越南DongNai5电站水轮机结构设计 毕业论文.doc
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1、摘 要本次毕业设计的主要内容是对越南DongNai5电站水轮机进行结构设计。设计主要途径是在给定DongNai5电站水轮机型号和转轮标称直径等基本参数的前提下,通过查阅相关资料进行结构设计。以CAD软件为平台,绘制总装配图、导水机构装配图、导叶布置图和控制环零件图。关键词:DongNai5电站,水轮机结构,CADABSTRACTThe main contents of this graduation adsign are the Vietnam DongNai5 hydropower plant hydraulic turbine structural design.The main way
2、of design is with the basic paramrters of DongNai5 hydropower plant model and runner nominal diameter and accessing relevant information for the structural design.Drew general assembly drawings, water guide mechanism assembly drawing,guide vane arrangement drawing and control loop parts drawing.KEY
3、WORDS:DongNai5 hydropower plant, structure of hydraulic turbine, CAD目 录前言1概述1设计内容与要求21 越南DongNai5电站基本资料32 轴面流道图43 水轮机真机运转特性曲线63.1 等效率线的绘制63.2 等开度线的绘制103.3 真机运转特性曲线的绘制124 埋入部件结构设计134.1 座环134.1.1 结构型式134.1.2 尺寸系列134.2 基础环134.3 尾水管里衬145 导水机构结构设计165.1 导水机构总体结构设计165.2 导叶布置图的绘制165.2.1 导叶翼型的确定165.2.2 导叶开度的
4、确定185.2.3 导叶布置图以及相关曲线的绘制195.3 导叶装置结构设计205.3.1 导叶的结构205.3.2 导叶轴套结构215.3.3 导叶轴颈的密封235.3.4 导叶的止推装置245.3.5 导叶套筒结构255.4 导叶传动机构设计265.4.1 导叶臂265.4.2 连接板275.4.3 叉头285.4.4 连接螺杆295.4.5 分半键295.4.6 剪断销305.4.7 叉头销315.4.8 端盖325.5 导水机构环形部件结构设计325.5.1 底环335.5.2 控制环335.5.3 顶盖366 转动部件结构设计376.1 转轮结构376.2 泄水锥376.3 止漏装置
5、386.4 主轴结构设计397 轴承、主轴密封及其它部件设计427.1 轴承427.2 主轴密封427.3 补气装置437.4 其他部件设计44结论、讨论和建议46致谢47参考文献4847前言概述电力是现代化工业生产和生活不可或缺的动力能量,水力发电是电力工业的一个门类。建国50多年来,我国的水电事业有了长足的发展,取得了令人瞩目的成绩。水电在我国的兴起是有其深刻的背景的。我国水能资源丰富,不论是水能资源蕴藏量,还是可能开发的水能资源,在世界各国中均居第一位。但是目前我国水能的利用率仅为13%,水力发电前景广阔。随着我国经济的快速增长,能源消耗总量也大幅度增长,煤炭、石油和天然气这些常规能源的
6、消耗量越来越大,甚至需要依靠进口。水力发电经过一个多世纪的发展,其工程建设技术、水轮发电机组制造技术和输电技术趋于完善,单机容量也不断增大。并且水力发电成本低廉,运行的可靠性高,故其发展极为迅速。近一个世纪,特别是建国以来,经过几代水电建设者的艰苦努力,中国的水电建设从小到大、从弱到强不断发展壮大。改革开放以来,水电建设更是迅猛发展,工程规模不断扩大。水轮机是一种流体机械。所谓流体机械就是以流体作为工作介质的机器。它是实现流体功能和热能转换的机械。( 热能转换的流体机械在此不作介绍) 。对于功和能转换的流体机械主要分为两大类,一类是流体能量对流体机械作功而提供动力; 另一类则是通过流体机械将原
7、动力传递给流体, 使流体的能量得以提高。当然还有一种液力传动功能的机械( 如液力变矩器、液力耦合器以及流体与流体、流体与固体分离的机械) 也称为流体机械。水力发电用的水轮机有着100 年以上的历史,一般认为是已竭力开发的成熟机械。的确,在数十年前水轮机的效率就已达到90% ,看起来开发的余地不大。但实际上,在以计算机进行流态分析和强度分析的技术进步支撑下,水轮机的开发已达到非常先进的程度。性能的提高,不仅是简单体现在效率的提高,而是更应在更宽的水头和流量范围内仍能稳定和高效率的运转。对水轮机的选型和结构设计进行研究,不仅可以使水轮机在实际运行中更加接近设计参数,同时可以对已运行的水轮机进行优化
8、改造,消除或者减轻在运行中出现的问题,提高水轮机的运行效率和电厂运行的经济性。设计内容与要求(一)根据给定的越南DongNai5电站水轮机基本参数进行水轮机总体结构设计 1.根据水轮机型号和转轮直径等基本参数,依据水轮机模型特性曲线,绘制水轮机真机运转特性曲线,运转曲线要求包括等效率线、等开度线、出力限值线,对真机的额定流量和额定效率进行校核,并在运转曲线中标注额定工况点; 2.根据水轮机型号和转轮直径等基本参数,确定水轮机的主要特征尺寸,对水轮机主要部件进行结构设计; 3.根据机组型式和电站基本条件设计主轴密封和水导轴承; 4.绘制水轮机总装配图。 (二)导水机构传动系统设计 1.根据机组的
9、型式进行导水机构传动系统设计; 2.绘制导水机构装配图及导叶布置图; (三)绘制控制环零件图 (四)外文翻译一篇 (五)成果要求1.毕业设计说明书(论文)一份 2.设计图纸共4张。 1) 1张水轮机总装配图(零号); 2) 1张导水机构装配图(1号); 3) 1张导叶布置图(2号); 4) 1张控制环零件图(1号)。 1 越南DongNai5电站基本资料DongNai5水电站坐落在位于越南DakNong和LamDong两省的DongNai河上,由越煤集团电力控股总公司投资2.27亿欧元兴建。该电站有两台发电机组,总装机容量为154MW,每年将向越南国家电网输电616GWh。该项目是越南政府电力
10、发展第七规划的组成部分。越南DongNai5电站水轮机基本参数如下表格:表1-1 水轮机基本参数水轮机型号HLBS01-LJ-407水轮机额定出力(MW)76.923最大水头(m)60.5额定转速(r/min)150额定水头(m)58最大飞逸转速(r/min)285最小水头(m)57.5额定流量(m3/s)143.79额定效率(%)94.59最大允许吸出高度(m)-0.42安装高程(m)224.4转轮叶片数13导叶数242 轴面流道图水轮机的轴面流道图是设计水轮机最基本的依据。轴面流道图中主要体现的是转轮、导叶和尾水管过流断面的一些重要参数。每个水轮机型号都有相应的轴面流道图。越南DongNa
11、i5水电站水轮机型号为HLBS01-LJ-407,该型号水轮机的模型流道单线图如图2-1所示,它是个标称直径为0.35米的转轮。图2-1 HLBS01-35流道单线图越南DonNai5水电站水轮机转轮标称直径为D1=4.07m=4070mm,模型转轮标称直径D1=350mm,比例系数:则流道实际尺寸为:出口直径:导叶高度:泄水锥高度:根据经验,选取:在确定实际尺寸后,以1:1在CAD中画出其流道图,形状与模型流道图一致。3 水轮机真机运转特性曲线3.1 等效率线的绘制HLBS01-35水轮机模型综合特性曲线如图3-1所示。图3-1 HLBS01-35水轮机模型综合特性曲线在水轮机运行水头间选取
12、5个水头:最大水头H1=60.5m、H2=59.5m、H3=58.5m、额定水头H4=58m、最小水头H5=57.5m。水轮机额定转速:n=150r/min,效率修正值=1.5%。查文献2P305公式(9-8)、(9-9)、(9-10),得 (3-1) (3-2) (3-3)(一) H=60.5m,经计算,相关数据如表3-1所示。表3-1 H=60.5m时的数据(%)Q()P(W)90.50.6854740691.50.7205037892.50.7575354693.50.8105791594.50.8656250895.50.9056609195.51.0037324894.51.0467
13、558893.51.0907793492.51.1458099191.51.1688172590.51.20083046(二) H=59.5m,经计算,相关数据如表3-2所示。表3-2 H=59.5m时的数据(%) Q()P(W)90.50.6914664091.50.7244940892.50.7665284593.50.8195711294.50.8726145895.50.9106481595.51.0057158294.51.0487386393.51.0967642992.51.1387850991.51.1707984490.51.20581333(三) H=58.5m,经计算,相
14、关数据如表3-3所示。表3-3 H=58.5m时的数据(%)Q()P(W)90.50.7004606291.50.7304856692.50.7705178793.50.8325656294.50.8816053495.50.9156353595.51.0107013294.51.0607283393.51.1007478292.51.1437687491.51.1757817290.51.20879489(四) H=58m,经计算,相关数据如表3-4所示。表3-4 H=58m时的数据(%)Q()P(W)90.50.7034566791.50.7304794592.50.7745139093.
15、50.8385624194.50.8825982795.50.9206306595.51.0116930394.51.0527135993.51.1007382592.51.1357535991.51.1737704090.51.20578277(五) H=57.5m,经计算,相关数据如表3-5所示。表3-5 H=57.5m时的数据(%)Q()P(W)90.50.7054520691.50.7344758692.50.7805112193.50.8455597994.50.8895952495.50.9256259095.51.0136854494.51.0557063993.51.10072
16、87392.51.1407471591.51.1707585290.51.208774603.2 等开度线的绘制(一) H=60.5m,经计算,相关数据如表3-6所示。表3-6 H=60.5m时的数据(mm)(%)Q()P(W)1693.30.800570771894.70.870630031995.70.910665932095.90.955700352295.21.025746192493.81.080774672692.41.14080550(二) H=59.5m,经计算,相关数据如表3-7所示。表3-7 H=59.5m时的数据(mm)(%)Q()P(W)1693.10.80055548
17、1894.50.870613171995.50.910648152095.90.955683052295.11.025727002493.81.080755342692.51.13578202(三) H=58.5m,经计算,相关数据如表3-8所示。表3-8 H=58.5m时的数据(mm)(%)Q()P(W)1692.90.795537001894.30.865593091995.20.905626442095.80.957666612295.31.020706782494.21.080739722692.51.13576336(四) H=58m,经计算,相关数据如表3-9所示。表3-9 H=5
18、8m时的数据(mm)(%)Q()P(W)1692.80.795529561894.20.865584881995.00.905617722095.70.955656022295.31.020697742494.01.080728702692.51.13575359(五) H=57.5m,经计算,相关数据如表3-10所示。表3-10 H=57.5m时的数据(mm)(%)Q()P(W)1692.70.795522161894.10.865576721994.90.905608522095.60.955646882295.31.020688742493.91.080718542692.51.1357
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