2021新能源并网的电力系统调度虚拟仿真实验

2021新能源并网的电力系统调度虚拟仿真实验

水电站设备认知及虚拟装配仿真实验教学指导书

一、课程名称

水轮机、水力机组安装与检修

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二、学分学时

2.5学分/ 48学时 （40学时线下教学及研讨+ 8学时线上学习）

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三、使用主体教材和线上资源

1

主体教材

《水轮机》，郑源、陈德新，中国水利水电出版社，

2

线上资源

水电站设备认知及虚拟装配仿真实验网站，郑源、周大庆

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四、课程属性

课程类别：专业主干课

课程性质：必修

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五、教学对象

能源与动力工程专业本科生

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六、开课单位

能源与电气学院动力工程系

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七、先修课程

能源与动力工程导论、水电站、水轮机、水力机组安装与检修

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八、教学目标

随着水轮发电机组不断向大容量、大尺寸、高参数方向发展，机组的结构越来越复杂、安装调试工程量大、技术难度高，对机组的安装检修也提出了更高的要求。水电机组的安装检修工作涉及设计、制造、施工、测量、及运行控制等多方面技术，且要求学生具备一定的工程概念。为此，“水电站设备认知及虚拟装配仿真实验”通过虚拟现实技术真实还原机组具体部件拆卸安装流程与机组整体组装工艺，帮助学生通过仿真操作，掌握机组结构与设备工作原理，声临其境感受水电站检修环境与工艺流程，掌握各具体部件的拆卸、安装与检修细节，并在充分了解结构原理的基础上，对设备故障原因开展深入思考。通过创新实验教学方法，激发学生学习兴趣，提升专业课程实验的教学质量。

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九、课程教学内容和基本要求

学生将学习以下课程内容并应达到如下基本要求：


1

（一）水轮机引水室

1. 教学内容

水轮机引水室的作用与类型、蜗壳中水流运动规律、蜗壳主要参数的选择、金属蜗壳的水力设计、混凝土蜗壳的水力设计、座环的结构及水力计算

2. 知识要点

水轮机引水室的作用与类型、蜗壳中水流运动规律、蜗壳主要参数的选择、金属蜗壳的水力

设计

3. 重点难点

蜗壳中水流运动规律、蜗壳主要参数的选择、金属蜗壳的水力设计

4. 基本要求

掌握金属蜗壳的水力设计方法

5. 教学方法

线下讲授与讨论

2

（二）水轮机导水机构

1. 教学内容

导水机构的工作原理、径向式导水机构的结构和传动系统、导叶装配、径向式导水机构的几何参数、导叶机构中的水力损失、导水机构受力分析和传动计算

2. 知识要点

导水机构的工作原理、径向式导水机构的结构和传动系统、径向式导水机构的几何参数、导叶机构中的水力损失

3. 重点难点

径向式导水机构的结构和传动系统、径向式导水机构的几何参数

4. 基本要求

掌握导水机构的工作原理和径向式导水机构的几何参数确定方法

5. 教学方法

线下讲授与讨论

3

（三）水轮机转轮设计

1. 教学内容

水轮机转轮工作原理、不同比转速水轮机转轮型式、水轮机转轮设计理论 、水轮机转轮基本参数确定、水轮机转轮中的流动特性

2. 知识要点

不同比转速水轮机转轮型式、水轮机转轮设计理论 、水轮机转轮基本参数确定、水轮机转

轮中的流动特性

3. 重点难点

水轮机转轮设计理论 、水轮机转轮基本参数确定、水轮机转轮中的流动特性

4. 基本要求

掌握水轮机转轮设计理论类型与水轮机转轮基本参数确定

5. 教学方法

线下讲授与讨论

4

（四）水轮机运行与检修

1. 教学内容

主要讲授与水轮机运行和检修相关的内容，主要包括：水轮机的泥沙磨损与防止、水轮机的

振动与防止、水轮机主要部件的检修

2. 知识要点

水轮机的泥沙磨损与防止、水轮机的振动与防止、水轮机主要部件的检修

3. 重点难点

水轮机的振动与防止

4. 基本要求

掌握水轮机的振动原因与防止措施

5. 教学方法

线下讲授与讨论、线上自学

5

（五）水轮机新技术

1. 教学内容

主要讲授与水轮机运行和检修相关的内容，主要包括：水轮机新结构及安装新技术、水轮机运行新技术、水轮机检修新技术、水轮机设计新技术

2. 知识要点

水轮机新结构及安装新技术、水轮机运行新技术、水轮机检修新技术、水轮机设计新技术

3. 重点难点

水轮机检修新技术、水轮机设计新技术

4. 基本要求

掌握水轮机状态检修概念

5. 教学方法

线下讲授与讨论、线上自学

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十、课程思政设计

近年来，水电开发引来了历史性的发展机遇，水电机组单机容量和装机规模不断扩大，三峡、溪洛渡、白鹤滩等一批巨型水电站的投产标志着我国的水电工程机电设计、制造和安装技术已赶上和达到世界一流水平。但是水电机组的安装检修技术由于工程实战经验要求较高，未能广泛的推广普及。

   “水电站设备认知及虚拟装配仿真实验”项目选择福建金湖水电站为原型,以安装检修较为复杂的轴流转桨式机组为对象，通过虚拟仿真展示水电机组具体部件的安装及整体组装流程，穿插介绍三峡、岩滩、丰满等水电站“水轮机共振”、“机组轴系校正”、“四体联吊”等创新施工工艺，以具体工程案例增强学生的民族自信心，以工程伦理引导学生践行工匠精神，以人文融通培育学生的创新人格，达到“以文化人、以文育人”的“课程思政”目的。

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十一、课程学时安排

第七章 1线上学时

第八章 1线上学时

第九章 1线上学时

第十一章 3线上学时

第十二章 2线上学时

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十二、考核方式

1. 自动在线考核（70%）

2. 实验报告（30%）

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十三、教学参考

1.参考教材

王玲花.水轮发电机组安装与检修[M].北京：中国水利水电出版社，2012

2.参考文献

（1）刘启钊,胡明.水电站[M] .4版.北京：中国水利水电出版社，2010

（2）陈婧,张宏战,王刚.水力机械[M] .北京：中国水利水电出版社，2015

3.网络资源

（1）爱课程国家资源共享课，水轮机，郑源，

 http://www.icourses.cn/sCourse/course_6225.html 

（2）中国大学MOOC在线开放课程，水轮机，郑源，

https://www.icourse163.org/course/preview/HHU-1002752017?tid=1002934024

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