水调课程设计

水轮机调节课程设计第一章 基本资料某电站经过动能经济计算、比较后，拟定电站的基本参数如下。装机容量Nv22500kW电站型式引水式电站，电站的引水建筑物由无压引水隧洞、压力前池及压力管道组成。其中无压引水隧洞全长1521.2m。AB=94m，BC=26m。水轮机工作水头H 63.82m，Hr63m。max水轮机型号：HLA194—LJ—95n 600r/miN 2660kW, 90%Q 4.79mr r 0 r5.水轮发电机参数：SF2500—10/215

/s，Hs1.35m。

n 600r/minNg2500kWnr

1117r/minGD

139.81kNm2。尾水管

L 5.8m，LVC C

55.75；L 4.5m,LVB B

24.85。max最大允许水击压力上升 50%，最大允许转速上升 50%。maxmax1水轮机调节课程设计第二章 调节保证计算压力上升和转速上升都处于规定的范围内。计算和确定有关参数求LVi i

和L：i压力管道：VAB

Qr

4.79 1.53m/s d4

2241 12rQ 4.792rVBC

2 1.952m/sLV

d4V L

224V 941.53261.53194.57m2/sT T AB AB BC BCLV=LV i i B B

LV C C

LVT

55.7524.85194.572275.17m2/sL=Li B

LC

LT

4.55.8120130.3m压力输水系统平均流速V：LV

275.17V

i iLi

130.3

2.112m/s水流惯性时间常数T ：WLVTiW gHr

275.17 0.445s9.863机组惯性时间常数T：aGD2n2T 0a 3580P0

139.81103600235802660103

4.82s水击波波速a：01E0D01E0DE

1435

1015m/s（根据参考文献【3】查得：E202

为水的弹性2水轮机调节课程设计2.1105N/cm2，E为管壁材料的弹性系数，本电站为钢管，故取2.1107N/cm2，

100,a1000m/s）初选导叶直线关闭时间Tf机组压力过水系统发生的水击一般为末相水击。故可按蜗壳允许的最大暂态压力值H

计算发生末相水击的最小关闭时间T ：c f1其中H

=1.563=94.5Kc 1

=1.35T

KT

Hr

1.350.44563 1.234sf1 Hc

Hmax

94.563.82按允许的机组最大转速上升值计算发生末相水击时的最大关闭时间Tf2T f2

T2.84.820.56.748s2 a查表，取=0.5，因为是混流式机组，所以K2压力上升值计算

=2.8。为判断水击类型，计算压力管道的特性系数 、 ，水击相长traV 10152.112

1.7342在

29.863r、T 之间初步选取

2,5sf1 f2 f所以TwTf

，0.14（Tf

3s),0.111(Tf

4s),0.089(Tf

5s）2Lt r a

2120 0.236s1015由于采用的导叶直线关闭时间Tf

tr

，发生间接水击，对于甩全负荷 10

11.7341.7341.5，所以最大水击发生在末相。则T 3s时，f3水轮机调节课程设计 m 2

( 24)

0.148 (0.148 0.148240.1592max

1.2m

1.20.1590.191LV L

194.5755.75 T T C C

0.91

0.910.1910.174C LVi iLV

max22.85

275.17

max

max B B LV

max

275.17

max

0.09

max

0.090.1740.0172i iH HB rH HC

0.0172631.084m0.1746310.962mV2 2.1122H H B s 2

HB

1.35 H2g

1.5776 HB

1.5761.0842.662m当T 2,45s时，计算方法跟以上一样，故所得计算结果如下表1所示：f蜗壳压力上升尾水管压力下降T蜗壳压力上升尾水管压力下降Tf m maxHHHC C B B B20.2330.2490.2990.27227.1360.0271.7013.27930.1480.1590.1910.17410.9620.01721.0842.66240.1110.1170.1400.1278.0010.01260.79382.37150.0890.0930.1120.1026.4260.01010.63632.214转速上升计算T 3s时，有ff110.1481.148GD2n2T 0a 3580P02T

4.82sfT

20.451.1483 q f

0.379（T

经查参y 2Ta

0.5 y

20.5 ) y qy考文献【20.45s）4水轮机调节课程设计1C 1 yn e

10.3791 1.7781

0.672（n e

n11n11r

127.771.813

1778

11

为水轮机单位飞逸转速，经查参考文献【4】得n11R

=127.7r/minn 11r

6000.95nD1HnD1H63

71.813r/min）1(2T fT )Cq1(2T fT )CqyT(20.451.148314.482a当T 2,45s时，计算方法跟以上一样，故所得计算结果如下表2所示fTfTTfTf ayCmax21.2334.820.3030.7200.2260.24931.1484.820.3790.6720.2670.29441.1114.820.4520.6330.3050.33651.0894.820.5220.5980.3370.371在满足压力上升与转速上升的所有Tf

中，应尽量选取时间较小者，考虑到T 2s太小，初步选定Tf

3s，此时

max

=29.4%<50%,

=19.1%<50%。max按最大水头计算蜗壳内的最大压力上升值（1）H0

Hmax

63.82m，此时PQ 9.81Hmax

2660 4.25m3/s9.8163.82压力管道1Q2

24.25V BC 1.25d2

1.732m/s4 25水轮机调节课程设计QVABd4 1

44,25 1.354m/s22LVT T

L VAB

L VBC

941.354261.732172.31m2/sLVi i

LVT T

LVB

LVC

172.3124.8555.75252.91m2/sLVV i Li

252.911.941m/s 130.3 水流惯性时间常数 LVT i w gH0

252.91 9.863.82

0.404s（2）确定在最大水头时相应的直线关闭时间T 'f即T '1(Tf

a1) 01a0max

1(31)20.5 23.9

2.715s式中：

一额定工况下对应的模型导叶开度（m，由该工况的值01从参考文献【4】查得。T 一设计工况下的导叶线性关闭时间（s）f0max

（m况的值从参考文献【4】查得。（3）确定管道特性系数aV 10151.941

1.5352gH0 29.863.82Tw

2.715

0.149T'f（4）压力上升计算

4.431a 1.575 00 a0

1575205135,经查参考文献【3】水击类型判别图 23.9 可知，最大水击发生在末相。6水轮机调节课程设计 m 2

( 24)

0.149 (0.149 0.14924)0.161,2 1.2 1.20.1610.193max mLV T

LVC C

172.3155.75 0.2280.174C LVi i

max

252.91H HC C

0.17463.8211.11m蜗壳内最大承受压力为HCmax

H H0

63.8211.1174.93m

Cmax

[H ]HC r

94.5m，满足条件。7水轮机调节课程设计第三章调节设备的选型计算三部分是合成一体的。水轮机型式为混流式，所以调节设备为单调型。调节功计算最大水头下额定出力时的流量Q：PQ9.81H

max

2660 9.8163.82

4.249m3/s反击式水轮机调节功的估算：A(200~250)Q

max

(200~250)4.249HDHD

6616.9~8226.263.820.94m3/s63.820.94maxmDm。1A<10000，所以调速器选取小型调速器。4MPa机，因而采用标准导水机构并用一个单缸接力器。调速器的选择我国调速器产品型号由三部分代号组成，各部分代号用“——”分开，第一部分为调速器的基本特征和类型；第二部分为调速器容量；第三部分为调速器使用额定油压。A=6616.5~8226.2N.m,1000kg.m,16MPa所以本机组的调速器选为YWT—1000---16，其参数如表3所示：8水轮机调节课程设计表3调速器YWT—1000—16参数名称数值名称数值比例系数P0.5-20积分系数I0.05-101/s微分系数