水轮机设计手册 水轮发电机组设计手册第1部分PDF电子书下载

第一章 总论 1

第一节 水轮机的分类与牌号 1

第二节 各型水轮机的性能与使用范围 2

第三节 水轮机组的布置型式 4

第四节 各型水轮机的结构特点与装配系统 7

一、混流式水轮机的结构特点 7

二、轴流式水轮机的结构特点 10

三、斜流式水轮机的结构特点 15

四、贯流式水轮机的结构特点 15

五、水斗式水轮机的结构特点 15

六、混流式水轮机和轴流式水轮机的装配系统 19

第二章 水轮机基本概念 20

第一节 水轮机的基本方程式 20

第二节 水轮机的相似关系 21

第三节 水轮机的汽蚀 23

第四节 水轮机的比转速 25

第三章 反击式水轮机暂行系列型谱 29

第一节 转轮型谱参数 29

一、大、中型轴流式转轮型谱参数 29

二、大、中型混流式转轮型谱参数 32

第二节 转轮直径尺寸系列 51

三、中、小型轴流式、混流式转轮型谱参数 51

第一节 水轮机的基本工作参数 52

第四章 大、中型水轮机基本工作参数的计算和选择 52

第二节 水轮机综合特性曲线简述 54

第三节 安装高程、吸出高度和汽蚀损坏评定 56

第四节 水轮机的效率及效率修正 58

第五节 水轮机的工作特性曲线和运转特性曲线 60

第六节 飞逸转速计算 63

第七节 轴向推力的计算 66

三、设计单位流量Q′I的选择 67

四、转轮直径D1的计算 67

一、原始数据 67

二、选择转轮型号 67

第八节 反击式水轮机基本参数的选择 67

五、转速n的计算 68

六、保证功率和保证效率 68

七、水轮机设备数据一览表 69

第九节 水斗式水轮机基本参数的选择 69

一、水轮机流量 70

五、功率与效率 71

四、水轮机转速n 71

二、射流直径do 71

三、确定D1/do 71

六、飞逸转速 72

七、水轮机的水平中心线至尾水位距离A 72

八、喷嘴数Zo的确定 72

九、水斗数目Z1的确定 72

十、水斗和喷嘴的尺寸与射流直径的关系 73

十一、引水管、导水肘管及其曲率半径 73

十二、转轮室的尺寸 74

一、压力波传播速度a 75

二、管路特性特征值 75

第一节 水锤压力变化ζ的计算 75

第五章 调节保证计算 75

三、直接水锤和间接水锤 76

四、直线关闭规律时的水锤 77

第二节 速率上升β的计算 79

第三节 调节保证计算标准 82

第六章 蜗壳与座环 84

第一节 蜗壳的分类及其流速系数选择 84

一、蜗壳的分类 84

二、蜗壳的流速系数选择 84

二、混凝土蜗壳进口断面形状的选择 87

第二节 混凝土蜗壳的水力设计 87

一、蜗壳包角？的选择 87

三、蜗形部分的水力计算 88

第三节 金属蜗壳的水力设计 89

一、与座环蝶形边相切或相接的金属蜗壳水力设计 89

二、与无蝶形边座环连接的钢板焊接蜗壳水力设计 92

三、与座环以圆弧相切的铸造蜗壳水力设计 93

第四节 金属蜗壳强度计算与材料选用 94

一、强度计算 94

三、金属蜗壳的材料及其许用应力 97

二、蜗壳的应力分布 97

第五节 蜗壳的结构与制造要求 98

一、混凝土蜗壳 98

二、金属蜗壳的结构与制造要求 99

第六节 座环的结构型式和尺寸系列 101

一、结构型式 101

二、尺寸系列 104

三、座环的制造要求 105

第七节 座环固定导叶的水力设计 106

一、与金属蜗壳连接的座环固定导叶的水力设计 106

二、与混凝土蜗壳连接的座环固定导叶的水力设计 107

三、包角为180°的混凝土蜗壳非蜗形部分固定导叶进口角推荐值 108

第八节 座环强度计算 109

一、混凝土蜗壳的座环强度计算 109

二、金属蜗壳的座环强度计算 113

第七章 尾水管、转轮室及其他埋入部件 117

第一节 尾水管的选择及其里衬的结构设计 117

一、尾水管的选择 117

二、尾水管里衬的结构 122

一、转轮室的结构与尺寸 124

第二节 转轮室、基础环的结构设计 124

二、基础环的结构设计 125

第三节 机坑里衬及地板装置 126

一、机坑里衬 126

二、地板装置 126

第八章 导水机构 130

第一节 导水机构的分类与要求 130

一、圆柱式导水机构 130

一、导水机构系列尺寸 132

第二节 导水机构的装配系列及公差选择 132

二、导水机构的排水系统 132

二、圆锥式导水机构 132

三、径向式导水机构 132

三、导水机构的零件公差与配合间隙 134

第三节 导叶 135

一、导叶的叶形和系列尺寸 135

二、导叶布置图 135

三、导叶的结构、系列尺寸和轴颈选择 145

四、导叶的密封结构 148

五、导叶的强度计算 149

一、导叶套筒的结构和系列 154

二、套筒强度计算 154

第四节 导叶套筒 154

第五节 导叶止推装置 156

第六节 导叶轴颈密封及其轴套 158

一、导叶轴颈密封 158

二、导叶轴套 160

第七节 导叶的传动机构设计 163

一、叉头传动机构 163

二、耳柄传动机构 176

第八节 导水机构的环形部件设计 182

一、底环的结构设计 182

二、控制环的结构设计与强度计算 184

三、顶盖和支持盖的结构设计与强度计算 189

四、推力轴承支架结构与强度计算 200

第九章 导叶操作油压计算与接力器设计 204

第一节 接力器的布置形式及其选择 204

第二节 导叶操作油压的计算 206

一、导叶上的作用力矩 206

二、接力器操作油压计算 211

三、接力器操作油压实测结果 212

第三节 导水机构接力器系列 214

第四节 接力器零部件强度计算 217

一、接力器缸 217

二、接力器后缸盖 219

三、接力器前缸盖 220

四、导管 221

五、锁锭缸 222

六、活塞杆 222

七、活塞环 223

第十章 混流式转轮 224

第一节 混流式转轮的流道尺寸 224

第二节 混流式转轮的典型结构与系列尺寸 225

一、典型结构 225

二、系列尺寸 227

一、止漏装置设计 232

第三节 止漏装置、减压装置、泄水锥 232

二、减压装置结构 236

三、泄水锥结构 236

第四节 转轮的分瓣结构与焊接结构 237

一、分瓣结构 237

二、焊接结构 238

第五节 混流式转轮的材料和抗汽蚀、泥沙磨损措施 240

第六节 混流式转轮的制造要求 241

一、转轮铸件的技术要求 241

三、混流式转轮的平衡要求 242

二、加工要求 242

第七节 混流式转轮的强度估算 244

一、下环应力估算 244

二、上冠应力估算 246

三、上冠分瓣面连接件强度计算 247

四、转轮重心计算 248

第十一章 轴流式与斜流式转轮 250

第一节 轴流式转轮的流道尺寸 250

第二节 轴流式转轮结构 250

一、轴流定桨式转轮 250

二、轴流转桨式转轮 252

三、转桨式转轮主要部件结构设计 255

一、转轮叶片上的水流作用力和力矩 267

第三节 接力器容量与操作油压计算 267

二、作用在转轮叶片上的摩擦力矩 272

三、转轮叶片的操作力矩和接力器操作油压计算 276

第四节 转桨式转轮主要部件的制造要求 281

第五节 转桨式转轮主要部件强度计算 283

一、叶片 283

二、转轮体 285

三、活塞 289

五、接力器缸盖 290

四、接力器缸 290

六、操作杆 291

七、操作架 291

八、导向键 292

九、连杆 292

十、转臂及转臂销 293

十一、叶片枢轴、卡环及轴套 294

十二、叶片固定螺钉 296

十三、叶片密封零件 297

一、转轮结构 299

第六节 斜流式转轮 299

二、转轮叶片操作机构的运动原理及受力分析 300

三、叶片操作力和接力器容量计算 302

第十二章 主轴与操作油管 308

第一节 主轴的结构与标准系列 308

第二节 主轴强度与扭转振动计算 320

一、基本数据 320

二、轴身应力计算 321

三、厚壁轴法兰与轴身联接处应力计算 321

四、薄壁轴法兰与轴身联接处应力计算 322

五、轴流式水轮机转轮盖与主轴法兰合一结构的应力计算 325

六、主轴联轴螺钉及螺帽应力计算 326

七、主轴扭转振动计算 328

八、主轴横向振动计算 334

第三节 主轴的材质与制造要求 334

一、材质要求 334

二、制造要求 335

第四节 操作油管的结构和尺寸系列 336

第五节 操作油管的计算 339

第十三章 轴承及密封装置 343

第一节 轴承型式及使用条件 343

二、水润滑轴承计算 345

第二节 水润滑橡胶轴承 345

一、系列尺寸 345

第三节 稀油润滑筒式轴承 355

一、主要结构尺寸的确定 355

二、承载能力与上油量计算 360

三、冷却装置与热计算 362

四、稀油润滑筒式轴承系列尺寸 366

第四节 稀油润滑油浸式分块瓦轴承 367

一、结构要求和主要尺寸选择 367

二、分块瓦轴承计算 369

第五节 轴承主要件材质与制造要求 370

三、运行机组的分块瓦轴承结构参数 370

第六节 密封装置 371

一、密封装置型式及使用条件 371

二、橡胶平板密封 373

三、端面密封 374

四、水泵密封 376

五、检修密封 377

第十四章 水斗式水轮机 378

第一节 水斗式水轮机的布置型式 378

一、转轮的结构与材料 380

第二节 转轮 380

二、水斗的受力与强度计算 381

三、轮辐与轮毂的强度计算 383

第三节 喷管 385

一、喷管结构 385

二、作用在喷针头上的力及其平衡 386

三、喷针接力器操作容量计算 389

第四节 双重调节机构 389

二、结构 390

三、机构运动图的绘制 390

一、概述 390

第五节 折向器 394

一、型式 394

二、作用在折向器上的力 394

第六节 机壳与管道 395

一、机壳 395

二、引水钢管及其布置 396

三、三叉管 397

第七节 制动喷嘴 397

一、补气装置的作用 399

二、补气方式与补气位置 399

第一节 混流式水轮机的补气装置 399

第十五章 水轮机的辅助装置 399

三、补气量与补气孔口尺寸选择 401

四、尾水管补气装置的设计 401

五、主轴中心孔补气装置 402

第二节 其他辅助设备 403

一、真空破坏阀 403

二、空气阀 404

三、排水阀 404

四、射流泵 406

五、漏油箱 407

六、滤水器 408

第十六章 调速系统及管路布置 409

第一节 调速器 409

一、机械液压式调速器 409

二、电气液压调速器 417

第二节 油压设备 425

一、油压设备结构简述 425

二、YS-A型油压设备的系列 426

三、水轮机的自动化元件 429

二、混流式与轴流式水轮机的自动化系统 429

第三节 自动化系统 429

一、对机组实现自动化的要求 429

第四节 调速器的选择 448

一、接力器关闭速度计算 448

二、调速器选择 450

第五节 油压设备的选择 451

一、基本假定 451

二、油压设备容量估算 452

第六节 凸轮设计 453

一、协联关系曲线中？=ｆ(ａｏ)的绘制 453

三、事故低压紧急停机压力信号器的压力整定值 453

二、凸轮转角β与滚轮行程SN的关系曲线的确定 455

三、各种水头下凸轮断面形状的绘制 457

四、凸轮的结构图 458

第七节 受油器 458

一、结构简要说明 460

二、主要结构形式与参考尺寸 460

第八节 回复机构 465

第九节 调速系统管路布置 471

第十节 水、气管路布置 472

一、橡胶轴承润滑水管路 472

四、仪表测量管路 474

三、调相管路 474

二、稀油润滑轴承冷却水和轴承密封水管路 474

第十七章 水轮机进水管道上的阀门 475

第一节 阀门的功用及装设位置 475

一、阀门的装设位置 475

二、阀门的型式及使用范围 475

三、对阀门的基本要求与设备布置 481

第二节 蝴蝶阀 481

一、蝴蝶阀直径的选择 483

二、立轴和卧轴蝴蝶阀的比较 483

四、活门、阀轴和轴承 484

三、阀体 484

五、密封装置 487

六、水压试验和漏水试验 489

第三节 球阀 491

一、阀体与活门 491

二、密封装置 492

第四节 活门操作机构的种类 493

一、手动或电动操作机构 493

二、液压操作机构 493

一、静水压力和力矩 496

二、动水压力和力矩 496

第五节 蝴蝶阀和球阀活门上的作用力和力矩计算 496

三、摩擦力和摩擦力矩 500

四、活门的操作力矩 500

第六节 蝴蝶阀和球阀活门操作接力器直径的计算 501

一、导管式接力器 501

二、摇摆式接力器 504

三、确定操作阀门接力器直径的简易方法 506

第七节 阀门主要部件的强度计算 506

一、蝴蝶阀阀体 506

二、蝴蝶阀活门 506

三、球阀阀体 508

四、球阀活门 511

第八节 阀门的附件 512

一、旁通阀 512

二、伸缩节 515

第九节 阀门的液压操作系统 517

一、蝴蝶阀的液压操作系统 517

二、球阀的液压操作系统 517

附录 519

一、水轮机主要零部件及应用螺钉许用应力 519

二、水轮机通用技术条件 523

三、水轮机的重量估算 529