河岸式水電站廠房設計及調(diào)壓室計算書1

1、目錄目錄錯誤!未定義書簽。第一章設計基本資料錯誤!未定義書簽。第二章混凝土重力壩錯誤!未定義書簽。2.1壩底寬度錯誤!未定義書簽。2.2 壩頂寬度錯誤!未定義書簽。2.3壩頂高程錯誤!未定義書簽。2.3.1 正常蓄水位情況錯誤!未定義書簽。2.3.2 設計洪水位情況.錯誤!未定義書簽。2.3.3 校核洪水位情況錯誤!未定義書簽。2.4穩(wěn)定與應力校核錯誤!未定義書簽。2.4.1 基本組合錯誤!未定義書簽。2.4.2 偶然組合錯誤!未定義書簽。第三章混凝土溢流壩錯誤!未定義書簽。3.1 溢流壩孔口尺寸的確定錯誤!未定義書簽。3.1.1 溢流壩下泄流量的確定錯誤!未定義書簽。3.1.2 溢流孔口尺寸

2、確定和布置錯誤!未定義書簽。3.1.3 堰頂高程的確定錯誤!未定義書簽。3.1.4 閘門的選擇錯誤!未定義書簽。3.2 溢流帽的剖面布置錯誤!未定義書簽。3.2.1 溢流面曲線錯誤!未定義書簽。3.2.1 溢流面曲線錯誤!未定義書簽。3.2.2 溢流重力壩剖血如下圖所示：錯誤!未定義書簽。3.3 溢流壩穩(wěn)定應力驗算.錯誤!未定義書簽。3.3.1 基本組合錯誤!未定義書簽。3.3.2 偶然組合錯誤!未定義書簽。3.4 消能與防沖錯誤!未定義書簽。3.4.1 鼻坎的型式和尺寸.錯誤!未定義書簽。3.4.2 挑射距離和沖刷坑深度的估算錯誤!未定義書簽。第四章水輪機錯誤!未定義書簽。4.1 水頭HMA

3、X、HMIN、HR選擇.錯誤!未定義書簽。4.1.2 Hmax的確定錯誤!未定義書簽。4.1.3 Hmin的確定錯誤!未定義書簽。4.1.4 Hav的確定錯誤!未定義書簽。4.2 水輪機選型錯誤!未定義書簽。4.2.1 HL200型水輪機方案的主要參數(shù)選擇錯誤!未定義書簽。4.2.2 HL180型水輪機方案的主要參數(shù)選擇錯誤!未定義書簽。4.3 水輪機蝸殼及尾水管尺寸確定錯誤!未定義書簽。第五章發(fā)電機錯誤!未定義書簽。5.1 發(fā)電機的尺寸估算錯誤!未定義書簽。5.1.1 主要尺寸估算錯誤!未定義書簽。5.1.2 外形尺寸估算錯誤!未定義書簽。5.1.3 軸向尺寸計算錯誤!未定義書簽。5.2 發(fā)

4、電機頁量估算錯誤!未定義書簽。5.3調(diào)速設備及油壓設備選擇錯誤!未定義書簽。5.3.1 調(diào)速功計算錯誤!未定義書簽。5.3.2 接力器選擇錯誤!未定義書簽。5.3.3 調(diào)速器的選擇錯誤!未定義書簽。5.3.4 油壓裝置錯誤!未定義書簽。5.3.5 水輪機閥門及其附件錯誤!未定義書簽。第六章主廠房尺寸及布胃錯誤!未定義書簽。6.1 主廠房長度確宇錯誤!未定義書簽。6.1.1 機組段長度錯誤!未定義書簽。6.1.2 端機組段長度錯誤!未定義書簽。6.1.3 裝配場長度錯誤!未定義書簽。6.2 主廠房寬度確定錯誤!未定義書簽。6.3主廠房頂高程確定錯誤!未定義書簽。6.3.1 水輪機安裝高程：.錯誤

5、!未定義書簽。6.3.2 尾水管底板高程錯誤!未定義書簽。6.3.3 廠房基巖開挖高程：錯誤!未定義書簽。6.3.4 水輪機層地面高程.錯誤!未定義書簽。6.3.5 發(fā)電機定子安裝高程錯誤!未定義書簽。6.3.6 發(fā)電機層地面高程（定子埋入式）錯誤!未定義書簽。6.3.7 橋吊安裝的高程錯誤!未定義書簽。6.3.8 廠房頂部高程錯誤!未定義書簽。6.4 起重設備錯誤!未定義書簽。第七章引水建筑物.錯誤!未定義書簽。7.1 基本尺寸錯誤!未定義書簽。7.1.1 隧洞洞徑錯誤!未定義書簽。7.1.2 閘門斷面尺寸錯誤!未定義書簽。7.1.3 攔污柵斷面錯誤!未定義書簽。7.2 調(diào)壓室錯誤!未定義書

6、簽。7.2.1 設置調(diào)壓室的條件.錯誤!未定義書簽。7.3 壓力管道設計錯誤!未定義書簽。7.3.1 管道內(nèi)徑估算錯誤!未定義書簽。7.3.3 計算托馬斷面錯誤!未定義書簽。7.4 調(diào)壓率設計比較：錯誤!未定義書簽。7.4.1 水頭損失的計算錯誤!未定義書簽。7.4.2 阻抗式調(diào)壓宰錯誤!未定義書簽。7.4.3 差動式錯誤!未定義書簽。7.4.4 調(diào)壓室方案比較結(jié)果錯誤!未定義書簽。第八章專題調(diào)壓室結(jié)構(gòu)計算錯誤!未定義書簽。8.1 計算步驟錯誤!未定義書簽。8.1.1 井壁底部的定端力矩、剪力和抗繞勁度錯誤!未定義書簽。8.1.2 底板的宋端力矩、剪力和抗下勁度錯誤!未定義書簽。8.1.3 對

7、井壁和底板講行力矩分配錯誤!未定義書簽。8.1.4 沿井壁力矩、剪力及環(huán)向力之分布錯誤!未定義書簽。8.1.5 沿底板的力矩、變位和反力分布錯誤!未定義書簽。8.2 配筋計算錯誤!未定義書簽。8.3.1 井壁配筋計算錯誤!未定義書簽。8.2.2 底板配筋錯誤!未定義書簽。第一章設計基本資料校核洪水位：240.0m,校核最大洪水下泄流量8500m3/s；.設計洪水位：238.0m,設計洪水最大下泄流量6250m3/s;設計蓄水位：232m;設計低水位：192m。擋水建筑物采用混凝土重力壩，泄水建筑物采用混凝土溢流壩，有壓引水，水電站建筑物為河岸式地面廠房。根據(jù)水電站裝機17萬kw,水庫總庫容20

8、43.54106m3,取工程規(guī)模為大(1)型，主要建筑物級別：1級，次要建筑物：3級，臨時建筑物：4級。第二章混凝土重力壩2.1 壩底寬度由丁電站形式為引水式，故壩上游側(cè)無有壓進水口，上游壩坡坡度不受限制，取上游面坡度0,同時用應力條件和穩(wěn)定條件公式確定壩底的最小寬度。(2-1)其中B壩底寬度，m；H基本剖面壩高，m(基本剖面H=238.0-110.0=128m);c壩體材料容重，kN/m3;0水的容重，kN/m3;1揚壓力折減系數(shù)，按規(guī)范壩基面取0.3;f摩擦系數(shù)，由資料可得本設計采用0.68;K基本組合安全系數(shù)。上游在161m高程處設置斜坡，坡度為1:0.15，壩底寬度定為100.3m。1

9、27.一.下游坡的坡度一般為0.60.8,此時m0.79，在這個范圍內(nèi)。2.2 100.3壩頂寬度壩頂寬度b=(8%10%)H,且不小丁2m。本設計取12m。壩頂高程(22)其中2加累積頻率為1%得波浪高度，m；hz波浪中線高出靜水位的高度，m；hc安全超高，取決丁壩的級別和計算情況，m。Vf風速，m/s；D吹程，m。該水庫緣地勢高峻，故采用官廳水庫計算公式(2-3)(2-4)工一_小基本組合:hc-查水工建筑物表4-5得：特殊組合:hc0.7mhc0.5m2.3.1 正常蓄水位情況Hm=232-122=110m£9仞192537.30(20250),h取累積頻率為5%的波高V022

10、2.52由官廳公式:ghVO20.0076V。1/12(半)1/30.0196,得hp=1.011m假定：如hm1.95品0.519m,hmHm0.519110_34.71510hpp1.946hmhm0.5195m,則魅Hm0.51951104.723103,查得:hm故個2.412h1%1.253m根據(jù)水電站裝機17萬kw,水庫總庫容2043.54106m3，取工程規(guī)模為大(1)型，主要建筑物級別:1級，次要建筑物：3級,臨時建筑物：4級。工一_小基本組合:®查水工建筑物表4-5得：特殊組合:hc0.7mhc0.5m壩頂高程：232+3.674=235.674m2.3.2 設計洪

11、水位情況Hm=238-122=116m9.811990gD22.5238.56(20250),h取累積頻率為5%的波高由官廳公式：粵0.0076V。1,12(絲)1,30.0198，得hp=1.022m假定：電1.95hmVoVohm0.519m,貝U呈0194.518103,查得：Hm116電1.947hm0.525m，則如05254.525103,查得：生1.946,hmHm116hmh.故上2.412h1%1.267mhm2.2.3 壩頂高程：238+3.708=241.708m校核洪水位情況Hm=240-122=118mgD9.81201587.854(20250),V。2152h取累

12、積頻率為5%的波高由官廳公式:ghVo20.0076Vo1/12(gD-)1/3Vo20.027,得hp=0.618m假定：電hm1.95hm0.317mhmHm絲72.687103,118h1.948hmhm0.317m,查得:h1%hm2.416h1%0.766m壩頂高程：240+2.292=242.292m綜上：壩頂高程為242.292m,取為242.30m。圖2-1非溢流壩剖面2.4.1 2.4穩(wěn)定與應力校核(以下計算均取單寬=1m,混凝土采用C20)基本組合：(上游為正常蓄水位，下游水位為0)壩基面圖22正常蓄水位時壩基面示意圖壩體自重：上游水壓力：揚壓力：坡踵處的揚壓力=(232-

13、111)xl0=1210kN排水處的揚壓力=0.25X1210=302.5kN表2-1壩基面正常畜水位時計算表格荷載垂直向下的力(KN)垂直向上的力(kN)水平向右的力(kN)彎矩(順時針)(kNm彎矩(逆時針)(kNnj)4406.3.137026.6.6.4.572305.7720013809.196203.44991.3.67486.9.8承載能力極限狀態(tài):(1)抗滑穩(wěn)定o1.1，1.0(持久狀況)，fR1.2,Cr1.2103kPa,m(fR)1.3,m(cR)3.0,d1.2滿足要求(2)壩趾抗壓強度Tr53.9m,107.833104393.9m,m20.7912滿足要求。折坡面圖

14、23正常蓄水位時折坡面示意圖壩體自重：上游水壓力：揚壓力：上游折坡點的揚壓力=(232-161)xl0=710kN排水處的揚壓力=0.25X710=177.5kNo1.1,1.0(持久狀態(tài))Tr30.4m,Jr60.8312318729.6m3,m20.79表2-2折坡面正常畜水位時計算表格荷載垂直向下的力(KN垂直向上的力(KN)水平向右的力(KN彎矩(順時針)(knm彎矩(逆時針)(knm22926.6.035420.275563.125205.34863.529829.51065291811597.545369承載能力極限狀態(tài):壩趾抗壓強度滿足要求。2.4.2 偶然組合:上游水位為校核水

15、位，即240.0m,下游水位由下瀉流量Q8500m3/s,對應山前巒的水位流量關系曲線可得下游水位=136.22-111=25.22m壩基面圖24校核洪水位時壩基面示意圖壩體自重：上游水壓力：下游水壓力：揚壓力：坡踵處的揚壓力=（240-111）X10=1290kN排水處的揚壓力=0.25X1290=322.5kN坡址處的揚壓力=（136.22-11少10=252.2kN表2-3壩基面在校核洪水位時的應力計算表格荷載垂直向下的力（KN垂直向上的力（KN）水平向左的力（KN水平向右的力（KN）彎矩（順時針）（KNmj）彎矩（逆時針）（knm4406.3.137026.6.6.4.58320578

16、00.83180.226735.22511.9.427187.203209.222357.41160529543820.6.0承載能力極限狀態(tài):（1）抗滑穩(wěn)定o1.1,0.85(偶然狀況)，fR1.2,Cr1.2103kPa,m(fR)1.3,'m(cR)3.0,d1.2滿足要求107.833104393.9m12(2)壩趾抗壓強度Tr53.9m,JR滿足要求圖2-5校核洪水位時折坡面示意圖折坡面壩體自重：上游水壓力：揚壓力：上游折坡點的揚壓力=(240-161)xl0=790kN排水處的揚壓力=0.25X790=197.5kN表2-4折坡面在校核洪水位時的應力計算表格仙載垂直向下的力

17、(KN)垂直向上的力(KN水平向右的力(KN)彎矩(順時針)(knm彎矩(逆時針)(knm22926.6.035420.275563.131205.75411.533190.51185324691777.550481壩趾抗壓強度o1.1,0.85Tr30.4m,60.833Jr-18729.6m3,m20.7912滿足要求第三章混凝土溢流壩3.1.1 溢流壩孔口尺寸的確定溢流壩下泄流量的確定通過溢流壩頂?shù)南滦沽髁繛?(3-1)式中Q0經(jīng)由水電站、泄水孔及其他建筑物的下泄流量;安全系數(shù)，正常運用時取0.750.9,校核情況取為1.0。3,由設計洪水位時對應的Qmax6250m/s查得水電站處水位

18、為125.92m,H=238-125.92=112.08m,Ngr4.251043Q044.61m/sAH8.5112.08則QQsQ062500.8444.616107.25m3.s3,由校核洪水位時對應的Qmax8500m/s查得水電站處水位為128.3m,Q0-NgL4.251044.76m3/sH=240-128.3=111.7m,AH8.5111.7則QQsQ085000.8444.768356.8m3s3綜上，取Q8356.8m/So3.1.2溢流孔口尺寸確定和布置根據(jù)規(guī)范，混凝土的允許單寬流量在100m3/s左右,若q太大，則在溢流壩面會出現(xiàn)空化和空蝕。取單寬流量q為100m3/

19、s,LQq革83.57m,每孔100凈寬取12m,7孔閘門。按規(guī)范閘墩取為1.4m+0.8mx2=3.0m,邊墩取為1.5m。(3-2)(3-3)式中L溢流前緣總凈寬，m；m流量系數(shù)，與堰型有關，非真空實用剖面堰在設計水頭下一般為0.490.50;側(cè)收縮系數(shù)，與閘墩形狀，尺寸有關，一般為0.900.95;g重力加速度；H0壩頂溢流的堰頂水頭，m。堰頂高程的確定堰頂高程=設計洪水位-H(34)故堰頂高程=238-8.6=229.4m閘門的選擇閘門局度=正常蓄水位-堰頂局程+安全超局=232-229.4+0.5(35)=3.1m選擇平面閘門，閘孔凈寬=12m,閘門取為13mx8m。3.2.1 溢流

20、壩的剖面布置溢流面曲線溢流前沿：(3-6)取Hd8.6m,3.2.1 貝Ua0.175Hd1.51mb0.282Hd2.43m溢流面曲線溢流段：（溢流面曲線采用WES曲線）（3-7）式中Hd定型設計水頭K、n與上游壩面坡度有關的系數(shù)和指數(shù)（查設計手冊知k=2,n=1.85）即y0.08x185直線段：直線段采用與基本剖面一樣的坡度，直線段方程為：溢流段與直線段的切點的坐標為:（12.49,8.55）反弧段設計選擇挑流消能，查水力學（下）&（3-8）式中T0總有效水頭，nihc0臨界水深（校核洪水位閘門全開時反弧處水深），m；流速系數(shù)查表取0.95。假設：R=20mTo24011124.

21、32104.68m，試算如下表所示：表31T0試算2.592.322.3108.422.499.862.35104.02.34104.862.343104.602.342104.69經(jīng)試算，hc02.342m反孤段半徑R410hc09.3723.42m，取R20m鼻坎挑角2535，取30鼻坎距下游水位一般為12m,上游校核洪水位對應的下游水位為136.22m,故取挑坎高程138m。3.2.2 溢流重力壩剖面如下圖所示：圖31溢流重力壩3.3溢流壩穩(wěn)定應力驗算基本組合：(上游為正常蓄水位232m,下游水位為0)圖3-2正常蓄水位時非溢流壩壩基面示意圖壩體自重：(閘門作為安全儲備)上游水壓力：1一

22、水平向右的水壓力Px-(261210)118.4173171.2kN1一垂直向下的水壓力Py(71121)7.51720kN2揚壓力：壩踵處的揚壓力=(232-111)X10=1210kN排水處的揚壓力=0.3X1210=363kN表3-2壩基面在正常畜水位時的計算表格仙載垂直向下的力(KN)垂直向上的力(KN水平向右的力(KN)彎矩(順時針)(knm彎矩(逆時針)(knm4406.25.1.7.19821.47.0686.5330460.273171.2.472036529.216656.3.65989.5.26987.8.2承載能力極限狀態(tài):01.1,1.0(持久狀況)，fR1.2,CR1

23、.2103k已，m(fR)1.3,'m(CR)3.0，d垂直向下的水壓力Py；(79129)7.51780kN下游水壓力：揚壓力：(垂直向上)壩踵處的揚壓力=(240-111)X10=1290kN壩趾處的揚壓力=(136.22-11110=252.2kN排水處的揚壓力=0.3X(1290-252.2)=311.34kN表3-3壩基面在校核洪水位時的計算表格.2滿足要求。壩體混凝土與基巖接觸面的抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài):滿足要求。3.3.1 偶然組合:(上游水位為校核水位，即240.0m,下游水位由下瀉流量Q8500m3/s,對應山前巒的水位流量關系曲線可得下游水位=136.22-111=25.

24、22而圖3-3校核洪水位時非溢流壩壩基面示意圖壩體自重：(閘門作為安全儲備)(垂直向下)上游水壓力：1水平向右的水壓力Px-(1061290)118.4182643.2kN荷載垂直向下的力（KN）垂直向上的力（KN水平向左的力（KN）水平向右的力（KN）彎矩（順時針）（knm彎矩（逆時針）（knm4406.25.1.7.19821.47.0686.5330460.282643.2.378039534.73180.226735.227305.702713.619117.3975.844774.6487.923729.3承載能力極限狀態(tài):o1.1,0.85（偶然狀況），fR1.2,Cr1.2103

25、kP>滿足要求。3.4.1 3.4消能與防沖鼻坎的型式和尺寸鼻坎采用平順連續(xù)式的，高程比下游水位高出兩米，即坎頂高程為138m。挑射距離和沖刷坑深度的估算（3-9）式中L水舌挑距（m）,L是鼻坎末端至沖坑最深點的水平距離；V1坎頂水面流速（m/s）,可取為平均坎頂流速V的1.1倍；鼻坎挑射角度，一般挑流坎的挑射角為15°30°,取300;h1坎頂平均水深h在鉛直方向的投影，即。hcos;h2坎頂至河床表面高差（m）,如沖坑已形成，作為沖坑進一步發(fā)展時，可算出坑底；g重力加速度，9.81kN/m2。計算結(jié)果為：（310）式中T沖刷坑深度（m）,由河床表面算至坑底；z上下

26、游水位差（m）;K沖刷坑系數(shù)，對丁堅硬完成巖石取K=0.91.2;堅硬但完整性較差的巖石K=1.21.5;軟弱破碎的巖石K=1.52.0。ht下游水深第四章水輪機4.1.1 水頭Hmax、Hmin、Hr選擇各種情況對應的水頭計算設計低水位+一臺機組（4-1）表4-1設計低水位+1臺機組時QNQ(m3/s)H上（m）H下（m）H毛（m）H凈（m）N(104kW)200192116.4775.5373.2612.45160192116.2575.7573.4810100192115.8776.1373.856.2860192115.5776.4374.143.78作QN曲線，由N4.25104kW

27、查得Q67.9m3/s圖4-1設計低水位+1臺機組QHS故H下115.63m。考慮到水頭損失，故水頭H要乘個折減系數(shù)，H97%（192115.63）74.08m設計低水位+四臺機組滿發(fā)表42設計低水位+四臺機組滿發(fā)QNQ（m3/s）H上（m）H下（m）H毛（m）H凈（m）N（104kW）200192116.4775.5373.2612.45300192116.7675.2472.9818.61400192117.0574.2472.7024.72作QN曲線，由N17104kW查得Q280m3/s圖4-2設計低水位+4臺機組滿發(fā)QHS故H下116.70m。正常蓄水位+一臺機組表43正常畜水位+一

28、臺機組時QNQ(m3/s)H上(m)H下(m)H毛(m)H凈(m)N(104kW)20232115.17116.83113.331.9340232115.39116.61113.113.8580232115.72116.28112.797.67作QN曲線，由N4.25104kW查得Q44.1m3/s圖4-3正常蓄水位+1臺機組QHS故H下115.42m。正常蓄水位+四臺機組滿發(fā)表44正常蓄水位+四臺機組滿發(fā)時QNQ(m3/s)H上(m)H下(m)H毛(m)H凈(m)N(104kW)140232116.13115.87112.3913.37160232116.25115.75112.2815.2

29、7180232116.37115.63112.1617.16200232116.47115.53112.0619.05作QN曲線，由N17104kW查得Q179m3/s圖4-4正常蓄水位+4臺機組滿發(fā)QHS設計洪水位+四臺機組滿發(fā)由Q下泄6250m3/s查得H下125.92m。校核洪水位+四臺機組滿發(fā)由Q下泄8500m3/s查得H下128.3m。4.1.2 Hmax的確定Hmax=max74.08,73.04,113.08,112.16,108.72,108.35=113.08m即正常蓄水位+1臺機組時的水頭最高。4.1.3 Hmin的確定Hmin=mn74.08,73.04,113.08,1

30、12.16,108.72,108.35=73.04m即設計低水位+4臺機組滿發(fā)時的水頭最低。4.1.4 Hav的確定依據(jù)老師所補充的數(shù)據(jù)：Hav90.5m引水式水電站Hr=Hav=90.5mav4.2水輪機選型根據(jù)該水電站的水頭工作范圍73.04113.08,查水電站教材型譜表選擇合適的水輪機型有HL200和HL180兩種?，F(xiàn)將這兩種水輪機作為初選方案，分別求出其有關參數(shù)，并進行比較分析。4.2.1 HL200型水輪機方案的主要參數(shù)選擇轉(zhuǎn)輪直徑D1查表得，在限制工況下，單位流量Qum0.95m3/s,皿89.4%,由此假定原型水輪機在該工況下的單位流量QuQum0.95m3/s,n91.1%。

31、NrNgr/gr4.25104/0.9644270.83kW(42)DiNr_44270.839.81QnH.Hr9.810.9590.5.90.591.1%=2.46m(4-3)取比之稍大的標稱直徑D1=2.5m轉(zhuǎn)速nHL200在最憂工況下的單位轉(zhuǎn)速nn0M=68.0r/min,初步假定n110=n110M=68.0r/min。所以：(44)取n=300r/min效率及單位參數(shù)修正HL200水輪機在最優(yōu)工況下的模型最高效率為Mmax90.7%,Dim0.46m則：(45)效率修正值為：(46)考慮模型與原型在制造工藝質(zhì)量上的差異,取=1.0%=1.7%由此，原型水輪機在最優(yōu)工況和限制工況下效

32、率為：(4-7)m89.4%1.7%91.1%(與上述假定相同)(48)單位轉(zhuǎn)速修正值：(49)單位轉(zhuǎn)速可不加修正，同時，單位流量Q11也可不加修正。工作范圍的檢驗=0.921m7s<0.95m's(410)則水輪機的最大引用流量為：QmaxQ1maxD2寸瓦0.9212.52v'90.5=54.74ms(411)(412)(413)(414)在HL200水輪機模型綜合特性曲線上分別繪出Qnmax921L/s,n1max87.76r/min和山響70.53r/min的直線，由圖可見，由這三根直線所圍成的水輪機工作范圍基本包含該特性曲線的高效區(qū)，故，HL200型水輪機方案所

33、選參數(shù)D12.5m和n300r/min是合理的。吸出高度Hs的計算由水輪機的設計工況參數(shù)，n11r78.84r/min,Q11max921L/s,在圖中查得相應氣蝕系數(shù)約為=0.086,并查得=0.02。Hs10H=10-100-(0.086+0.02)90.5=0.30m(415)900900式中一一水輪安裝位置的海拔高程，在初始計算時可取為下游平均水位的海拔高程。此處取廠房處靠近河流的等高線對應的高程，取100m。4.2.2 HL180型水輪機方案的主要參數(shù)選擇轉(zhuǎn)輪直徑Di(假定=90.9%)查表得，在限制工況下，單位流量QiiM0.86m3/s,%89.5%,由此假定原型水輪機在該工況下

34、的單位流量QuQiiM0.86m3/s,n90.8%。NrNgr/gr4.25i04/0.9644270.83kWDiNr44270.83=2.59m.9.8iQiHHr9.8i0.8690.590.590.8%取標稱直徑Di=2.75m轉(zhuǎn)速nHLi80在最憂工況下的單位轉(zhuǎn)速nii0M=67.0r/min,初步假定nii0=nii0M=67.0r/min。所以n財，Hav67.0、90.523i.8r/min取n=250r/minDi2.75效率及單位參數(shù)修正HLi80水輪機在最優(yōu)工況下的模型最高效率為Mmax92%,Dim0.46m則maxi(iMmax)5i(i92%)5694.3%D2.

35、75考慮模型與原型在制造工藝質(zhì)量上的差異,取=i.0%=i.3%m89.5%i.3%90.8%(與上述假定相同)單位轉(zhuǎn)速修正值：_21maxMmaxni10M1v'93.3%/92%10.7%<3%單位轉(zhuǎn)速可不加修正，同時，單位流量q1也可不加修正。工作范圍的檢驗=0.763m3/s<0.86m3/s則水輪機的最大引用流量為：QmaxQ1maxD2.H：0.7632.752.90.5=54.92m3s在HL180水輪機模型綜合特性曲線上分別繪出Qumax763L/s,numax80.44r/min和nnmin64.65r/min的直線，由圖可見，由這三根直線所圍成的水輪機工

36、作范圍基本包含該特性曲線的高效區(qū)，故，HL180型水輪機方案所選參數(shù)Di2.75m和n250r/min是合理的。吸出高度Hs的計算由水輪機的設計工況參數(shù)，nm72.27r/min,Qumax763L/s,在圖中查得相應氣蝕系數(shù)約為=0.079,并查得=0.02。Hs10一H=10-100-(0.079+0.02)90.5=0.93m900900表4-5水輪機方案參數(shù)對照表項目HL200HL1801模型轉(zhuǎn)輪參數(shù)推薦使用的水頭范圍(m)90125901252最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速叫0(r/m)68.067.03最優(yōu)單位流量Qi0(L/s)8007204最局效率Mnax%90.792.05氣蝕系數(shù)0.0860

37、.0796原型水輪機參數(shù)工作水頭范圍(m73.04113.0873.04113.087轉(zhuǎn)輪直徑D1(nj)2.52.758轉(zhuǎn)速n(r/min)3002509最局效率max(為92.493.310額定出力Nr(kW44270.8344270.8311最大引用流量Qmax(m/S)54.7454.9212吸出高度(m0.300.934.3水輪機蝸殼及尾水管尺寸確定水頭范圍大丁40m,采用金屆蝸殼，對丁Di=2.75m,高頭混流水輪機，采用圓形焊接或鑄造結(jié)構(gòu)蝸殼半徑：(416)式中Vc蝸殼斷面流速，可由教材查得，在這里，Vc7.47m/si蝸殼包角；Qmax相應的最大流速，Qmax54.92m3/s

38、由水輪機轉(zhuǎn)輪直徑查得：座環(huán)外徑Da=410cm,內(nèi)徑Db=340cm,貝U:raDa/2205cmrbDb/2170cm表46蝸殼計算表格i(°)0°0205.0205.030044.2249.2293.475070.0275.0345.0120°88.3293.3381.6165°103.6308.6412.2210°116.9320.9437.82550128.8333.8462.63000140.0345.0485.03450150.0355.0505.0尾水管尺寸（彎肘管）可查水電站教材P>9b50.1-0.15B50.7481.

39、122m，考慮到閘墩的厚度取b51.3m第五章發(fā)電機5.1.1 5.1發(fā)電機的尺寸估算主要尺寸估算極距(5-1)(5-2)式中Sf發(fā)電機額定容量(kVA)K取810,此時取9P磁極對數(shù)，由同步轉(zhuǎn)速n250r/min查得P=12定子內(nèi)徑(5-3)定子鐵芯長度lt(54)式中C系數(shù)查表C=41066106,此處取C5.11106ne額定轉(zhuǎn)速250r/min5.1.2 定子鐵芯外徑Da(55)外形尺寸估算定子機座外徑Di214ne300r/min時(56)風罩內(nèi)徑D2Sf=50000kVA>20000kV時(5-7)轉(zhuǎn)子外徑D3(5-8)下機架最大跨度D4(59)D5為水輪機機坑直徑，D5=3

40、80cm推力軸承外徑D6和勵磁機外徑D75.1.3 查表得：D63350mmD72350mm軸向尺寸計算定子機座高度hi(510)上機架高度h2464.%81.242500.010.0355米用懸式承載機架(511)推力軸承高度h3勵磁機高度h4和永磁機高度h6,副勵磁機h5查表得：h31.75mh42.2mh51.0mh60.7m下機架高度h7(512)定子支座支承面至下機架支承面或下?lián)躏L板之間的距離h8(513)下機架支承面主主軸法蘭底面距離h9h97001500mm，取h9100cm1m轉(zhuǎn)子磁鑰軸向高度h10(514)取h102.6m發(fā)電機主軸高度hn(515)Hnh2h3h4h5h6h

41、7h8h9其中3.031.161.752.21.00.70.560.71.012.1m定子鐵芯水平中心線至法蘭盤底面距h12(516)5.2發(fā)電機重量估算(517)式中Gf發(fā)電機總重量(t)Kl系數(shù)，懸:式Kl=810，這里取9。發(fā)電機轉(zhuǎn)子總重量一般為發(fā)電機總重量的1/2,估算為153.9t。發(fā)電機飛輪力矩：(518)式中K2經(jīng)驗系數(shù)，心375時，取K25.2。選擇SF42.5-24/520型發(fā)電機。5.3.1 調(diào)速設備及油壓設備選擇調(diào)速功計算調(diào)速功A計算(519)(520)式中Hmax最高水頭，m；D1水輪機直徑，m。屆大型調(diào)速器，接力器、調(diào)速柜和油壓裝置應分別進行計算和選擇。5.3.2 接

42、力器選擇接力器直徑計算：采用2個接力器，選額定油壓為2.5MPa,貝U每個接力器直徑ds為(521)式中標準正曲率導葉參數(shù),由Zo24,查得0.03。選擇與之接近而偏大的ds=400mm的標準接力器。接力器最大行程:(522)式中a°max水輪機導葉最大開度a°Mmax可由設計工況點(n11r72.27r/min,。崢763L/s)在模型曲線圖上杳得a°Mmax28mm(523)采用系數(shù)1.8則Smax1.8a°max°.3°1m5.3.3 力力器容積計算調(diào)速器的選擇大型調(diào)速器的型號是以主配壓閥的直徑來表征的，主配壓閥的直徑(524)

43、選用Ts4sVm4.5m/sMd1.1373.3mm'TsVm選擇與之相鄰而偏大的DT-80氣液壓型調(diào)速器。5.3.4 油壓裝置這里不考慮空放閥和進水閥的用油，則壓力油罐的容積(525)5.3.5 選用組合式油壓裝置HYZ-1.6型水輪機閥門及其附件水頭較大，選用蝴蝶閥(配套設備：伸縮節(jié)、空氣閥、旁通閥)(526)(527)式中Do進口斷面直徑查蝴蝶閥的直徑型譜圖得，Df4.0m壓力油源及設備，選擇組合式油壓裝置HYZ-4.0o表5-1油壓裝置型號尺寸圖型號油罐長度m(mm寬n(mm)總高H(mm)油罐局h(mmL油罐外徑(mmHYZ-4.029502000445030501300HY

44、Z-1.624001700327023701028第六章主廠房尺寸及布置6.1.1 6.1主廠房長度確定機組段長度由蝸殼層決定的機組段長度L=蝸殼寬度+2=5.05+1.5+4.122+1.5=12.172m尾水管層L=B5+2=7.48+2X1.5=10.48m發(fā)電機層1=風罩直徑+2X壁厚(0.30.4)+機組凈距(34)=8.8519+2X0.35+3.5=13.05m綜上，機組段最小長度為13.05m,考慮到布置間隙及方便，最終機組段的長度定為13.1m。端機組段長度端機組段的附加長度：L=(0.21.0)D1(6-1)式中D1轉(zhuǎn)論直徑，m。(D1=2.75m)根據(jù)需要取為2.3m。裝

45、配場長度裝配場長度L=(1.01.5.)L1=(13.119.65)m(62)取14m。主廠房總長=裝配廠長+1個機組段4+兩端加長=71m。6.2主廠房寬度確定由蝸殼層決定的廠房寬度：上游側(cè)最小寬度：B上=機組中心線至上游蝸殼外緣尺寸+蝸殼外包混凝土+蝴蝶閥凈寬（45m）+墻厚（13m）=3.451.04.5210.95m取B上=11m。下游側(cè)最小寬度：聽=機組中心線至下游蝸殼外緣尺寸+蝸殼外包混凝土+外墻厚=4.626127.626m取B下=8m故BB上B下19m，選16m跨度的吊車可以。6.3.1 6.3主廠房頂高程確定水輪機安裝高程:對丁HL180型水輪機(6-3)式中設計尾水位（由丁

46、本水電站裝機四臺，故取一臺水輪機滿發(fā)電時的額定流量，即Q性一44270.8354.92m3/s對應9.81Hr9.8190.590.8%的獲宵水位流量關系曲線中查得=115.53m);Hs吸出高度，m(Hs0.96m)；b°b00.2D10.22.75、導葉局度，m(10.55m)。222得到水輪機的安裝高程Zs=116.77m。尾水管底板高程(6-4)=水輪機安裝高程-半個導葉高度-尾水管高度=116.77-0.55-7.15=109.35m2(6-5)6.3.2 廠房基巖開挖高程：3=尾水管底板高程-S=109.351=108.35m(6-6)6.3.3 水輪機層地面高程式中外包

47、碌厚度（1m）(6-7)6.3.4 發(fā)電機定子安裝高程發(fā)電機層地面高程（定子埋入式）(6-8)考慮到下游最高洪水位為128.3m,將裝配廠層抬高，取裝配廠層地面高程為128.5m。橋吊安裝的高程吊車軌頂高程=裝配場高程+最大吊運部件尺寸+吊運部件與固定物之間的安（69）全距離（0.61.0m）+平衡梁吊點至大車軌頂極限距離=128.5+8.5+0.654+0.146=137.8m6.4 廠房頂部高程=137.8+3.7+0.3+1+0.5=143.3m（610）起重設備起重機的額定起重量一般為發(fā)電機轉(zhuǎn)子重量、平衡梁重以及專用吊具重量之和.根據(jù)本設計額定起重量，選擇與之接近而偏大的2X100橋機

48、.臺數(shù)選擇：選用一臺雙小車起重機,跨度16m。第七章引水建筑物7.1 基本尺寸7.1.1 隧洞洞徑隧洞采用圓形斷面，取經(jīng)濟流速為4ms設計水位下機組滿發(fā)時隧洞流量:(7-1)實際取為8.4m7.1.2閘門斷面尺寸閘門高度取為8.4m11C1.1寬度b8.48.48.427.3m取漸變段長度為1.52.0倍D,取13m,則擴散角arctan84732.532137.1.3攔污柵斷面取v允0.9m/s，則攔污柵凈過水面積S219.680.92244.1m2進水口段，上唇線采用四分之一橢圓。根據(jù)水工建筑物橢圓方程為:(7-2)式中K一般取為1,盡量讓KD取整數(shù)，故取KD=1淹沒深度：Q219.68c

49、取0.7,v3.61msS8.47.3(73)實際取為7.5m。進水口底部高程=1927.58.4176.1m結(jié)合進水口處地形，取攔污柵傾角為40o,這樣過水面積大，且易丁活污。攔污柵凈高度=(8.5+9)/sin40o=17.7m攔污柵寬度d244114.03m，取d141m。7.2.1 17.4調(diào)壓室設置調(diào)壓室的條件設置上游調(diào)壓室(74)式中L壓力水道長度，m；(隧洞L=1100m,v4.0m/s,鋼管L=289.4m);V壓力水道中的平均流速，V6.052m/s；H設計水頭m。(H=90.5m)。Tw<24s時，可不設上游調(diào)壓室。計算得Tw9.4724s,所以本電站需要設置上游調(diào)壓

50、室。設置下游調(diào)壓室(7-5)式中Lw壓力尾水道的長度，m；Ts水輪機導葉關閉時間(取為4s);V包定運行時尾水道中的流速，6.052m/s；Vd尾水管進口流速,7.47m/s;Hs水輪機吸出高度，0.93m；水輪機安裝高，116.77m。求得Lw=22m真實長度，故下游可不設調(diào)壓室7.3壓力管道設計管道內(nèi)徑估算(7-6)取D=6.8m式中Qmax鋼管最大設計流量,m3./s；H設計水頭，m；K515,常取5.2。岔管采用y型布置，各分管內(nèi)徑用等流速公式估算，且認為水流流速在岔管段基本保持不變。75.2(3Qmax)31#大支管直徑D490.5I75.2(1Qmax)32#大支管直徑D2，90.57'5.2(1Qmax)33欲支管直徑D4，90.55.93m4.98m3.70m7.3.3計算托馬斷面引水隧洞的水頭損失(1)沿程水頭損失hf計算托馬斷面時混凝土襯砌，選用最小糙率0.012。(7-7)(7-8)(2)局部水頭損失hj1、攔污柵處hji(具有獨立支墩)(79)2、