水電站廠房設(shè)計計算書

1、1.設(shè)備各尺寸確定1.1蝸殼尺寸的確定根據(jù)所給資料，取其包角為3450,斷面外半徑 R =ra+2Pi （式中鳥=Da/2 ）,計算過程如下表:申i （度）Pi (cm)R (cm)380112.1427.175224.3539.31200289.1604.1165354669210408723255463778300510.5825.53455588731.2尾水管尺寸的確定水輪機為混流式，且采用 DVD，可查水電站（河海大學(xué) 劉啟釗主編）表2-1得h/D1 =2.6h =10.66mL/D1 =4.5L=18.45mB5/D1=2.720B5=11.152mD4 /D1=1.35D4=5.

2、535mh4 4=1.35h4 =5.535mh6 / D1 =0.675hs =2.7675mL1/D1=1.82L, =7.462mh5/D1=1.22hs =5.002mD1 =4.1m取a =11o取/558.-873蝸殼尺寸示意圖1.3水輪機轉(zhuǎn)輪尺寸的確疋根據(jù)資料所給HL240型水輪機轉(zhuǎn)輪流道尺寸圖，又 D=4.1m, D2/Di=1.078 ,可畫出水輪機圖，尺寸見水輪機圖。1.4發(fā)電機尺寸確定發(fā)電機型號：TS 900/135-56查水電站機電設(shè)計手冊（水力機械）P166-P170頁可得:上機架咼度h2= 0.838m推力軸承高度h3= 0.870m勵磁機高度h4= 2.07mh6

3、= 0.455mh8=0.785m發(fā)電機主軸高度h11=7.02m機座外徑D1= 10.17m風(fēng)罩內(nèi)徑D2=12.8m轉(zhuǎn)子外徑D3=8.39m下機架最大跨度D4= 7.76m水輪機機坑直徑D5=6.0m推力軸承外徑D6=3.2m勵磁機外徑D7=2.64m2.主廠房的立面尺寸的確定丁字機座高度h1= 2.59mfM 嚴(yán)：1I111ID.J:LJ屮V則水輪機安裝高程J =1579.8-2+10.66+1.5/2=1589.21m=fah :fl-Ii- .!甘！案水井4111一 .討，；-g-gJ2.1水輪機的安裝高程J在水電站廠房設(shè)計中，水輪機的安裝高程 T是一個控制性指標(biāo)標(biāo)高，只有J確定以后才

4、可以確定相應(yīng)的其他高程 燈 T= J +Hs + 6/2J下游最低尾水位,由給定的資料，可確定 J為1579.8mHs 水輪機的吸出高，由水輪機的氣蝕特性決定,VHs =10.0 -(bm + Acr)H900式中 =1581.20m，由所給資料=0.201 ;設(shè)計水頭 H=38m由水電站(河海大學(xué) 劉啟釗主編)圖2-26，查得Act =0.030，代入上式，得Hs =10-1.757-( 0.201 0.030 38 - 0.535，導(dǎo)葉高度 bo=1.5m,則水輪機安裝高程 J =1579.8-0.535 + 1.5/ 2 =1580.015m 水輪機安裝高程還需按照最低尾水位需淹沒尾水管

5、一定水深反算，這里取 淹沒水深為2m,又最低尾水位為1579.8mJ=最低尾水位-2+h+bo/2又 h/D1=2.6 所以 h=4.1 X 2.6=10.66m 水輪機安裝高程還需根據(jù)地質(zhì)條件的最大開挖高程進行確定。由所給資料知需要開挖到高程 1577m由此高程反算水輪機安裝高程，這里取尾水管底板混凝土厚度hi=1m則水輪機安裝高程Vt =1577+1+10.66+1.5/2=1589.41m取整為比較的計算結(jié)果，取最低的安裝高程，最后取安裝高程 燈 T = 1580m。2.2尾水管底板高程: 1=叭bo /2 h =1580-1.5/2-10.66=1568.59m2.3主廠房開挖高程J由

6、上，尾水管高度 h=10.66m，取尾水管底板厚 hi=1m則主廠房開挖高程耳= -h1 =1568.59-1 = 1567.59m2.4水輪機層地面高程已h4二蝸殼進口最大半徑+蝸殼頂部混凝土層厚度。金屬蝸殼頂部混凝土一般不低于1.0m，此處取混凝土厚度為1.0m。則水輪機層地面高程% =1580 + 5.53/2+1.0 = 1583.77m2.5發(fā)電機裝置高程化%=%卄5卄6h5-發(fā)電機機墩進人孔高度(一般取1.8m2.0m);還需滿足水輪機層附屬設(shè)備油氣水管道和發(fā)電機出線布置要求的高度，此處取5mh6-進人孔頂部混凝土厚度，此處取1.0m。故，G =1583.77+5+1.0=1589

7、.77m2.6發(fā)電機層樓板高程J發(fā)電機層地面高程除應(yīng)滿足發(fā)電機層布置要求外， 還應(yīng)考慮水輪機層設(shè)備布置及母線電纜的敷設(shè)和下游尾水的影響。一般情況下，發(fā)電機層樓板高程2應(yīng)滿足下列條件:(1) 保證水輪機層的凈高不少于3.54.0m，否則發(fā)電機出線和油氣水管道布置困難。如果發(fā)電機層樓板與水輪機層地面之間加設(shè)出線層，則出線層底面到水輪機層地面凈高不宜少于 3.5m。（2）保證下游設(shè)計洪水位不淹廠房。一般情況下，發(fā)電機層樓板面和裝配場面高程平齊。（3）當(dāng)河流洪水期與枯水期水位相差懸殊，若將發(fā)電機層樓板面設(shè)在下游設(shè)計洪水位以上是不經(jīng)濟的。不僅會增加廠房下部結(jié)構(gòu)部分的混凝土工程量。將發(fā)電機層樓板面高程布置

8、在下游設(shè)計洪水位以下。 在廠房大門和對外的交通口，設(shè)置臨時性插板以擋洪水；沿廠房的交通的道路設(shè)防水墻。綜合以上條件發(fā)電機層樓板高程2 = 6+3=1589.77+3=1592.7701,則水輪機層凈高為9m減去樓板厚度，此處取0.3m,等于9.5m，滿足要求。2.7吊車安裝高程7c可c =可2卄7卄8卄9 +00 +01h7發(fā)電機定子高度和上機架高度之和（如果發(fā)電機定子為埋入式布置,h7就僅上機架高度）；h8吊運部件與固定的機組或設(shè)備間的垂直凈距；固定的機組、設(shè)備、墻、柱、地面之間保持水平凈距 0.3m,垂直凈距0.61.0m （如采用剛性夾具,垂直凈距可減小為0.250.5m）;h9最大吊運

9、部件的高度（往往是發(fā)電機轉(zhuǎn)子帶輪或水輪機轉(zhuǎn)輪帶軸）h1o吊運部件與吊鉤間的距離（一般在1.0m1.5m左右），取決于發(fā)電機起吊方式和掛索、卡具。hn主鉤最高位置（上至極限位置）至軌頂面距離，可從起重機要參數(shù)表查出。則吊車安裝高程:J=J+h7+h8+h9+h10+h11=1592.77+0.838+1+8.146+1.5+2.5=1606.75m2.8屋頂高程帝R屋頂高程應(yīng)根據(jù)屋頂結(jié)構(gòu)尺寸和形式確定，并應(yīng)滿足起重機部件安裝與檢修、廠房吊頂和照明設(shè)施布置等要求。J =可 c + h12 + h13h12小車咼度；h 13-為檢修吊車需要在小車上方留有距離，一般取0.5m。則屋頂高程可R=1606

10、.75+1.5+0.5=1608.75m3. 主廠房的平面布置3.1廠房長度的確定(1)確定機組段的長度發(fā)電機層：發(fā)電機風(fēng)罩內(nèi)徑9=12.8，相鄰機組間過道寬度b取2mL=12.8+2=14.8m兀O 蝸殼層：L=R+F4+2ilR)、R為蝸殼3450、165時的半徑;Al蝸殼外的混凝土結(jié)構(gòu)厚度。混凝土蝸殼一般取0.81.0m,屬蝸殼一般取12m,邊機組一般取13m則Lo=R+R+2a =8.73+6.69+2 X 1.16=17.74m 尾水管層采用對稱尾水管布置，寬度 B5=11.15，混凝土邊墩厚度為 1.67m，貝U L=B5+25 =11.15+2 X 1.67=14.49m取三者之

11、中最大值作為機組段長度故 Lo取 17.74 m考慮廠房分縫、蝸殼和尾水管厚度的影響，水輪機層和發(fā)電機層的布置要求，包括排架柱的布置、調(diào)速器接力器坑布置要求、樓梯、樓板孔洞和梁格系 統(tǒng)布置要求。因此Lo取20 m(2) 邊機組段加長川在遠離安裝場的一端“ =0.73Di=0.73 X 4.1=3m(3) 安裝場長度L安一般取L安=(1.01.5 ) Lo,則取L安=22m 故,主廠房總長度L=4L o+L安 + AI =4X 20+27+3=110m3.2廠房寬度的確定廣;一廠一-I a-=HL 如可以機組中心線為界，將廠房寬度分為上游側(cè)寬度Bs和下游側(cè)寬度Bx。則廠房總寬度為B=B+B在確定

12、Bs和BX時，應(yīng)分別考慮發(fā)電機層、水輪機層和蝸殼層三層的布置要 求。(1)發(fā)電機層：首先決定吊運轉(zhuǎn)子(帶軸)的方式，若由下游側(cè)吊運，則廠房下游側(cè)寬度主要由吊運轉(zhuǎn)子寬度決定。 若從上游側(cè)吊運，則上游側(cè)較寬。此 外，發(fā)電機層交通應(yīng)暢通無阻。一般主要通道寬度 23m在機旁盤前還應(yīng)留有 1m寬的工作場地，盤后應(yīng)有0.81m寬的檢修場地，以便于運行人員操作。(2)水輪機層：一般上下游側(cè)分別布置水輪機輔助設(shè)備 (即油水汽管路等)和發(fā)電機輔助設(shè)備（電流電壓互感器、電纜等） 。以及這些設(shè)備布置后，不影響 水輪機層交通來確定水輪機層的寬度。3）蝸殼層：一般由設(shè)置的檢查廊道、進人孔等確定寬度。蝸殼和尾水管進人孔的

13、交通要暢通， 集水井水泵房設(shè)置應(yīng)有足夠的位置， 以此確定蝸殼層平面 寬度。（4）吊車標(biāo)準(zhǔn)寬度Lk：當(dāng)寬度基本確定后，最后要根據(jù)尺寸相近的吊車標(biāo)準(zhǔn)寬度Lk驗證，廠房寬度必須滿足吊車安裝的要求。注：一般在高水頭電站中，常由發(fā)電機層布置要求確定廠房的寬度，而在 低水頭水電站中常由下部塊體結(jié)構(gòu)確定廠房寬度。BS=5.393+1.16+6.686=13.24m ， BX=7.78+1.16=8.94m兩邊墻厚各490mm柱子厚1400mm最終廠房寬度取 24.98m。4. 安裝場尺寸的確定1、由于發(fā)電機樓板高程為1589.77m,取安裝場與發(fā)電機層同高1589.77m。2 、安裝場寬度與主廠房同寬24.

14、98m，安裝場長度一般為11.5倍機組段 長度，取為 27m。3、安裝場面積取決于一臺機組擴大性檢修同時放下發(fā)電機轉(zhuǎn)子直徑 8.39m發(fā)電機上機架直徑 9.0m水輪機頂蓋直徑 3.2m 水輪機轉(zhuǎn)輪直徑 4.42m發(fā)電機轉(zhuǎn)子周圍需留2m的檢修空間，其它則需1m即可，且四大件必須在吊鉤限制線以內(nèi)，最終可取安裝場寬度為24.48m,長度為27m5. 主廠房各層布置5.1 發(fā)電機層：發(fā)電機采用上機架埋入式布置， 需布置有發(fā)電機、 調(diào)速設(shè)備（油壓裝置、電氣柜、機械柜）、機旁盤、樓梯、吊物孔、吊閥孔、交通道等。5.2 水輪機層：水輪機層布置機墩、調(diào)速器、接力器、閥門操作設(shè)備、油、氣、水管路、出線、電氣設(shè)備

15、、吊閥孔等，機墩采用圓筒式5.3蝸殼層：布置蝶閥、 蝸殼、水泵滲漏及檢修集水井， 并設(shè)有通向水輪機的樓梯。5.46.詳細布置見水輪機層、發(fā)電機層、蝸殼層綜合平面布置圖。 副廠房的布置副廠房設(shè)在主廠房的上游側(cè)， 可以使布置緊湊， 電纜線短， 監(jiān)視機組方便，主廠房下游側(cè)采光通風(fēng)良好。副廠房布置有中央控制室、值班室、繼電保護室、自動遠動室、廠用配電室、直流盤室、蓄電池室、儲酸室、蓄電池室、載波機室、載波機值班室等等。副廠房寬度取5m墻體厚240mm7. 廠房結(jié)構(gòu)的分縫和止水7.1 分縫沉降伸縮縫為防止廠房地基不均勻沉降沉陷， 減小下部結(jié)構(gòu)受基礎(chǔ)約束產(chǎn)生的溫度和干縮應(yīng)力，沿廠房長度方向設(shè)計的伸縮縫和沉

16、降縫（永久縫） 。特點：一般都市貫通至地基， 只在地基相當(dāng)好時， 伸縮縫才僅設(shè)在水上部分，但也需沒隔數(shù)道伸縮縫設(shè)一道貫通地基的沉降伸縮縫。施工縫根據(jù)施工條件設(shè)置的混凝土澆筑縫（臨時縫） 。1）巖基上大型廠房通常一臺機組段設(shè)一永久縫，中小型水電站可增至 2-3 臺機組設(shè)一條永久縫。2）在安裝間與主機房之間、主副廠房高低跨分界處由于荷載懸殊，需設(shè)沉降縫。壩后式廠房的廠壩之間常沿整個廠房的上游外側(cè)設(shè)一條貫通地基的縱縫。永久縫的跨度一般為1-2cm,軟基上可寬一些，但不超過 6cm7.2 止水廠房水上部分的永久縫中長填充一定彈性的防滲、防水材料，以防止在施工或運行中被泥沙或雜物填死和風(fēng)雨對廠房內(nèi)部的侵襲。廠房水下部分的永久縫應(yīng)設(shè)止水， 以防止沿縫隙的滲漏， 重要部位設(shè)兩道止水，中間設(shè)瀝青井。 止水布置主要取決于廠房類型、 結(jié)構(gòu)特點、地基特性等，應(yīng)采用可靠、耐久而經(jīng)濟的止水型式。饋研控究制系統(tǒng)的設(shè)計與研究研0究PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率