1、水電站廠房設計說明書（MY水電站）1.繪制蝸殼單線圖1.1蝸殼的型式水輪機的設計頭頭H=46.2m40m,水輪機的型式為HL220-LJ-225,可知 p本水電站采用混流式水輪機，轉輪型號為220,立軸，金屬蝸殼，標稱直徑D =225cm=2.25m。11.2蝸殼主要參數的選擇1金屬蝸殼為圓斷面，由于其過流量較小，蝸殼的外形尺寸對水電站廠房 的尺寸和造價影響不大，因此為了獲得良好的水力性能一般采用中。=340 350。本設計采用中 = 345，經過計算得出經過蝸殼進口斷面的流量Qc， 計算如下：單機容量：Nf = 6QQKW =i5000KW，選取發電機效率為門f =0.96，這 樣可求得水輪

2、機的額定出力：N = Nf = 15000 = 15625KWr 門 f 0.96設計水頭：HHr=46.2m，D2.25m 由此查表得：代0.91Q1 = 1150L/s = 1.15m3/s水輪機以額定出力工作時的最大單位流量：1N156253Q1max =九成口而農9.8D2Hr 2n 9.82.252x46.2 2x0.91水輪機最大引用流量：Qmax = Q11maxDE = L11 x 2.252 x、星=383女蝸殼進口斷面流量：Q = 住P0 =翌x 38.2 = 36.61m3/sc 3600360。根據水力機械第二版中圖4-30可查得設計水頭為46.2m60m時蝸殼斷面平均

3、流速為V=5.6 m/s。 c由附表5可查得：座環外直徑D3850mm,內直徑Db=3250mm,;座環外半徑r =1925mm,座環內半徑rb=1625mm。座環示意圖如圖一所示：座環尺寸比例：1: 1001.3蝸殼的水力計算1.3.1對于蝸殼進口斷面斷面的面積:F = Q斷面的面積:F = Qcc Vc max0360oVa 3450 = 6.537m25.6 x 3600斷面的半徑：pmaxQ斷面的半徑：pmaxQmax 甲。V 360。兀Vc=1.443m-38.2 x 3450V360 x兀 x5.6從軸中心線到蝸殼外緣的半徑：ax =a +2PmaxT.925+2 x 1-443

4、= 4.811m1.3.2對于中間任一斷面設七為從蝸殼鼻端起算至計算面i處的包角，則該斷面處Q =Q , P =：i一max , R = r + 2 Pi 360 max i ，360 V兀 i a ic其中：。 Q = 38.2m3/s, V = 5.6m/s , r = 1925mm = 1.925m。表一金屬蝸殼圓形斷面計算表花()Q3Q = # Qmax(m /S)F G) cP-JV (m)Ri = ra + 2 pi(m)00001.925151.5920.2840.3012.527303.1830.5680.4252.776454.7750.8530.5212.967606.36

5、71.1370.6023.128757.9581.4210.6733.270909.5501.7050.7373.39910511.1421.9900.7963.51712012.7332.2740.8513.62713514.3252.5580.9033.73015015.9172.8420.9513.82816517.5083.1260.9983.92118019.1003.4111.0424.00919520.6923.6951.0854.09521022.2833.9791.1264.17622523.8754.2631.1654.25524025.4674.5481.2034.332

6、25527.0584.8321.2404.40627028.6505.1161.2764.47828530.2425.4001.3114.54830031.8335.6851.3454.61631533.4255.9691.3794.68233035.0176.2531.4114.74734536.6086.5371.4434.8111.3.3蝸殼斷面為橢圓形的計算圓對于中間任一斷面（依據水力機械以及水電站機電設計手冊（水 力機械），當圓形斷面半徑pv S時，蝸殼的圓形斷面就不能與座環蝶形邊 相切這時就改成橢圓形斷面。則由橢圓斷面過渡到圓形斷面時的臨界角七計算如下：當p= S時，尸-固定導葉外

7、切圓半徑;尸-蝶形邊錐角頂點所在半徑;島-座環蝶形邊半徑;bh -蝶形邊至導水機構水平中心線高度；a -蝶形邊錐角，一般為55 ;p -蝸殼圓形斷面的半徑;a-蝸殼斷面至座環中心線的距離;X -座環蝶形邊外緣至蝸殼斷面垂直中心線的距離0.25x0.25x2.25 =F 0.1 x 2.25 = 0.506m12a為座環蝶形邊錐角，一般取55。b00.25Dah = + 0.1 D = .=1062.2ra+p .=1062.2ra+p0 -jra (ra + 2 p0) 1.925+1.443-*1.925(1.925+2x1.443)由此得臨界角 9.(。) = C(ra + p. - 牌(

8、” + 2p,) =151。結合可知，當斷面包角在0151的時候pvS ,取橢圓斷面。橢圓短半徑p2=、：1.045A+0.51L2 -1.345L， A=p2+d 2 tan a ,橢圓長半徑 pi=L+p2 (1-cot a)p + aC橢圓斷面中心距aj=s +1.22pid二rrb橢圓斷面外半徑R = r + 2p . L =岑=黑黑=0.618m a isin asin55。0.819計算結果見下表二：212S = = 0506 = 0.882m , cos a cos55臨界值S=0.882m。由圓形斷面中由圓形斷面中=3450,p = 1.443m 得345345中i中. i C

9、PiAP2P1aiRi00.0000.0000.129-0.1650.5681.7242.292150.0140.2510.326-0.0250.6101.8952.505300.0280.3650.5460.1070.6502.0562.706450.0420.4570.7830.2310.6872.2072.894600.0560.5371.0340.3480.7222.3493.072750.0710.6101.2970.4590.7562.4853.241900.0850.6781.5710.5660.7872.6153.4031050.0990.7411.8550.6680.8182

10、.7403.5591200.1130.8022.1490.7670.8482.8613.7091350.1270.8602.4530.8640.8772.9793.8561510.1420.9202.7860.9640.9073.1013.689根據計算結果，畫蝸殼單線圖，如下圖所示，比例為1：80 ,單位為mm。2.圖二蝸殼單線2.尾水管單線圖的繪制根據已知的資料及下圖，得此水電站尾水管對應的尺寸如表三:TH5TH5尾水管單位參數示意尾水管單位參數示意圖（5-1）表三蝸殼尾水管尺寸型式D1HH1H 2H 3HlH5e1e2L1L2LB4B5a參數1.002.932.782.501.5250.

11、7951.291.1141.3841.4052.6854.092.533.5510.4尺寸2.256.5936.2555.6253.4311.7892.902.5073.1143.1616.0419.205.697.9910.4根據資料，選取的是彎肘型尾水管。彎肘型尾水管是由進口直錐段、肘 管和出口擴散管三部分組成。2.1進口直錐段2;為直錐管的高度,進口直錐管是一垂直的圓錐形擴散觀，為直錐管的進口直徑：對混流 式水輪機由于直錐管與基礎環相連接，可取D3和轉輪出口直徑D相等；對于 混流式水輪機，其錐管的單邊擴散角e可取7。9 增大h32;為直錐管的高度,進口錐管高度：h3 = h2 _h3=5

12、.625 - 3.431 = 2.194m進口錐管上下直徑： =。 = 2.507m, D4 =2 = 3.114m2.2肘管肘管是一 90變截面彎管，其進口為圓斷面，出口為矩形斷面。水流在肘 管中由于轉彎受到離心力的作用，使得壓力和流速的分布很不均勻，而在轉 彎后流向水平段時又形成了擴散，因而在肘管中產生了較大的水力損失。影 響這種損失的最主要因素是轉彎的曲率半徑和肘管的斷面變化規律，曲率半 徑越小則產生的離心力越大，一般推薦使用的合理半徑R=(0.61.0)D4,外 壁用上限，內壁用下限。R6 = 1.0 x D4 = 3.114m, R7 = 0.6 x D4 = 0.6 x 3.114 = 1.868m。為了減少水流在轉彎處的脫流及渦流損失，因此將肘管出口作成收縮斷 面，并使斷面的高度縮小寬度增大，高寬比約為0.25,肘管進、出口面積 比約在1.3左右。肘管出口斷面高度：h=H=1.789m6 l肘管出口斷面寬度：B=B=7.988m 652.3出口擴散段出口擴散段是一水平放置斷面為矩形的擴散段，其出口寬度一般與肘管 出口寬度相等；其頂板向上傾斜，根據其出口寬度并不是很