公伯峽水電站廠房及電氣部分設(shè)計

1、公伯峽水電站廠房及電氣部分設(shè)計公伯峽水電站總裝機容量1500 MW,多年平均發(fā)電量5.14億KW- h,該電站設(shè) 有5臺300 MW的混流式水輪發(fā)電機組，水輪機型號：HLA801LJ580,電站設(shè)計 水頭99.3 m，水輪機額定轉(zhuǎn)速125 r/min，相應(yīng)比轉(zhuǎn)速？為230 m - kw,水輪機 安裝高程1891.9 m。右岸設(shè)置引水式地面廠房。第1章主廠房主要尺寸的確：主廠房的尺寸的確定，即主廠房總長、總高和寬度的確定。主廠房的總長度 包括機組段的長度?(機組中心間距)，端機組段的長度？L和安裝間的長度？?， 并考慮必要的水工結(jié)構(gòu)分縫要求的尺寸。由水輪機型號(HLA801LJ580)可知轉(zhuǎn)輪直

2、徑5.8m。該電廠進廠公路位于右側(cè)，為方便交通裝卸，因此主廠房也布置 在右側(cè)，安裝間位于主廠房的右側(cè)。1.1平面尺寸的確定尾水管層控制尺寸的確定肘管型式：由于? > ?，此次設(shè)計公伯峽水電站尾水管時選擇標準混凝土肘管。根據(jù)水電站機電設(shè)計手冊水利機械分冊？初9查得：?-? = 4.5 ?-? = 4.5 X 5.8 = 26.10 m? = 0.5 X 1.35? = 0.5 X 1.35 X 5.8 = 3.915 m?= ?= + ?= 0.5 X2.72 ?i + ?= 0.5 X2.72 X 5.8 + 1.4 = 9.288?上式中？一尾水管邊墩混凝土厚度，初步設(shè)計選1.4m尾水

3、管具體尺寸如圖1-1所示：圖1-1混流式水輪機尾水管機電設(shè)計手冊水利機械分冊 ？?29頁表2-17可得:»世薦的K * ¥尺寸豪3 口1 36虹414 rii A fl1山1.U91.10D止M-l.J-d1 2L.24).0D.iiaMt 'u ft x2DM： i1IS曜魁豐上!Hith=2.6 ?=2.6X 5.8=15.08 mL=4.5 ?=4.5X5.8 = 26.10 m ?=2.72 ? = 2.72 X 5.8 = 15.776 m?=1.35 ?=1.35 X 5.8 =:7.83 ? 4 =1.35 ?:=1.35 X 5.8 =:7.83 ?

4、6 =0.675 ?1=0.675 X 5.8=7.83 m?=1.82 ?=1.82 X 5.8 =10.556 m?=1.22 ?1 =:1.22 X 5.8 =7.076 m圖1-2混流式水輪機尾水管由于跨度大要加設(shè)支墩，尺寸計算如下：b5= (0.10.15 ) B5 得 b5= (1.57762.3664 ) m 取 b5=1.9 mR =(36) b 得 R=(36) X 1.9 = (5.711.4) 取 R=8.6 mt= (0.20.3)b得工=(0.30.3 ) X1.9 = (0.380.57) 取 t 0.5mL > 1.4D1 得 L > 1.4 X 5.

5、8 即 L > 8.12m蝸殼層控制尺寸的確定由文獻查得ns = 230 mkw1圖蝸殼控制尺寸蝸殼層尺寸由混流式水輪機控制尺寸計算公式查得： 這里D2為轉(zhuǎn)輪直徑D2 = 5.8?D2?D3 = 1?(0.96+ 0.00038 ns)5.8D3 = 6074.92mm1?(0.96 + 0.00038 x 230)Di?D3 =0.4 +94.5ns= 6.07492x(0.4 +94.5230 )4926.30?Hi?D3 = 0.094 + 0.00025 nsHi = 6.07492 x (0.094 + 0.00025 X230) = 920.4mm當 110 < ns

6、w 350 時H2?D3= 1/ (3.16 - 0.0013ns)出=2.1234m?D3 =1.2 - 19.56/ nsA =(1.2 -19.56230 )X 6074.92 =:6773.27mm?D3 =:1.1 + 54.80/ nsB =(1.1 +54.80230 )X 6074.92 =8129.83mm?D3 =1.32 + 49.25/ nsC =(1.3249.25 +230)X 6074.92=9319.72mm?D3 = 1.5+ 48.8/ nsD =(1.5 +48.8230 )X 6074.92 =10401.32mm?D3 =:0.98 + 63.6/ n

7、sE =(0.9863.6+ )230)X 6074.92=7633.27mm?D3 = 1 + 131.4/ ns?D3 = 0.89 + 96.5/ ns131.4F= (1 + 刼)X 6074.92 = 9545.55mm96.5G= (0.89 + 莎)X 6074.92 = 7955.50mm?/?D3 = 0.79 + 81.75/ ns81.75H= (0.79 + 230 ) X6074.92 = 6958.42mm?D3 = 0.1 + 0.00065 nsI= (0.1 + 0.00065 X 230) X 6074.92 = 1515.69mm?D3 = 0.88 +

8、0.00049 nsL= (0.88 + 0.00049 X 230) X 6074.92 = 6030.57mm?D3 = 0.6 + 0.000015 nsM= (0.6 + 0.000015 X 230) X6074.92 = 3665.91mm則蝸殼層在？?和？?方向的控制尺寸為：A?+? = B + 2 + ?蝸殼外部混凝土厚度1.21.5m 這里取?= 1.4m得：?= 8129.83 +6773.272+ 1400 = 12916.465mm = 12.92m?-? = C+ ?= 9319.72 + 1400 = 10719.72mm = 10.72?發(fā)電機層控制尺寸的確定由公

9、伯峽水電站發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速 125 r/min，5臺機組單機容量300mw,查水 電站機電設(shè)計手冊水利機械？6表3-11選擇水輪機發(fā)電機型號為 SF30048/1230,該電機為懸式機組，磁極24對。根據(jù)該手冊？備9估算水輪發(fā)電機 主要尺寸如下：圖1-4懸式水輪發(fā)電機發(fā)電機極距T=?2?(cm)P磁極對數(shù) 根據(jù)已查的發(fā)電機型號可知 P=24 ?發(fā)電機額定容量 ?= 3430004 2?4 3430000則 T= ?仙（皿）=9 X= 82.747cm = 0.8275m2?2 x 24 定子內(nèi)徑？?？ ：?=右 t= X0.8275 = 12.644m定子鐵芯長度?= ? ?3430007X 1

10、C-6 X 12.64442 X 125=2.452?T =2.4520.82752.961 < ?< 3通風(fēng)好且發(fā)電機效率高 定子鐵芯外徑？?：由發(fā)電機型號：SF30048/1230可得定子鐵芯外徑為？? =12.3m 定子機座外徑?: ? < 136.4 rpm?=1.14?136.4 < ?< 214 rpm?=1.18?214 < ? < 300 rpm0=1.20?300 < ? < 500 rpm?=1.25?500 rpm?=1.30?由公伯峽水電站 ？?= 125r/min 即?< 136.4 rpm 得：？=1.14

11、?=1.14 X 12.3 = 14.022m 風(fēng)罩內(nèi)徑?:?<20000? D2= D1 + 2.0?> 20000?D2= D1 + 2.4?由于公伯峽水電站 ？?= 343000 > 20000即D2= D1 +2.0?=14.022+2.4=16.422m 轉(zhuǎn)子外徑?:?= ?務(wù)2 SL單邊空氣間隙初步計算可忽略不計得?=?=12.644m 下機架最大跨度？: ?=?+1.2m=8.12+1.2=9.32m?為水輪機機坑直徑由于公伯峽水電站轉(zhuǎn)輪直徑為5800mm, 由水電站機電設(shè)計手冊？?62表3-6查得? = 8.12m(mrn)直曜崔(Tnm)轉(zhuǎn)槍HE(mm>

12、;水槍挑機城 £fermmjj轉(zhuǎn)輪n曾曲範fi nn ft獨8750sooo70DO49)010IM1Wzeao304fr賊M$50Q7700HDDnm1側(cè)»轉(zhuǎn)乘0何OQ44 DOIflOD咖m2DOO30005200頌0toco3500HMMOD414*昭DO1AACDBOM2 50C3&00es<n>7SVOIO2Q0issa«推力軸承外徑?和勵磁機外徑？:推力軸承外徑?和勵磁機外徑？，可根據(jù)發(fā)電機容量由水電站動力設(shè)備手冊？花表3-7查得：推力軸承外徑？ = 5m，勵磁機外徑？=3.6m« S-7港力無桑斡輕和機外栓甲威，rnot

13、% % m n a flcVAj1000020010創(chuàng) MO 一閒(IM)鮒她斗“MOD抵力準外徑D.2(K)0-Z6M血応斯卄起Dr 定子機座外徑 ?i :由于 125 < ?< 214 rpm 即?i =?+2 T+200mm=2.452+2X0.8275 + 0.2 = 4.307 m上機架高度？2：懸式承載機架：？2 = 0.25?尸0.25 X 12.664 = 3.161m推力軸承高度?3、勵磁機高度?4、副勵磁高度?5、永磁極高度?6可查水電 站機電設(shè)計手冊水利機械？?63表3-8選取W S-S推力輸氐 酢密楓啊永機的插度Jt電機羣S*i>f <kVA&g

14、t;<21>QUO20000- taw154Q2OG0i«oo叩慨耶唐s愉一tm>r44fitsp.A j»6l>0800J?O0(m$QQ由于?=343000> 20000貝推力軸承高度？3=2000mm勵磁機高度?4=2400mm副勵磁高度？5=1200mm永磁極高度 ?6 =900mm? 下機架高度？7 :懸式非承載機架：？7=0.12?=0.12X 12.644 = 1.51728m? 定子支座支撐面至下機架支撐面或下?lián)躏L(fēng)板之間的距離?8：懸式非承載機架：？8 = 0.15?尸 0.15 X 12.644 = 1.8966m? 下機架支

15、撐面至主軸法蘭底面之間的距離 ?9：按已生產(chǎn)的發(fā)電機統(tǒng)計資料一般為 7001500mm ，這里取?9 = 1400mm? 轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度 ?10 ：無風(fēng)扇時 ?10 = ?+ (500600 )mm = 2.452 + 0.60 = 3.052m? 發(fā)電機主軸高度 ?11 ： ?11 = (0.70.9)HH為發(fā)電機總高度，即由主軸法蘭底面至發(fā)電機頂部的高度由發(fā)電機總表可查H=10890mm,所以?11 = 0.9 X10.890 = 9.801m?+?x = ?-x = ?3/2 + b/2 + ?3?= 16.022/2 + 3.5/2 + 0.35 = 10.111m式中： ? 3 發(fā)

16、電機風(fēng)罩內(nèi)徑 ?3 = 16.022mb這里取b=3.5m?3?發(fā)電機風(fēng)罩壁厚取 0.35m綜合分析1) 機組段長度 ?1?的確定 : 機組段長度按尾水管層、蝸殼層和發(fā)電機層三者中的最大值確定即 ?1?= ?+max + ?-?max = 12.92+ 10.72 = 23.64m2) 端機組段附加長度？L的確定： 根據(jù)水電站動力設(shè)備設(shè)計手冊 ?3?75 可得?L = (0.21.0)?1 = 0.8X5.8= 4.64?(?1為轉(zhuǎn)輪直徑 5.8m)3) 安裝間長度 ?2?的確定：安裝間長度一般約為機組段長度 ?1?的1.01.5倍，對混流式機組采用偏小 之 這里取 1.2倍 得：?= 1.2

17、?= 1.2 X 23.64 = 28.368m4）主廠房總長度L:?= ?2 ?+ ?L = 5 X23.64 + 28.368 + 4.64 = 151.208m廠房寬度B的確定：以機組中心線為界，公伯峽水電站廠房總寬度 B可分為上游側(cè)寬度？?和下游 側(cè)寬度？?兩部分，即：B=?+ ?這兩部分計算如下：? O上游側(cè)寬度？?： ?= /+?+?式中：?3 發(fā)電機風(fēng)罩內(nèi)徑，?3 = 16.022m ；?發(fā)電機風(fēng)罩壁厚，？ = 0.35m ；A 風(fēng)罩外壁至上游側(cè)墻內(nèi)側(cè)的凈距，A取4m。因此可知 ？?=+ ? + ?= 2 + 0.35 + 4 = 12.361m下游側(cè)寬度？?：?除了滿足上式外，

18、還需要滿足蝸殼在-y方向的尺寸和蝸殼外混凝土厚 度的要求。對于發(fā)電機層：?3 16 022?= 2 + ?+ ?=2+ 0.35+ 3 = 11.361m式中：A風(fēng)罩外壁至上游側(cè)墻內(nèi)側(cè)的凈距，A取3m。對于蝸殼層寬度尺寸：?= E+ ?= 7.633 + 1.4= 9.033m ??？?= 12.5m?= D+ ?= 10.401 + 1.4= 11.801m 取?=12m貝U: B=?t+ ?= 12.5 + 12 = 24.5?由于滿足起重機的安裝各延伸0.5m因此B=25.5m1.2立面尺寸的確定廠房各層的高程，主要有主廠房基礎(chǔ)開挖高程、機組安裝高程、水輪機層地 面高程、發(fā)電機層地面高程、

19、吊車軌道頂?shù)母叱?、廠房頂?shù)母叱痰龋鲗痈叱痰拇_定。水輪機安裝高程?T的確定:已知?T = 1891.9m 主廠房基礎(chǔ)開挖高程？F的確定:主廠房基礎(chǔ)開挖高程？F = ?T - (?3 + ?2 + ?1)= ?T - (h + ?1)= 1891.9 - (15.08 + 1.4) = 1875.42mm式中：?3 水輪機安裝高程到尾水管出口頂面的距離?2 尾水管出口高度?1 尾水管底板混凝土厚度 取?1 = 1.4m水輪機層底面高程?1的確定:水輪機層底面高程?1= ?T + 2 + ?4?1 = ?T + L + ?4式中：?4 蝸殼頂部的混凝土層咼度?4 = 1.4mL蝸殼進口段高度 L=

20、6030.57mm=6.03mL6.03因此：?1= ?T + 2 + ?4 = 1891.8 + + 1.4= 1896.315?發(fā)電機裝置高程？G的確定：發(fā)電機裝置高程？G = ?T + ?5 + ?6式中：?5 發(fā)電機機墩進人孔高度 ?5 = 2m?6 進人孔頂部混凝土高度 ?6 = 1.0m因此：？G= ?T+ ?5 + ?6 = 1896.315 + 2 + 1 = 1899.315m發(fā)電機層樓板高程?2的確定：發(fā)電機層樓板高程?2= h + ?G式中：h定子支撐面到發(fā)電機層地面高程，由水電站機電設(shè)計手冊？?59續(xù)表查得h=6.57m因此：？2= h + ?G = 6.57 + 18

21、91.9 = 1905.885m起重機安裝高程？。的確定：(1) 主廠房起重機的選擇查水電站機電設(shè)計手冊水利機械(1) ?務(wù)9可得，起重機的選擇一般可 按以下原則初步選?。篴) 當最重吊運件的重量小于100噸，機組臺數(shù)小于4臺時，選用一臺單 小車橋式起重機；機組臺數(shù)多于 5臺，選用兩臺單小車橋式起重機。b）當最重吊運件的重量為100-600噸，機組臺數(shù)小于4臺時，選用一臺雙小車或單小車橋式起重機；機組臺數(shù)多于5臺時，因機組安裝檢修時吊 運任務(wù)繁重，此時若用一臺雙小車橋式起重機，則應(yīng)另設(shè)一臺起重量較 小的單小車橋式起重機供輔助吊運之用。或選用兩臺起重量各為最重吊運件一半的單小車橋式起重機。c）當

22、最重吊運件的重量大于600噸時，可選用一臺或兩臺單小車橋式起重 機。（2）重量估算查水電站動力設(shè)備設(shè)計手冊？計算公式得：a）水輪機總重量G（ t）估算G=K?式中：K、b與水頭有關(guān)的系數(shù)，可從表1-15、表1-16查得；a與水輪機轉(zhuǎn)輪直徑有關(guān)的系數(shù)，可從表1-15、表1-16查得；* 7-15裔DI銀畀星潦戒木輪機監(jiān)、乩KaH <30200JF11Dji fiLii#mt.lo.a11ic枝”1百囲敗土字靈弱片;Mt機冷見心覘載K*aH<6iJrnH<frtFTb£)=< j.tc0.4It.1410.7由于公伯峽水電站設(shè)計水頭99.3m，轉(zhuǎn)輪直徑5.8m,因

23、此這里K取8.1， b=0.16, a=2.16G=K?Vr= 8.1 X 5.82.16 X 99.30.16 = 753.4 tb）轉(zhuǎn)輪重量估算：混流式水輪機轉(zhuǎn)輪重量？?？= 0.5 + 0.025 （10 - ?） ?3 =0.5 + 0.025 X （10 - 5.8） X5.83 = 118.04 tc）發(fā)電機重量估算查水電站機電設(shè)計手冊？矗6表3-11得：發(fā)電機？?= 1520 ?轉(zhuǎn)子？?= 789.4 t定子？?= 450 t根據(jù)以上數(shù)據(jù)，查水電站機電設(shè)計手冊?334表3-17，選擇兩臺主鉤400副鉤100的單小車橋式起重機，配合廠房寬度尺寸，其跨度取23m （起重機跨度不符合標

24、準尺寸時，可按每隔 0.5m選取）起重機及平衡梁繪圖尺寸及各參數(shù)如下：a）間隙距離查水電站機電設(shè)計手冊？盤8得：起重機端梁最外端與上下游墻的內(nèi) 側(cè)距離一般應(yīng)不小于700m m，由水電站機電設(shè)計手冊？矗4得軌道中 心至起重機外端距？?=450mm，則起重機外端距上下游墻的內(nèi)側(cè)距離共 為:25.5 - 0.45 X2 - 23 = 1.6m,取起重機外端距上下游墻各位 0.8m, 符合要求。b）起重機尺寸查水電站機電設(shè)計手冊？釦表7-17和？茲圖7-35可得：L*J副鉤起升高度：35 m起重機總重：218 t起重機最大寬度 B： 10380 mm軌道面至起重機頂端距離H： 6400 mm主鉤起升高

25、度：26 m起重機小車重：113 t小車軌距？?？5500 mm小車長度？?：8400 mm軌道面至緩沖距離？： 1200 mm吊鉤至軌道中心距離：（主鉤）？= 3200 mm ? = 4800 mm （副鉤）？ = 5650 mm ? = 2350 mmc）平衡梁尺寸a-a單小車橋式起重機配用的平衡梁外形尺寸查水電站機電設(shè)計手冊？金表7-7可得：L=12100 mm?=10500 mmH=2600 mm?i=500 mm?2=686 mmS=120 mmB=3000 mm?=600 mm9=40 mmD=320 mm?=360 mm?=1300 mm?3=1300 mmd）吊物范圍a.橫向：阻進器的選定 選用A型阻進器，阻進器寬600mm,貝U吊物范圍與廠 房上下游墻壁距離為：m