水轮机毕业设计说明书(经典)

水轮机的毕业设计水轮机的毕业设计一、引言水轮机是一种利用水流动能转化为机械能的装置，广泛应用于水电站、水泵站等工程中。

作为水利工程专业的学生，我对水轮机的设计和运行原理有着浓厚的兴趣。

在即将毕业的时刻，我决定选择水轮机作为我的毕业设计课题，以深入研究其设计和性能优化。

二、设计目标在开始设计之前，我首先明确了我的设计目标。

我希望设计一个高效、可靠且具有较高输出功率的水轮机。

同时，我也希望通过设计过程中的实践操作，加深对水轮机原理的理解，并提高自己的设计能力。

三、设计流程1. 研究水轮机原理：在开始设计之前，我深入研究了水轮机的原理和工作方式。

我学习了水轮机的分类、水轮机叶片的形状和布置、水轮机的工作过程等方面的知识。

2. 确定设计参数：根据实际情况和设计要求，我确定了水轮机的设计参数，包括水轮机的装机容量、转速、进口流量等。

同时，我也考虑了水轮机的安装环境和使用条件，以确保设计的可行性。

3. 进行水轮机叶片设计：水轮机叶片是水轮机的核心部件，对水轮机的性能有着重要影响。

我使用计算机辅助设计软件进行叶片的设计，通过调整叶片的形状和布置，以提高水轮机的效率和输出功率。

4. 进行水轮机模型制作：为了验证设计的可行性，我使用3D打印技术制作了水轮机的模型。

通过对模型的实际测试，我可以评估设计的准确性和性能优化的效果。

5. 进行性能测试和优化：在制作完成水轮机模型后，我进行了一系列的性能测试。

通过测量水轮机的输出功率、效率和流量特性等参数，我可以评估设计的优劣，并进行必要的优化调整。

四、设计结果经过一段时间的努力，我成功地完成了水轮机的毕业设计。

我的设计结果表明，我设计的水轮机在装机容量、转速和效率等方面都达到了预期目标。

与此同时，我还发现了一些可以进一步优化的地方，以提高水轮机的性能。

五、结论与展望通过这次毕业设计，我对水轮机的设计和性能优化有了更深入的了解。

我不仅学到了理论知识，还通过实践操作提高了自己的设计能力。

目录摘要 (3)1 前言 (4)2 水轮机选型设计 (5)2.1 水轮机台数及型号的选择 (5)2.2 初选额定工况点 (6)2.3 确定转轮直径 (7)2.4额定转速的确定 (7)2.5 效率及单位参数修正值 (8)2.6 检验所选水轮机的实际工作区域 (9)2.7 确定导叶开度 (10)2.8 计算额定流量 (11)2.9 确定水轮机的吸出高度 (11)2.10 计算水轮机飞逸转速 (15)2.11 估算轴向水推力 (15)2.12 估算水轮机质量 (16)2.13 绘制水轮机运转综合特性曲线 (16)3 蜗壳水力设计 (20)3.1 概述 (20)3.2 蜗壳类型的选择 (21)3.3 金属蜗壳主要参数的确定 (21)3.4 金属蜗壳水力设计计算 (22)4 尾水管设计 (27)4.1 尾水管的作用及类型 (27)4.2尾水管类型的选择 (28)4.3 绘制尾水管水力单线图 (28)5 水轮机导水机构运动图的绘制 (28)5.1 导水机构的作用及类型 (28)5.2 绘制导水机构运动图的目的 (29)5.3 径向式导水机构运动图的绘制 (29)6 水轮机结构设计 (33)6.1 概述 (33)6.2 转轮的结构设计 (34)6.3 导叶的结构、系列尺寸和轴颈选择 (36)6.4 导叶的传动机构 (36)6.5 导水机构的环形部件设计 (37)6.6 真空破坏阀 (38)6.7 主轴的设计 (39)6.8 轴承的结构 (40)6.9 补气装置 (41)6.10 主轴的密封 (42)7 导叶加工图的绘制 (43)8 蜗壳强度计算 (43)8.1 对金属蜗壳的受力分析 (43)8.2 编程进行强度计算 (46)9 结论 (51)总结与体会 (51)谢辞 (52)参考文献 (52)摘要本次设计是在给出仙溪水电站原始资料的情况下，为电站进行水轮机选型设计，并绘制出运转综合特性曲线。

从最大水头考虑，初步选定了HL D和HL220/A153两个转轮型号，然后从机组的运行稳定性和经240/41济性（电站开挖量）对两个转轮进行综合比较分析，最终确定出水轮机型号为220/153140--，机组台数为两台。

目录一、设计参数 (2)二、设计步骤 (2)1.确定流道几何形状 (2)1.1初绘制流道 (2)1.2检查过水断面面积 (3)2.按轴面流速为均匀分布绘制轴面流线 (4)3.检查流网准确性 (5)4.计算轴面流速 (8)5. 进出口三角形计算及绘制 (9)5.1确定进出口边位置 (9)5.2确定叶片进出口速度矩分布 (9)6.利用BladeGen生成叶片 (10)6.1轴面投影的生成 (10)6.2确定进出口安放角的分布规律 (10)6.3叶片的加厚 (11)6.4叶片的调整与输出 (11)7.利用UG进行木模截线绘制 (12)8.木模图的绘制 (13)三、设计总结 (13)一、设计参数Hmin=20m Hav=35mHmax=48 Nr=3692.71Kw转速n=333.3rpm Qr=11.95m³/sD1=1.34m Hs=1.9m海拔高程：79m本次课程设计采用以上设计参数进行混流式水轮机叶片设计，设计方法参照《水轮机课程设计设计指导书》中的方法二，最后绘制出叶片木模图。

二、设计步骤1.确定流道几何形状1.1初绘制流道采用方法二初绘流道，其中绘制5条流线的坐标数据按指导书中所给出的值绘制。

所得流道如图1.2检查过水断面面积在转轮流道内做内切于转轮上冠和转轮下环的公切圆，计算各断面面积,做出轴面液流过水断面面积沿Lm的变化曲线：轴面液流过水断面面积沿Lm的变化曲线如图：由于扩散形流道易产生脱流而导致较大的水力损失，根据上图所示，可以看出过流断面面积沿lm是逐渐减小，整体呈一个收缩流道，同时为了提高汽蚀性能，转轮出口处面积略有扩散，基本符合设计要求。

2.按轴面流速为均匀分布绘制轴面流线根据过水断面与流线相互垂直的原则，作线垂直于各轴面流线，并以该线为母线绕水轮机轴线旋转得到的回转面就是过水断面。

一般规律为近下环处流线较密集，在近上冠处流线较稀疏。

下表为校正流线后的相关数据：下图为校正后的流线L1L2L3L4L5abcd efg3.检查流网准确性(1)计算时可以原有等势线为中线，在其两侧各作一相近的等势线，如图实线为原等势线，两边虚线为相近等势线。

学号 **********年级 2010级本科毕业设计23～44米水头220MW水电站设计说明书专业热能与动力工程姓名朱聪指导教师郭建斌评阅人潘虹2014年6月中国南京BACHELOR'S DEGREE THESIS OF HOHAI UNIVERSITYThe design of t he head of 23~44m hydropower station 220MW electrical and machinery partCollege ：HOHAI UNIVERSITY Subject ：Thermal and Power EngineeringName ：Zhu CongDirected by ：Guo ProfessorNANJING CHINA学术声明：郑重声明本人呈交的毕业设计，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。

尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）的研究成果不包含他人享有著作权的内容。

对本设计（论文）所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。

本设计（论文）的知识产权归属于培养单位。

本人签名：日期：摘 要本设计是根据提供的原始资料对三门水电站的机电初步设计，设计内容共分为四章：水轮机主机选型，调节保证计算及调速设备选择，辅助设备系统设计，电气一次部分设计。

第一章水轮机选型设计是整个设计的关键，根据原始资料，初步选出转轮型号为HL240，共有个12待选方案。

根据水轮机在模型综合特性曲线上的工作范围，初步选出3个较优方案，再根据技术经济性及平均效率的比较在较优方案中选出最优方案最终选出的最优方案水轮机型号为HL240，4台机组，转轮直径5.5m ，转速79r/min ，平均效率92.6%。

计算最优方案进出水流道的主要尺寸及厂房的主要尺寸，绘制厂房剖面图。

第二章调节保证计算及调速设备的选择中由于本电站布置形式为单机单管，所以只对一台机组甩全负荷情况进行计算。

水轮机毕业设计指导书——水轮机与发电机的选择笫一节水能资料(本设计略)根据设计任务书，列出水能设计计算和规划给出的以下特征值：多年平均流量；水电站水库调节类型；水电站类型与厂房型式；水电站特征水头；水电站装机容量；水电站设计保证率；水电站保证出力；多年平均发电量；年利用小时数；电力系统设计水平年最大负荷；引水系统的引水方式；水电站下游水位与流量关系曲线。

在得到上述资料后，需要对资料进行适当的校核；其中重点是校核水电站特征水头。

笫二节机组台数与机型的选择一、机组台数的选择1．台数与投资的关系台数多，单机容量小，小机组单位千瓦造价高，同时，相应的主阀、调速器、附属设备及电气设备的套数增加，投资亦增加。

一般情况下，台数多对成本和投资不利。

2．台数对运行效率的影响机组台数多，可以灵活改变机组运行方式，调整机组负荷，避开低效率区运行，以使电站保持较高的平均效率。

机组类型不同，台数对电厂平均效率的影响就不同。

轴流转桨式水轮机，由于单机的效率曲线平缓且高效区宽，台数多少对电厂的平均效率影响不明显；而混流式、轴流定桨式水轮机其效率曲线较陡，当出力变化时，效率变化较剧烈，适当增加台数可明显改善电厂运行的平均效率。

3．台数与运行维护的关系台数多，运行方式灵活机动，事故停机影响小，单机检修易于安排，但对全厂检修麻烦；同时，台数多，机组开、停机操作频繁，事故的次数可能增加。

4．台数与其他因素的关系4．1 台数与电网的关系对于区域电网的单机：装机容量较小≯15%系统最大负荷（不为主导电站）；装机容量较大≯10%系统容量(系统事故备用容量)，因而，单机容量与台数选取不受限制。

4．2台数与保证出力的关系根据设计规范要求，机组单机容量应以水轮机单机运行时其出力在机组的稳定运行区域范围内确定为原则。

不同型式的水轮机的稳定运行负荷区域如表1。

表1 不同型式的水轮机的稳定运行负荷区域对中小型水电站，一般选择2～4台；保证在水头低于额定水头时，机组受阻容量尽量小；在可能的情况下尽量选用单机容量较大的水轮机，以降低设备造价。

毕业设计水电站的水轮机设计一、引言水轮机是一种将水流能转化为机械能的装置，广泛运用于水电站等发电场所。

本文旨在对毕业设计中的水轮机进行设计和分析，并对其性能进行评估。

二、设计原则在水轮机设计过程中，应考虑以下几个方面的原则：1.效率原则：水轮机的设计应追求最大化效率，以充分利用水流能。

2.可靠性原则：设计的水轮机应具备良好的可靠性，以确保长期稳定运行。

3.经济性原则：设计应尽量降低成本，提高生产效益。

三、设计步骤以下是进行水轮机设计的基本步骤：1.流量计算：根据就地条件和需求，计算水轮机所需的水流量。

2.水头计算：确定水轮机所处的有效水头，包括高度、压力等。

3.效率计算：根据水头和水流量，计算水轮机的理论效率。

4.选择类型：根据水头和流量要求，选择适合的水轮机类型，如分流式、混流式等。

5.尺寸设计：根据选择的水轮机类型，确定几何尺寸，包括叶轮直径、叶片数目等。

6.材料选择：选择适当的材料，以确保水轮机的结构强度和使用寿命。

7.制造和安装：根据设计图纸，制造和安装水轮机。

8.性能评估：对水轮机的性能进行评估，包括效率、功率输出等。

四、设计要点以下是进行水轮机设计时需要注意的要点：1.运行稳定性：设计时应考虑水轮机的运行稳定性，避免产生过大振动和噪音。

2.叶轮形状：叶轮的形状会影响水轮机的效率，应根据流体力学原理选择合适的形状。

3.叶轮材料：叶轮需要具备耐腐蚀和高强度的特性，常用材料有铸铁、不锈钢等。

4.沉砂措施：设计时应考虑沉砂措施，以防止沙砾进入水轮机破坏叶轮和导叶。

五、结论水轮机的设计是毕业设计中一个重要的环节，本文介绍了水轮机设计的基本原则和步骤，并指出了设计中需要注意的要点。

通过合理的设计和选材，可以使水轮机达到较高的效率和可靠性，提高水电站的发电效益。

同时，也提醒设计者要考虑环保和可持续性等因素。

希望本文对水轮机设计有所启发，并对毕业设计有所帮助。

设计说明书第一章水轮机部分1.1概述（1）水电站名称：05水电站（2）电站地理位置：位于广西和贵州省交界的南盘江上。

（3）枢纽任务：以发电为主，兼顾航运。

（4）水能开发方式：堤坝式。

（5）水文气象资料平均气温：10.9℃，最低气温：-7.0℃，多年平均风速5.4m/s，多年平均悬移质输沙量1580万吨；推移质输沙量72万吨；设计洪峰流量18550㎥/s，校核洪峰流量23450㎥/s。

（6）水能规划参数电站总装机容量：400MW 设计保证率：91%=34.0m最大水头：H max=38.9m 设计水头：Hr平均水头：H av=35.0m 最小水头：H min27.1m=1.2 水轮机选型及机组台数的确定1.2.1水轮机型号的选择转轮型谱参数，再计算设计根据已知水电站的水头范围，查<<水轮机>>P370-371水头下的比转速，查<<水轮机>>P图9-32水轮机最有效率和比转速之间的关系，322故确定水轮机型号为ZZ440。

1.2.2转轮型谱参数1.2.3装机台数的确定（1）机组台数多，单机容量小，小机组单位千瓦造价高，同时，相应的主阀，调速器附属设备及电气设备的套数增加，投资亦增加，一般情况下，台数多对成本和投资不利。

（2）本电站有调峰任务，对于变动负荷的水电站，若采用过少的机组台数，虽单机效率高，但在部分负荷时，由于负荷不便在机组间调节，因而不能避开低效率区，这会使电站的平均效率降低。

（3）当机组台数较多时，电站的运行人员增加 ，消耗品增加，因而，运行费用较高。

综上所述，最终决定选择装机台数为四台，五台或六台。

1.3初选方案表1-2 初选方案列表初选方案 水轮机型号 装机台数（台）单机容量（MW ）方案一 ZZ440 4 100 方案二 ZZ440 5 80 方案三ZZ440666.71.4各初选方案原型水轮机参数的计算1.4.1各方案工作范围图的绘制（1）方案一同步转速下各水头对应的单位转速计算结果列表如下： 表1-3 H min =27.1m H r =34.0m H av =35.0m H max =38.9m n=100r/min124.86111.47109.87104.22绘制工作范围如附图1所示（2）方案二同步转速下各水头对应的单位转速计算结果列表如下： 表1-4水头转速H min =27.1m H r =34.0m H av =35.0m H max =38.9m n=115.4r/min133118.75117.04111.02绘制工作范围如附图2所示（3）方案三同步转速下各水头对应的单位转速计算结果列表如下： 表1-5 H min =27.1m H r =34.0m H av =35.0m H max =38.9m n=136.4r/min131.0116.96115.28109.35绘制工作范围如附图3所示1.4.2各方案机组技术参数表1-6 各方案机组技术参数表方案一 方案二 方案三 单机容量×台数 100MW ×4 80MW ×5 66.7MW ×6 水轮机型号 ZZ440 ZZ440ZZ440适用水头范围H （m ） 20~36（40）20~36（40） 20~36（40）额定水头H r （m ） 34.0 34.0 34.0 转轮直径D 1（m ） 6.5 6 5 原型机最高效率(%) 0.93 0.93 0.93 限制工况效率(%) 0.876 0.876 0.876 同步转速n （r/min ） 100 115.4 136.4 飞逸转速n R （r/min ） 316.65 343.03 411.64 额定流量（m 3/s ） 362.15 285.48 237.61 额定单位转速n 11r （r/min ） 111.47 118.75 116.96 额定单位流量Q r （m 3/s ） 1.47 1.36 1.63 吸出高度H s （m ） -16 -15.68 -21 安装高程▽（m ） 379.665 379.78 375.05 总轴向力F a （N ）13320310.4111272761.97715552.18水头转速水头转速方案号项目1.5精选方案的确定及其参数的计算1.5.1精选方案的确定对以上三种方案从能量性能，空化性能等方面的比较，最终确定方案一，方案二为精选方案，精选方案的技术参数如表1-7所示。

可逆式水轮机毕业设计任务书、基本资料和指示书河海大学水电学院动力系二○○六年三月可逆式水轮机毕业设计任务书一、设计内容根据原始资料，对指定抽水蓄能电站、指定原始参数进行机电部分的初步设计，包括主机选型，调节保证计算、调速设计选择、辅助设备设计，电气设备设计等。

二、时间安排1．机组选型设计：5周2．调节保证计算：1.5周3．辅助设备设计：2周4．电气设备设计：1.5周5．整理成果：1.5周6．评阅答辩：1周总计12.5周三、成果要求1．设计说明书：说明设计思想，方案比较及最终结果，并附必要的图表；2．设计计算书：设计计算过程，计算公式，参数选取依据，计算结果；3．图纸：厂房横剖面图、水系统图、气系统图、电气主结图等4～6张。

可逆式水轮机毕业设计原始资料仙游抽水蓄能电站仙游抽水蓄能电站站址位于福建省莆田市下辖的仙游县西苑乡，属木兰溪流域。

距仙游县城28km，对外交通较为便利。

上库广桥坝址位于木兰溪上游支流大济溪的上游，在西苑乡广桥村上游河谷中。

下库半岭坝址位于木兰溪上游溪口溪上，在西苑乡半岭村上游约1km的河谷中。

上、下水库成库天然条件较好，输水距离较短，上、下库均有公路到达。

本电站工程由上水库、下水库、输水系统、地下厂房洞室群及地面开关站组成。

地下厂房洞室群深埋于上下库之间的雄厚山体内，水由隧洞式压力钢管引入厂房。

仙游电站为日调节纯抽水蓄能电站，平均每天抽水工况运行7h，发电工况运行5h。

本电站建成后将承担所在电力系统的调峰、调频、调相及事故备用任务，在提高系统供电质量，应付系统突发事故，保障系统安全运行等方面将起到较大的作用。

机组选型设计水能参数一览表温高，湿度大，日照时间长。

上库广桥坝址多年平均气温16.9℃，极端最高气温35.3℃，极端最低气温-7.1℃；下库半岭坝址多年平均气温19.1℃，极端最高气温36.6℃，极端最低气温-6.2℃。

参考文献1．刘大恺，水轮机（第三版），中国水利水电出版社，1997；2．苏联，可逆式水轮机机械，中国水利水电出版社，1982.3．梅祖彦，抽水蓄能发电技术，机械工业出版社，2000；4．杨开林等，水泵水轮机变化及水力瞬变，抽水蓄能国际论文集，1990；5．陈乃祥，可逆式水泵水轮机过渡过程，大电机技术，1998；6．Wylie E B, Streeter V. Fluid Transient. McGraw Hill ,1978；7．浙江乌龙山抽水蓄能电站设计资料，2003.78．浙江仙游抽水蓄能电站设计资料，2004.129．江苏溧阳抽水蓄能电站设计资料，2004.7可逆式水轮机毕业设计指示书（1）——选型设计原则第一节抽水蓄能电站机组型式和单机容量选择1．抽水蓄能电站的机型选择，应根据水头/扬程、运行特点及设计制造水平等因素经技术经济比较确定。

一、工程背景及水轮机叶片简介图 1、为某型水轮机叶片的CAD模型。

在发电工作工程中水流由进水口流向出水口，叶片承受水流的冲刷从而开始运动，这种运动通过传动轴传递到发电机，从而带动发电机工作发电。

但是水轮机在工作仅仅一年多时间以后，就有数片叶片发生了疲劳断裂事故，使得水轮机不能正常工作发电，造成了一定的经济损失，同时也说明水轮机叶片在结构的设计方面确实存在不完善之处。

然而，由于水轮机在水下进行工作，很难通过测量得方法获得叶片上应力和位移的分布情况，也就无法知道叶片为何会断裂，无法有效的改善叶片的几何结构。

在这种情况下，长江水利委员会陆水枢纽局的委托我们对LS591水轮机叶片的进行Ansys有限元模拟计算，获得叶片的应力场和位移场的分布，从而为叶片断裂事故分析提供技术支持，并对叶片结构的改进提供具体方案。

传动轴进水口出水口图1、CAD模型二、ANSYS简介及解题步骤1、ANSYS简介对于大多数工程技术问题，由于物体的几何结构比较复杂或则问题的某些特征是非线性的，我们很难求得其解析解。

这类问题的解决通常具有两种途径：一是引入简化假设，但这种方法只是在有限的情况下是可行的。

也正是因为这样，有限元数值模拟的技术产生了。

有限元方法通过计算机程序在工程中得到了广泛的应用。

到80年代初期，国际上较大型的面向工程的有限元通用软件达到了几百种，其中著名的有：ANSYS,NASTRAN,ASKA, ADINA,SAP等。

其中，以ANSYS为代表的工程数值模拟软件，即有限元分析软件，不断的吸取计算方法和计算机技术的最新进展，将有限元分析、计算机图形学和优化技术相结合，已成为解决现代工程问题必不可少的有力工具。

尤其是在某些环境中，样机试验是不方便的或者不可能的，而利用ANSYS软件，对这个问题有了很好的解决。

本文中水轮机叶片是在水下的环境进行工作，测量很难进行，利用有限元软件ANSYS这个问题得到了很好的解决。

2、ANSYS分析步骤ANSYS分析可以分为三个步骤：a、创建有限元模型（1）创建或读入几何模型根据实体模型按照给定的尺寸建立模型或者直接导入已经生成的几何模型，并对其进行一定程度的修复、简化等。

贯流式水轮机毕业设计任务书、基本资料和指示书河海大学水电学院动力系二○○六年三月贯流式水轮机毕业设计任务书一、设计内容根据原始资料，对指定电站、指定原始参数进行机电部分的初步设计，包括：主机选型，调保计算及调速设备选择，辅助设备系统设计，电气一次部分设计,电站机组安装、布置等。

二、时间安排(供参考)1、主机选型 4.5周2、调保计算及调速设备选择 1.5周3、辅机系统2周4、电气部分2周5、整理成果1周6、评阅答辩l周7、机动0.5周总计12.5周三、成果要求1、设计说明书：说明设计思想，方案比较及最终结果，并附有必要的图表。

2、设计计算书：设计计算过程，计算公式，参数选取的依据，计算结果。

3、图纸：主机成果图、安装布置图，油、水、气系统图、电气主结线图及专题部分1-2张，共5-6张(含CAD设计图)，规格为1号图。

贯流式水轮机毕业设计资本资料贵港水电站位于广西省东南部，在郁江中段。

电站建成后将向玉林地区及其贵港市和邻近横县等地供电，对该地区工农业发展有重要的意义。

贵港水电站位于郁江中段贵港市下游约6km处。

贵港水电站厂房为低水头河床式厂房，布置于主河槽的左岸边，为枢纽挡水建筑物之一部分。

1、本电站装机方案：说明：1)消力池底高程为24.50m;2)Q为闸孔下泄流量。

图1贵港枢纽工程上游⊿43.10正常水位调度运行曲线（5台机组发电）说明：1)消力池底高程为24.50m;2)Q为闸孔下泄流量。

图1贵港枢纽工程上游⊿43.10正常水位调度运行曲线（机组不发电）说明：1)消力池底高程为24.50m;2)Q为闸孔下泄流量。

图3贵港枢纽工程上游⊿43.10正常水位调度运行曲线（3台机组发电）下游特征洪水位如下：千年一遇洪水位▽48.94百年一遇洪水位▽48.163、运行环境该地区年平均气温为21.5℃，极端最高气温为39.5℃，极端最低气温-3.4℃，年平均相对湿度78％。

4、电站运行发电要求电站建成后在电网内承担基荷及部分峰荷，并考虑有调相任务。

四川大学课程设计任务书学院专业班课程名称题目任务起止日期：年月日～年月日学生姓名学号指导教师年月日教研室主任年月日审查院长年月日批准目录第一章水轮机的选型设计 (1)第二章水轮机运转特性曲线的绘制 (11)第三章蜗壳设计 (14)第四章尾水管设计 (17)第四章心得总结 (19)参考文献 (20)第一章水轮机的选型设计1.1 水轮机型号选定一、水轮机型式的选择根据原始资料，电站装机容量7MW，平均水头为33m，最大水头为39m，最小水头为28m。

水轮机的额定水头为Hr=0.9Hw=31.35M根据资料，适合此水头范围的水轮机类型有轴流式和混流式，又根据水轮机系列型普表中查出合适的机型有HL240型水轮机和ZZ440型水轮机两种。

根据装机容量拟选两种型号的水轮机1,2台机组。

二、初步拟订型号机组台数并确定单机容量根据以上分析初步拟定见表1-1表1-1 初步拟定表1.2 原型水轮机各方案主要参数的选择按电站建成后,在电力系统的作用和供电方式,初步拟定四种方案后进行比较。

一、ZZ440型水轮机1台机组（方案一）1、计算转轮直径装机容量7000千瓦，水轮机的额定功率为7000P 7368()0.95grg p kw ===η上式中：g p ——机组单机容量，kwg η——同步发电机的效率，一般取95%-97%，此处取95%。

根据水轮机转轮型普推荐的最大单位流量110Q =1.653/m s ，为使单位流量有一定的 余量，取3%的储备，则额定工况的单位流量11r Q =1.65⨯0.97=1.63/m s ,110115/min n r =，对应的模型效率M η=0.83，暂取效率修正值Δη=0.03，η=0.83+0.03=0.86。

则设计工况原型水轮机效率为86%。

m D HQ P rrr 8.186.035.316.181.9736881.95.15.1111=⨯⨯⨯==η根据我国规定的转轮直径系列（见《水轮机》P9），选择转轮公称直径1D =3.3m 。

热能与动力工程专业毕业设计（论文）1毕业设计（论文）题 目 炳灵水电站的设计专 业 热能与动力工程班 级学 生指导教师2011 年炳灵水电站的设计炳灵水电站的设计摘要炳灵水电站是黄河龙羊峡至青铜峡段水电开发规划中的第13个梯级水电站。

电站总装机容量24万千瓦，共安装5台4.8万千瓦灯泡贯流式水轮发电机组，年均发电量9.74亿千瓦时。

本次毕业设计通过查阅贯流式水轮机相关资料，首先对炳灵水电站转轮型号为GZHK-1RT-WP-620的贯流式水轮机进行设计，包括水轮机总体结构的设计，并对其中的主要零件进行设计优化。

绘制出了总装配图，导水机构装配图，主轴零件图，操作油管装配图和导叶臂零件图。

其次进行了电气一次部分的设计，设计选择了电气主接线形式，进行短路电流计算和电气主设备选择，绘制出电气主接线图。

本设计相关知识涉及水轮机结构、水电厂电气部分，机械制图以及贯流式水轮发电机组等部分，此外，还包括其相关的设计思路及方法。

在本次设计中还大量使用了auto CAD 软件进行绘图。

关键词：贯流式水轮机结构设计电气一次设计2热能与动力工程专业毕业设计（论文）The Design of Bingling Hydraulic Power StationABSTRACTBingling Hydropower is the 13 cascade hydropower stations of Longyangxia to Qingtongxia section of Yellow River Hydropower Development planning .In The total installed capacity of 240,000 kilowatts power plant, the installation of five 48,000 kilowatts bulb turbine group, with an annual generating capacity of 974 million kw·h.Firstly, we design the tubular turbine GZHK-1RT-WP-620 of Bingling Hydropower through access to relevant information, including the overall structure of the turbine design, and one of the main parts design optimization. Drawn out of the general assembly drawings, assembly drawings guide apparatus, the spindle parts diagram, assembly drawing and tubing operations guide vane arm parts diagram. Second was a part of the electrical design, design options the main electrical wiring, to conduct short-circuit current calculation and the main electrical equipment selection, drawing out the main electrical wiring diagram.Knowledge related to the design of the turbine structure, hydropower electrical parts, mechanical drawing, and tubular hydro-generating sets and other parts, also including relevant design ideas and methods. In this design also makes extensive use of auto CAD software for drawing.Key Word:tubular turbine structural design design of ectric primary system3炳灵水电站的设计目录ABSTRACT (3)1.前言 (1)1.1概述 (1)1.2设计内容 (1)1.3原始资料 (2)2.水轮机总体结构设计 (4)2.1 绘制轴面流道图 (4)2.2 基础环设计 (4)2.3 座环设计 (5)2.4 导水机构设计 (6)2.4.1 外配水环 (6)2.4.2 内配水环 (7)2.4.3 传动机构 (8)2.5 水轮机主轴设计 (22)2.6 水轮机主轴密封设计 (23)2.7 水轮机水导轴承设计 (24)2.8 转轮设计 (24)3. 电气一次设计 (26)3.1 电气主接线设计 (26)3.1.1 设计原则 (26)3.1.2 主接线方案初步设计 (27)3.1.3 方案比较 (29)3.2 短路电流计算 (30)4热能与动力工程专业毕业设计（论文）3.3 电气主设备选择 (54)1.升压变压器 (56)2.断路器的选择 (57)3.隔离开关的选择 (63)4. 电流互感器 (67)5.电压互感器选择 (71)6.高压熔断器的选择 (73)7.避雷器的选择 (74)8.高压绝缘子的选择 (74)9.发电机中性点接地方式 (75)4.总结 (76)52011届热能与动力工程专业毕业设计（论文）1.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，生产和生活用电的需求也越来越大。

冲击式水轮机毕业设计任务书、基本资料和指示书河海大学水电学院动力系二OO六年三月冲击式水轮机毕业设计任务书一、 设计内容 根据给定的原始资料， 对指定的电站、 指定的原始参数进行该电站的机电初步设计， 包 括：电站装机机型的比较设计和参数选择， 调节保证计算及调速设备选择， 该电站的辅助系 统设计和电气一次系统初步设计。

成果要求设计说明书：设计计算书： 图纸：主机部分厂房纵剖图，配水环管装配图，水系统图，气系统图和油系统 电气主接线图及专题部分图纸， 规格为 1 号图， 其中主机部分厂房纵剖图及配水环管图 CAD 图，其他全部 CAD 图。

冲击式水轮机毕业设计资本资料、田湾河电站田湾河位于四川甘孜州康定县、 雅安市石棉县境内， 为大渡河中游的一级支流， 发源于 贡嘎山西侧， 主源莫溪沟由北向南流， 在魏石达先后有贡嘎沟和腾增沟分别自左、 右岸汇入 后始称田湾河。

下行至界碑石进入石棉县境内并有环河自右岸汇入， 经草科、 田湾在两河口 注入大渡河。

整个田湾河开发方案规划为干、 支流 “两库四级”开发。

整个梯级从上至下依次由巴王 海、仁宗海、金窝和大发四级水电站组成。

业主提出整体开发田湾河的思想，计划在 2007 年内完成仁宗海、金窝、大发三个梯级水电站的建设。

仁宗海水库水电站位于康定县和石棉县交界处， 工程为混合式开发。

电站龙头水库坝址 位于仁宗海口上游约 400m 处，水库正常蓄水位 2930m 总库容1.09亿m ，调节库容0.91 亿m ，水库具有年调节性能；引水隧洞长约7.5km ;地下厂房厂址位于界碑石下游约 650m二、时间安排1、 电站装机机型比较设计 4周2、 调节保证系统 1周3、 辅助系统 2周4、 专题 1.0周5、 电气部分 2周6、 成果整理 1周7、 评阅答辩 1周8、 机动0.512.5周总计 说明设计思想，方案比较，参考资料及最终结果。

设计计算过程，计算公式，参数选取的依据，计算结果。

水轮机毕业设计水轮机毕业设计水轮机是一种将水能转化为机械能的装置，广泛应用于水电站等能源领域。

作为一个水利工程专业的毕业生，我对水轮机的设计和优化非常感兴趣。

在我的毕业设计中，我选择了水轮机作为研究对象，旨在通过对水轮机的设计和改进，提高其效率和可靠性。

首先，我对水轮机的原理和工作过程进行了深入的研究。

水轮机的工作原理是利用水流的动能来推动叶轮转动，从而带动发电机发电。

在水轮机的设计中，流道的形状、叶轮的结构和材料等都对其性能有着重要的影响。

因此，我通过模拟和实验的方法，对不同参数下水轮机的性能进行了分析和比较。

其次，我针对水轮机的设计和优化提出了一些具体的方案。

首先是流道的设计。

流道的形状对水流的流速和流量有着直接的影响，因此我采用了数值模拟的方法，通过改变流道的形状和尺寸，寻找最佳的设计方案。

同时，我还考虑了水轮机的叶轮结构和材料的选择。

叶轮的结构应该具有足够的强度和刚度，能够承受水流的冲击和旋转力矩。

叶轮的材料应具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，以保证水轮机的长期稳定运行。

在水轮机的设计和优化过程中，我还考虑了一些其他因素。

例如，水轮机的启动和停机过程，以及对水轮机的监测和维护等。

启动和停机过程需要合理控制水流的流量和流速，以避免对水轮机产生冲击和损坏。

对水轮机的监测和维护是保证其长期稳定运行的关键。

通过安装传感器和监测设备，可以实时监测水轮机的运行状态和性能指标，及时发现问题并进行维修和保养。

此外，我还对水轮机的环境影响进行了评估。

水轮机作为一种能源装置，对水资源的利用和环境保护有着重要的影响。

在设计和优化水轮机的过程中，我考虑了水轮机对水流的影响，以及对河流生态系统的影响。

通过合理设计和操作，可以减少水轮机对水流的影响，保护水资源和生态环境的可持续发展。

总结起来，水轮机毕业设计是一个综合性的课题，涉及到流体力学、材料科学、机械工程等多个学科的知识和技术。

通过对水轮机的设计和优化，可以提高其效率和可靠性，为水电站等能源领域的发展做出贡献。

目录第一章吉祥泉水电站原始资料介绍第二章吉祥泉电站枢纽机电设备选型2.1水轮机选型设计.... .. (5)2.2 初选方案的拟定与选择 (5)2.3 装机台数的确定 (6)2.4 初步方案基本参数计算 (6)2.5 方案一（HL220，装机三台，单机容量216.7MW） (7)2.6 方案二（HL220，装机四台，单机容量162.5MW） (11)2.7 方案三（HL160，装机三台，单机容量216.7MW） (14)2.8 方案四（HL160，装机四台，单机容量162.5MW） (18)2.8 最优方案的确定 (26)2.8.1 最优方案运转综合特性曲线的绘制（见附表a）第三章吉祥泉水电站发电机选型3.0 最优方案发电机选型计算（HL220，装机四台） (30)第四章吉祥泉水电站辅机设备设计4.0 油系统 (39)4.1 气系统 (42)4.2 水系统 (47)参考文献第一章 吉祥泉水电站原始资料介绍一、水电站名称：吉祥泉水电站二、电站地理位置：云南省境内澜沧江中游。

水库库区多为高山峡谷地貌，为深切陡峻的V 型峡谷。

三、枢纽任务：以发电为主。

四、水电站设计保证率：94%。

五、水能开发方式：有压引水式，采用右岸地下厂房方式。

六、地质概况：大坝坝基岩性以玄武岩为主，岩石坚硬，较完整，岩层中夹有薄层凝灰岩，坝基岩体具有较高的抗压强度，工程地址条件较好。

七、水文气象条件1. 电站下游水位与下泻流量的关系2. 主要来自孟加拉湾和印度洋。

坝区多年降雨量为1100mm ，多年平均无雨日208天，年平均气温20.2℃。

3. 风霜冰冻情况：坝区气候温和，无霜冻。

风向多为南风，多年平均风速1.0m/s 。

4. 河水多年平均水温17.4℃。

5. 河流含沙情况：多年平均输沙量5493万吨，多年平均含沙量1.3kg/m 3。

汛期（6~10月）来沙量占全年的95%。

7. 地震级：七级。

8. 入库洪水情况表：洪校核洪水位时最大下泄流量：8130=洪Q m 3/s 。

毕业设计（论文）指导书题目专业班级学生指导教师年年热能与动力工程专业水轮机结构设计指导书一、水轮机型号及参数水轮机型号及参数详见任务书二、水轮机总体结构设计根据给定的水轮机型号、机组布置型式和转轮直径等参数，确定水轮机的主要特征尺寸。

1.确定转轮的流道尺寸；2.确定导叶高度及分布圆直径；3.确定座环高度；4.根据水轮机的出力、转速，估算主轴直径；5.参照现有资料，分别设计转轮、导叶、座环、顶盖、底环、基础环、主轴等部件的结构；6.参照现有资料，分析各种主轴密封的结构特点，选择合适的主轴密封；7.参照现有资料，分析各种水导轴承的结构特点，选择合适的水导轴承；8.参照现有资料，根据顶盖、主轴密封、水导轴承的结构，合理布置控制环的结构；9.参照现有资料，选择合适的补气装置。

二、导水机构传动系统设计（导叶布置图绘制）1.根据水轮机的型号、转轮直径，确定最大可能开度所要求的最大接力器行程S max，从而最后确定传动系统的参数；2.绘制导叶开度a0和接力器行程S的关系曲线S=f（a0）），检查导叶传动与接力器移动的均衡性；3.绘制角度λ、β与a0的关系λ=f（a0）、β=f（a0）；4.确定推拉杆销孔与连杆销孔在控制环上的相对位置，以使在运动中接力器活塞杆的偏斜角度最小；5.确定限位块的位置；6.检查传动件在不同位置是否相碰，尤其是易坏连接件破断后，连杆或转臂是否相碰；7.确定导叶关闭时，相邻导叶的密封位置及端面密封分布圆直径；三、导水机构结构设计根据导水机构运动图设计所确定的尺寸，参考现有的设计资料，确定导叶、套筒、连杆、转臂、剪断销、控制环等结构尺寸。

四、水导轴承设计根据所确定的水导轴承结构，参考资料（1）、（2）、（3）、（4）分别进行润滑及冷却系统设计。

五、强度校核与编程实现1.主轴强度校核根据所确定的主轴结构及尺寸，参考资料（1）、（2）进行强度校核。

2.导叶强度校核根据所确定的导叶结构及尺寸，参考资料（1）、（2）进行强度校核。