面的面积： 断面的半径： 从轴中心线到蜗壳外缘的半径： 1.3.2对于中间任一断面 设为从蜗壳鼻端起算至计算面i处的包角，则该断面处 ，， 其中：，，。 表一 金属蜗壳圆形断面计算表 00001.925151.5920.2840.3012.527303.1830.5680.4252.776454.7750.8530.5212.967606.3671.1370.6023.128757.9581.4210.6733.270909.5501.7050.7373.39910511.1421.9900.7963.51712012.7332.2740.8513.62713514.3252.5580.9033.73015015.9172.8420.9513.82816517.5083.1260.9983.92118019.1003.4111.0424.00919520.6923.6951.0854.09521022.2833.9791.1264.17622523.8754.2631.1654.25524025.4674.5481.2034.33225527.0584.8321.2404.40627028.6505.1161.2764.47828530.2425.4001.3114.54830031.8335.6851.3454.61631533.4255.9691.3794.68233035.0176.2531.4114.74734536.6086.5371.4434.8111.3.3 蜗壳断面为椭圆形的计算 对于中间任一断面（依据《水力机械》以及《水电站机电设计手册》（水力机械）），当圆形断面半径时，蜗壳的圆形断面就不能与座环蝶形边相切这时就改成椭圆形断面。则由椭圆断面过渡到圆形断面时的临界角计算如下：当时， 如上图所示，由《水电站动力设备设计手册》查得：蝶形边高度可近似地定为 ，为座环蝶形边锥角，一般取55°。 临界值S=0.882m。 由圆形断面=3450，得 由此得临界角 结合可知，当断面包角在0～151°的时候，取椭圆断面。 椭圆短半径，， 椭圆长半径 椭圆断面中心距 d=ra-rb 椭圆断面外半径 计算结果见下表二： 表二 金属蜗壳椭圆形断面计算表 A00.0000.0000.129-0.1650.5681.7242.292150.0140.2510.326-0.0250.6101.8952.505300.0280.3650.5460.1070.6502.0562.706450.0420.4570.7830.2310.6872.2072.894