贯流式水轮机选型及结构设计 毕业设计.doc

毕业设计（论文）题 目 贯流水轮机 选型及结构设计 专 业 热能与动力工程 班 级 动09*班 学 生 * 指导教师 * 教授 2013 年贯流式水轮机选型及结构设计摘 要贯流式水轮机通常采用卧轴式布置，从流道进口到尾水管出口，水流沿轴向几乎呈直线流动，避免了水流拐弯形成的流速分布不均导致的水流损失和流态变坏，水流平顺，水力损失小，尾水管恢复性能好，水力效率高。本次设计主要是通过查阅相关设计手册，根据贯流式水轮机电站基本参数进行水轮机选型，确定特征尺寸,而后完成所选型号水轮机的总体结构设计。除对水轮机总装配图作出设计外，还完成了导水机构的设计及其传动系统设计。另外，结合电站的具体情况以及我国制造业发展现状，还对水轮机零部件作出了设计。本设计相关知识涉及水轮机结构，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，cadtubular turbine selection and structure designabstractusually tubular turbine shaft adopt horizontal arrangement, the flow path from the inlet to the draft tube outlet, the water is almost linear axial flow, avoiding water loss and deterioration of flow regime caused by the velocity distribution in result of turning water. the flow is smooth, hydraulic loss is small, the tail pipe recovery performance is good, the hydraulic efficiency is high. this design is mainly through access to relevant design manual, based on the existing basic parameters of the turbine power plant selection, to determine the feature size, and then complete the overall structure of the selected model turbine design. in addition to the design of turbine total assembly case, also completed the assembly situation of guide water institutions design and transmission system design. in addition, the combination of power plants as well as the specific circumstances of chinas manufacturing industry development statues, also made a precise design of turbine components.this design knowledge involving the turbine structure, mechanical drawing and part such as tubular turbine generator set, in addition, also including the related design thought and method. in this design also made heavy use of auto cad software for drawing.key words: tubular turbine, structure design, cad41目 录1前 言11.1概述11.2设计内容11.3原始资料22水轮机选型22.1水轮机选择的基本要求22.2水轮机选型方案设计及比较32.2.1方案132.2.2方案272.2.3方案选择113.水轮机总体结构设计113.1 绘制轴面流道图123.2 主轴及其附属结构部分123.2.1 主轴直径计算123.2.2主轴结构设计133.2.3水导轴承163.2.4主轴密封163.3转轮部分183.4操作油管193.5 外配水环203.6 内配水环203.7 导水机构213.7.1 导叶套筒213.7.2 导叶轴颈密封223.7.3 导叶轴套243.7.4 导叶臂253.7.5 接力器273.7.6 导叶传动机构273.7.7 连接板283.7.8 叉头销轴套293.7.9 叉头销303.7.10 叉头313.7.11 连接螺杆323.7.12剪断销333.7.13分半键343.7.14端盖353.7.15 补偿环363.8 基础环373.9座环383.10尾水管393 总结404参考文献411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。然而能源问题已成为当今世界三大主要问题之一，传统能源的短缺和用其发电带来的污染，以及新能源开发技术的不完善，水电资源作为洁净的可持续能源越来越得到人们的青睐。据探测，我国水力资源丰富，但是目前的开发率和发达国家比起来还有很大的差距，因此开发水电已成为我国缓解资源短缺的重要手段之一！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。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。本次毕业设计通过查阅设计手册以及参照已有设计电站等方法，对gz（868）-wp-685型贯流式水轮机作了完整的结构设计。旨在将大学期间对基础理论知识的学习应用到设计实践中去，加深了我对水轮机结构的认识，弥补了在理论学习中的不足。通过本次毕业设计，除了促进我将大学所学各种专业知识相互贯通，锻炼了我的动手能力，创新能力外，还使得我对水轮机结构设计这个行业上的一些新的科技进展及基本设计过程有了一定的了解，另外，通过本次设计，我也认识到自己本身存在的一些不足之处，希望自己在以后的工作学习过程中能积极查漏补缺。本次毕业设计所有出图皆为cad绘图所得，这不仅缩短了设计时间，也让我更加熟练的掌握了cad绘图技术。1.2设计内容（一）根据给定电站基本参数进行水轮机选型，确定特征尺寸。（二）完成所选型号水轮机的总体结构设计。1. 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；2.根据机组型式和电站基本条件设计主轴密封和水导轴承；3.绘制水轮机总装配图及主要部件组装图或零件图。（三）导水机构传动系统设计。1.根据机组的型式进行导水机构传动系统设计；2.绘制导水机构装配图；（四）对主要零件进行设计1.设计套筒并绘制套筒零件图2.设计主轴并绘制主轴零件图1.3原始资料本次毕业设计基本参数如下：单机容量：29mw设计水头：8.7m最大水头：11m最小水头：5m加权平均水头：9.5m额定转速：75r/min2水轮机选型2.1水轮机选择的基本要求水轮机选择必须充分考虑水电站的特点，包括水能、水文地质、工程地质以及电力系统构成、枢纽布置等方面对水轮机的要求。在几个可能的方案中详细地进行以下几方面的比较，从中选择出技术经济综合指标最优的方案。1) 保证在设计水头下水轮机能发生额定出力，在低于设计水头时机组的受阻容量尽可能小。2) 根据水电站水头的变化及电站的运行方式，选择是的水轮机型式及参数，使电站运行中平均效率尽可能高。3) 水轮机的性能及结构要能够适应水电站水质的要求，运行灵活、稳定、可靠，有良好的抗空化性能。在多河流的电站，水轮机的参数及过流部件的材质要保证水轮机具有良好的抗磨损、抗空蚀性能。4) 机组的结构先进、合理，易损部件应能互换并易于更换，便于操作及安装维护。5) 机组制造供货应落实，提出的技术要求应符合制造厂的设计、实验和制造水平。6) 机组的最大部件和最重要部件要考虑运输方式和运输的可行性。2.2水轮机选型方案设计及比较按我国水轮机型谱推荐的设计水头与比转速的关系，水轮机的ns为ns=21000(h+17)+35=852.1(mk w)综合考虑水轮机选择的几点要求，在设计工况下有gz（868）-wp-685型和gz-wp-560型两种转轮满足要求，所以对贯流式水轮机的选择拟定以下2种方案：2.2.1方案1选择gz（868）-wp-685型号的贯流式水轮机1) 转轮直径d1的计算水轮机额定出力：pr=290000.95=30526.3 k w取n110=165r/min , q11r=1.7m/s. m=0.94, =2%.=m+=0.96取8.72) 效率计算max=1-(1-m0) (0.3+0.7 )=0.9746=2/3(1-max)(1- )=0.0081限制工况原型水轮机效率为=m+=0.94+0.0081=0.9483) 转速n的计算n= =58.456r/min取水轮机的转速为60r/min.4) 设计流量的计算q r= =379.53 m3/s5) 几何吸出高度hshs=10- /900- hr hs=10-/900-1.358.7=w+hs-d1/2 =1229.3+hs-8.7/2 解得hs=-3.15m，=1221.8 m6) 水轮机飞逸转速的估算nr= krn 其中，kr=2.0-2.2. 所以，nr=2.160=126r/min7) 检验其运行范围 q11r= = =1.669 m3/s n11min= = =157.4 r/min n11min= = =218.64 r/min8) 水轮机修正值计算表 105051015m00.9270.9340.9420.9380.9310.928t00.9690.9720.9750.9740.9710.9690.0420.0380.0330.0360.0390.0419) 等效率线计算表hhmin=5.7mh1=7.2 m218.6r/min194.5r/minmq11tp(mw)mq11tp(mw)-100.0420.8941.260.93631.9480.9061.250.94832.1-50.0380.911.70.94843.6570.921.610.95841.78200.0330.9142.10.94753.8720.9251.990.95851.64350.0360.9022.510.93863.780.9152.380.95161.313100.0390.893.080.92977.510.9052.880.94473.647150.0410.833.480.8711.82.110.8653.450.90684.672hhr=8.7mh2=10m176.9r/min165r/minmq11tp(mw)mq11tp(mw)-100.0420.9211.180.96330.7820.9261.10.96828.84-50.0380.9311.470.96938.5860.9351.40.97336.900.0330.9371.80.9747.2970.9421.70.97544.950.0360.9312.170.96756.8430.9362.00.97252.66100.0390.9232.580.96267.2340.932.410.96963.26150.0410.9063.050.94778.2430.9152.870.95674.32hhmax=11m157.4r/minmq11tp(mw)-100.0420.9271.080.96928.35-50.0380.9351.370.97336.1100.0330.9421.620.97542.78750.0360.9381.920.97450.66100.0390.9342.30.97360.62150.0410.9252.70.96670.653方案1的运转综合特性曲线2.2.2方案2选择gz-wp-560型号的贯流式水轮机1) 转轮直径d1的计算 水轮机额定出力：pr=290000.95=30526.3 k w取n110=195r/min , q11r=2.0m/s. m=0.92, =2%.=m+=0.94取8.12) 效率计算max=1-(1-m0) (0.3+0.7 )=0.958=2/3(1-max)(1- )=0.0104 限制工况原型水轮机效率为=m+=0.92+0.0104=0.93043) 转速n的计算n= =74.2r/min取水轮机的转速为75r/min.4) 设计流量的计算q r= =387.04 m3/s5) 几何吸出高度hs hs=10- /900- hr =w+hs-d1/2 解得hs=-6.03m，=2210.6m6) 水轮机飞逸转速的估算nr= krn 其中，kr=2.0-2.2. 所以，nr=2.175=157.5r/min7) 检验其运行范围 q11r= = =1.9662 m3/s n11min= = =183.17 r/min n11min= = =254.45 r/min8) 水轮机修正值计算表 -12-6061218m00.8650.910.9270.9250.910.86t00.9320.9550.9630.9620.9550.930.0670.0450.0360.0370.0450.0709) 等效率线计算表hhmin=5.7mh1=7.2m255.4r/min226.4r/minmq11tp(mw)mq11tp(mw)-120.0670.81.20.86724.430.841.00.90721.297-60.0450.881.70.92536.9240.901.50.94533.28400.0360.9012.40.93752.8040.9182.20.95449.28260.0370.8953.10.93267.8410.9132.60.9557.998120.0450.873.90.91583.7910.9013.40.94675.524180.0700.824.70.8998.2210.864.30.9393.9hhr=8.7mh2=10m206r/min192.1r/minmq11tp(mw)mq11tp(mw)-120.0670.861.10.92721.7670.8681.00.93521.956-60.0450.911.60.95535.8790.911.420.95531.84300.0360.9242.00.9645.0830.9271.90.96342.96360.0370.9232.50.9656.3540.9262.40.96354.23120.0450.913.20.95571.7580.9153.080.9669.428180.0700.8564.00.92686.9730.853.70.9279.929hhmax=11m183.2r/minmq11tp(mw)-120.0670.8620.90.92919.632-60.0450.9141.40.95931.52600.0360.9261.880.96242.46760.0370.9282.30.96552.116120.0450.9252.40.9754.664180.0700.893.50.9678.896方案2的运转综合特性曲线2.2.3方案选择 gz（868）-wp-685型水轮机的最高效率max 大于gz-wp-560型水轮机的max ，同时gz（868）-wp-685型水轮机的平均效率cp 也大于gz-wp-560型水轮机的cp ，这表明gz（868）-wp-685型水轮机运行时的经济性要好于gz-wp-560型水轮机。而gz（868）-wp-685型水轮机的吸出高度hs 小于gz-wp-560型水轮机的hs ，说明gz（868）-wp-685型水轮机在安装时向下的土石开挖量要小于gz-wp-560型水轮机，可大大节约土建投资。综上所述，应选择方案1，水轮机型号为：gz（868）-wp-685。3.水轮机总体结构设计3.1 绘制轴面流道图 根据水头及形式接近的已有贯流式水电站资料，设计出水电站贯流式发电机组的轴面流道，其形式及相关尺寸如图3-1所示:3-1轴面流道图3.2 主轴及其附属结构部分3.2.1 主轴直径计算 主轴的外径尺寸可以根据机组的扭力矩初选，扭力矩按以下公式计算：式中 ： n代表主轴传递的功率（千瓦）n代表主轴转速（转/分）由原始资料：n=29mw=29103kw n=60r/min所以， （公斤厘米）根据水轮机设计手册上 319 页图1212 扭力矩与主轴外径的关系曲线查得d=950（mm）。当主轴直径600mm时，选用薄壁轴，主轴内孔直径按水轮机设计手册320 页上的公式122 计算：式中 ：d主轴外径（厘米）n主轴传递的功率（千瓦）n主轴转速（转/分） max最大许用应力（公斤/厘米2）初选主轴的材料为20mnsi，其中 max=550 （公斤/厘米2）所以根据主轴内孔直径公式计算得： d= =78.04 cm=780.4 mm但为了保证主轴有足够的刚强度，可将主轴内径按标准直径系列取为600mm 。3.2.2主轴结构设计主轴是水轮机的关键部件之一，用来传递水轮机转轮产生的转矩（功率），使发电机旋转，产生电能，同时承受轴向水推力及转动部分的重量。它的毛坯采用 20mnsi 整锻。由于本机组是大型的贯流式水轮机，在主轴内装有操作油管，所以主轴必须要有中心孔。同时，这样的空心轴，不但减轻了主轴的质量，提高轴的刚度和强度，而且还能消除轴心部分组织疏松等缺陷，便于检查。主轴一端与发电机相连，另一端与转轮相连。查水轮机设计手册上312页的表12-3 得轴的尺寸如表3-1，主轴长度根据电站安装要求决定。：表3-1 主轴尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）d950d1102d2153d1490h195m2db1280h1230d0600d p970l50d21560d21480l165f2d3 1050l212z20d900s250c16d900s1310c120db100a30c24 图3-2 主轴结构3.2.3水导轴承水导轴承的作用，一是承受机组在各种工况下运行时通过主轴传过来的径向力，二是维持已调好的轴线位置。按润滑剂不同，水轮机导轴承型式很多，目前比较常用的有水润滑的橡胶轴承;稀油润滑有转动油盘、斜油槽自循环的筒式轴承和稀油润滑油浸式分块瓦轴承。其它型式轴承如稀油润滑毕托管上油方式轴承，在中、小型机组中虽有采用，但近期已被斜油槽自循环的筒式轴承所代替。干油润滑轴承国内运用不多。查水轮机设计手册345页，对不同轴承的使用条件及优缺点进行比较，同时考虑各个轴承对水质条件的要求，对所设计的水轮机，选用稀油润滑筒式轴承。根据已有贯流式水电站资料，设计水导轴承的结构，如图3-3所示：3-3 水导轴承3.2.4主轴密封 主轴部分的密封装置分两种，一种是机组正常运行中，橡胶轴承压力水箱的密封，稀油轴承下部防止机组漏水的主轴密封。这一种密封的结构形式很多，如盘根、垫料式密封，单层或双层橡胶密封，径向式端面碳精块（尼龙块）密封，水泵密封等等。本次设计中采用的是水压式端面密封，这种密封方式检修维护方便，结构简单，工作寿命长，其结构见图3-4。另一种是机组停机检修轴承和轴承下部主轴密封时防止尾水往机坑内泄漏的检修密封。这种密封的结构形式有空气围带式、机械操作式或抬机密封等多种。在本次设计中采用的是空气围带式密封，采用的压缩空气压力是47 公斤/厘米2，其所采用的围带的剖面尺寸见下图3-5：图3-4 水压式主轴密封图3-5 空气围带3.3转轮部分转轮名义直径为8.7米，缸动式结构，4只叶片，叶片可根据水头、负荷，通过调整至最佳位置，与导叶协联，以保证水轮机在高效率下运行。转轮由转轮体、转轮体芯、叶片和叶片操作系统构成。（1）转轮体材料为zg20mn,在叶片转角范围内成球形，球面外壁开有4个孔，内装铜轴套，为叶片系统的外部轴承，转轮体与主轴法兰用10个m120的螺柱把合，设有2个140圆柱销传递扭矩。（2）转轮体芯材料为35crmo,与转轮体用10个m90的螺柱相连接，并有2个100圆柱销传递扭矩。（3）叶片操作系统由接力器缸、活塞、转臂、连杆等组成，采用缸动式结构，活塞固定不动，来自受油器开关腔的压力油进入接力器缸，通过接力器缸的运动，带动连杆、转臂操作叶片转动。根据已有贯流式水电站资料，设计转轮的结构，如图3-6所示：3-6转轮3.4操作油管转桨式水轮机转轮的接力器操作油管装于主轴中心孔内。通常，操作油管用两根无缝钢管组成内外两个压力油腔，上部接至受油器，下部与转轮接力器的活塞杆连接。操作油管的外油腔与转轮接力器活塞上部油腔联通，内腔则与活塞下部油腔联通。本次设计中操作油管被分为数段，用法兰连接，这主要是考虑到电站布置，主轴和接力器结构的变化，为满足动作灵活，加工、装卸方便。根据水轮机设计手册中的要求，参照已有电站资料，本次贯流式水轮机操作油管结构如图3-7所示：图3-7 操作油管结构图3.5 外配水环外配水环由钢板焊接而成，由于运输条件限制分成4瓣，外配水环和导叶配合面为球面，半径4126mm，外配水环上有32只导叶套筒孔，导叶轴线与主轴中心线夹角60，并等距分布。根据已有贯流式水电站资料，设计外配水环的结构，如图3-8所示：图 3-8 外配水环3.6 内配水环 内配水环采用钢板焊接结构，由于运输条件限制分成两半。内外配水环共同构成导叶区域的流道，与导叶的配合为球形，半径2849 mm，球形部分均布32只导叶下轴孔，导叶轴线与主轴中心线夹角为60，在其下部设有扇形板，是水导轴承的支撑部件。 根据已有贯流式水电站资料，设计内配水环的结构，如图3-9所示：3-9内配水环3.7 导水机构3.7.1 导叶套筒导叶套筒是固定导叶上中轴套的部件，采用zg30铸造。套筒结构与主轴材质、密封结构和顶盖的高度有关。目前多数采用整体圆筒的模式，因为本次设计的机组的水头不是很高，所以导叶套筒上无需设计导叶止推装置。本次设计中采用的套筒的尺寸大小如下表3-2： 参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）db250h138d1610h2250d2390h316d3250h55d4270d 530d5280r15dm300r10h926表3-2 导叶套筒图3-10 导叶套筒3.7.2 导叶轴颈密封导叶中轴颈密封多数装在导叶套筒的下端，目前不少机组中已改用“l”型密封，实践证明，封水性能很好，结构简单。“l”型密封圈与导叶中轴颈之间靠水压贴紧封水，因此轴套和套筒上开有排水孔，形成压差。密封圈与顶盖配合端面，则靠压紧封水，所以套筒与顶盖端面配合尺寸应保证橡胶有一定的压缩量。密封圈的材料采用中硬耐油橡胶，模压成型。其尺寸大小如下表3-3：参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）db250r52d257h22d230014.5r2224.5表3-3 中轴颈密封其中参数符号意义对应图3-11：图3-11 中轴颈密封导叶下轴颈的密封主要是防止泥沙进入，发生轴颈磨损。下轴颈密封一般采用“o”型橡皮圈密封结构，其尺寸大小如下表3-4：表3-4 下轴颈密封参数符号数值（mm）db250d210d10其中参数符号意义对应图3-12：图3-12下轴颈“o”型密封3.7.3 导叶轴套导叶轴套目前已广泛采用聚甲醛，这样不仅简化了结构，而且节省了大量的有色金属，降低成本。a)上轴套尺寸系列如表3-5 所示：表3-5上轴套尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dc230h115d1230h18d2250h212d3249.61d4290 表中参数符号意义见图3-13： 图3-13 上轴套b)中轴套尺寸系列如表3-6 所示：表3-6 中轴套尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）db250h250d1250h140d2270h28d3269.6d58d42801表中参数符号意义见图3-14：图3-14 中轴套3.7.4 导叶臂根据叉头传动机构装配尺寸从水轮机设计手册上165 页的表8-23查出导叶臂及其销孔尺寸如下表3-7,3-8：表3-7 导叶臂参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）db250h290dc230dl1245d1340de60d2370k10d2290r130dm60df12d3m24t0.3d432其中参数符号意义对应图3-15(左) :表3-8导叶臂销孔尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dcn80dc12r110h80b300h1100其中参数符号意义对应图3-15(右) ：图3-15 导叶臂3.7.5 接力器本次毕业设计所选转轮直径为8.7米，属于大型机组，故采用直缸接力器，两只直缸活塞式接力器用法兰固定在水轮机机坑的接力器井内。另外，操作油压采用=25公斤/厘米。接力器直径式中：转轮直径 最高水头 导叶相对高度 调速系统的额定油压 计算系数从水轮机设计手册中的表查得=0.15，=25公斤/厘米，取11m，b0 =2.62m,d1=8.7m。0.786m根据接力器直径系列取dc=800(mm)3.7.6 导叶传动机构常用的导叶传动机构有叉头式和耳柄式两种，前者受力情况较好，适宜于大中型机组上采用。叉头传动机构主要由导叶臂、连接板、叉头、插头销、连接螺杆、分半键、剪断销、轴套、端盖和补偿环等组成。根据接力器直径dc=800mm，查阅水轮机设计手册上164页的表8-25、8-26，得到叉头传动机构特征尺寸如表3-9：表3-9 导叶传动机构装配尺寸参数符号数值(mm)参数符号数值(mm)接力器行程dc800d2100d3/jdz032h70d1m724h1900dn90d/dcdm60d/gcdcn80d4/dc43.7.7 连接板根据叉头传动机构装配尺寸从水轮机设计手册上167 页的表829到表8-30查出连接板尺寸如下表3-10：表3-10 连接板尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）d1340dr290d1150c1.5d2110d3l1=l2150d2m24dcn80 d4l30k0.03h1100r1205h80其中参数符号意义对应图3-16： 图3-16 连接板3.7.8 叉头销轴套 根据连接板d2=100mm，从水轮机设计手册上168 页的表8-33查出叉头销轴套尺寸如下表3-11： 表3-11 轴套尺寸 参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dn90h98d2100h18d1105c2.5表中参数符号如下图所示： 图3-17 轴套 3.7.9 叉头销根据套筒dn =100d，从水轮机设计手册上170页的表836查出剪断销尺寸如下表3-12：表3-12 叉头销尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dn100dch212d100gbd88d195gbb4.5d299r2d391c4h128d04h146r2h214其中参数符号意义对应图3-18： 图3-18 叉头销3.7.10 叉头 根据连接板dn=100从水轮机设计手册上167 页的表8-31查出叉头尺寸如下表3-13：表3-13 叉头尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）d1m804l215d2100l1135d395dr90d4145r20h210r110h130c12h140s32 其中参数符号意义对应图3-19：图3-21 图3-19叉头3.7.11 连接螺杆根据叉头d1=m80从水轮机设计手册上168 页的表832查出叉头尺寸如下表3-14：表3-14 连接螺杆尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）d1m804b30d290b18d374r2s80c3l190其中参数符号意义对应图3-20： 图3-20 连接螺杆3.7.12剪断销根据连接板dcn=80mm，从水轮机设计手册上170页的表835查出剪断销尺寸如下表3-15： 表3-15 剪断销尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dcn80dc4r1.5d30h16.5d279h215d390h80d480l76b6l175b15其中参数符号意义对应图3-21：图3-21 剪断销3.7.13分半键根据上轴直径dc =230mm，从水轮机设计手册上169 页的表834查出分半键尺寸如下表3-16：表3-16 分半键尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dc230b27.5dm60k5l245c1.5b58b133.1l1305h225l2250h340h10h410其中参数符号意义对应图3-22：图3-22 分半键3.7.14端盖根据轴颈db=250mm，从水轮机设计手册上171页的表837查出端盖尺寸如下表3-17：表3-17 端盖尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）db250h138d1400r115d22321m36d390226d452364d5290d6130h48其中参数符号意义对应图3-23：3-23 端盖3.7.15 补偿环根据叉头销dn=100mm，从水轮机设计手册上172页的表838查出补偿环尺寸如下表3-18：表3-18 补偿环尺寸参数符号数值（mm）d100d1115h10其中参数符号意义对应图3-24：图3-24 补偿环3.8 基础环基础环下游焊在尾水管上，采用钢板焊接结构，基础环要承受转轮室传来的水力震动，要求与混凝土结合牢固。根据已有贯流式水电站资料，设计出基础环的结构。如图3-25所示： 3-25 基础环3.9座环座环是机组的主要支撑，承受机组大部分重量、水的压力、浮力、正反向水推力、发电机扭矩等，并将这些负荷传递到基础混凝土上，因而具有足够的强度、刚度。座环是整个机组的安装基础，水轮机的导水机构，发电机定子、组合轴承支撑环都固定在其法兰上。受运输条件限制，座环装配分为内锥、外锥、上游外锥。座环內锥采用钢板焊接结构，受运输条件限制分为不等的4半，水平方向设计两个固定导叶，垂直方向2个进人筒。作为焊接件的座环，除了符合相应的焊接规程保证其焊接质量外，主要加工面的光洁度和公差也要达到精度要求，此外，对制造质量还提出如下要求：1. 其用钢板材料为zg20mnsi，厚度为60mm，采用焊接结构。2. 所有过流表面打磨光滑至表面光洁度为，其余表面为；3. 固定导叶进口端节距误差不超过0.0015da；4. 顶盖与底环把合面平行度误差不超过0.025 毫米/米；5. 分瓣结构的合缝面光洁度为，合缝面间隙一般不超过0.05 毫米，局部允许有0.150.3 毫米凹陷部分（深度小于接合缝的1/3，长度不超过接合缝总长的1/5），但不允许有突起。根据已有贯流式水电站资料，设计座环的结构，如图3-26所示：图3-26 座环3.10尾水管 由于贯流式水轮机工作水头较低，故其尾水管是由混凝土浇筑而成的，但为了防止水流冲刷，在尾水管进口直锥段内衬有钢板里衬，为保证转轮能高效安全运行，里衬厚度选为60mm。3 总结本次设计首先是水轮机的选型，再进行总体结构的