烏溪江水電站樞紐布置及岔管設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、目 錄目目 錄錄.- 1 -第一章第一章 基本資料基本資料.- 4 -第二章第二章 水輪機(jī)水輪機(jī).- 4 -2.1 水電站水頭的確定 .- 4 -2.2 水輪機(jī)型號(hào)選擇 .- 4 -HL200型水輪機(jī)方案的主要參數(shù)選擇.- 4 -2.2.2 HL180型水輪機(jī)方案的主要參數(shù)選擇.- 6 -2.3 調(diào)速設(shè)備及油壓裝置選擇 .- 7 -調(diào)速功計(jì)算.- 7 -接力器的選擇.- 7 -調(diào)速器的選擇.- 8 -油壓裝置的選擇.- 9 -2.4 水輪機(jī)安裝高程 .- 9 -2.5 蝸殼及尾水管 .- 9 -蝸殼斷面型式.- 9 -蝸殼水力計(jì)算.- 9 -尾水管尺寸的確定.- 10 -2.6 水輪機(jī)進(jìn)水閥和

2、起重設(shè)備 .- 10 -第三章第三章 發(fā)電發(fā)電機(jī)機(jī).- 12 -3.1 主要尺寸 .- 12 -3.2 水輪發(fā)電機(jī)重量 .- 12 -第四章第四章 混凝土重力壩混凝土重力壩.- 13 -4.1 壩頂高程 .- 13 -設(shè)計(jì)洪水位情況.- 13 -校核洪水位情況.- 13 -4.2 壩頂寬度 .- 14 -4.3 重力壩基本剖面 .- 14 -4.4 重力壩實(shí)用剖面 .- 14 -4.5 穩(wěn)定和應(yīng)力校核 .- 15 -設(shè)計(jì)洪水情況.- 15 -校核洪水位情況.- 19 -第五章第五章 溢流壩溢流壩.- 24 -溢流壩孔口尺寸的確定.- 24 -5.1.1 溢流壩下泄流量的確定.- 24 -孔口凈

3、寬溢流壩段總長(zhǎng)度.- 24 -堰頂高程的確定.- 24 -5.1.4 閘門高度.- 25 -5.1.5 定型設(shè)計(jì)水頭.- 25 -5.2 溢流壩的剖面設(shè)計(jì) .- 25 -5.2.1 溢流面曲線.- 25 -5.2.2 消能防沖設(shè)計(jì).- 25 -5.3 溢流壩穩(wěn)定驗(yàn)算 .- 27 -設(shè)計(jì)洪水位.- 27 -校核洪水位.- 29 -第六章第六章 引引水水建筑物建筑物.- 31 -6.1 有壓進(jìn)水口 .- 31 -有壓進(jìn)水口高程.- 31 -進(jìn)口段- 31 -閘門段和漸變段.- 31 -6.1.4 攔污柵斷面.- 31 -6.2 壓力管道及分岔管.- 31 -6.3 調(diào)壓室.- 32 -6.3.1

4、設(shè)置調(diào)壓室條件.- 32 -6.3.2 托馬斷面.- 32 -6.3 .3 調(diào)壓室設(shè)計(jì)比較.- 36 -第七章第七章 廠房廠房.- 47 -7.1 主廠房長(zhǎng)度確定 .- 47 -機(jī)組間距.- 47 -端機(jī)組段長(zhǎng)度.- 47 -安裝間長(zhǎng)度.- 47 -7.2 主廠房寬度確定 .- 47 -7.3 主廠房主要高程確定 .- 48 -尾水管底板高程.- 48 -基巖開(kāi)挖高程.- 48 -水輪機(jī)層地面高程.- 48 -主閥廊道地面高程.- 48 -發(fā)電機(jī)層地面高程和安裝間地面高程.- 48 -尾水平臺(tái)高程.- 48 -吊車軌頂高程.- 48 -廠房天花板高程和廠房頂部高程.- 49 -第八章第八章 岔

5、管岔管.- 50 -8.1 岔管布置及結(jié)構(gòu)分析 .- 50 -8.1.1 布置形式.- 50 -8.1.2 幾何尺寸.- 50 -8.2 水力計(jì)算及壁厚計(jì)算 .- 73 -正常運(yùn)行情況最高壓力及壁厚計(jì)算.- 73 -特殊運(yùn)行情況最高壓力及壁厚計(jì)算.- 75 -8.3 抗外壓穩(wěn)定校核.- 77 -第一章 基本資料第二章 水輪機(jī)2.1 水電站水頭的確定NH 曲線圖。設(shè)計(jì)蓄水位下四臺(tái)機(jī)組滿發(fā)查 NH 曲線圖得 H=設(shè)計(jì)低水位下四臺(tái)機(jī)組滿發(fā)查 NH 曲線圖得 H=設(shè)計(jì)洪水位下最大下泄流量 5400,查獲青水位流量關(guān)系得下游水位,凈水sm3頭 H=96（237.5-124.915）=校核洪水位下最大下泄

6、流量 9700，查獲青水位流量關(guān)系曲線得下游水sm3位,凈水頭 H=96（239-129.5）=故最大水頭=，最小水頭minH=,平均水頭avH =71.5=maxH2.2 水輪機(jī)型號(hào)選擇根據(jù)該水電站的水頭工作范圍109.97m，查水電站教材型譜表選擇合適的水輪機(jī)型有 HL200、HL180 兩種。現(xiàn)將這兩種水輪機(jī)作為初選方案，分別求出其有關(guān)參數(shù)，并進(jìn)行比較分析。本電站 4 臺(tái)機(jī)組，裝機(jī)容量 N=170000kW，發(fā)電機(jī)效率=97，則水輪機(jī)單機(jī)出力 N=mN97. 04170000HL200 型水輪機(jī)方案的主要參數(shù)選擇2.2.1.1 轉(zhuǎn)輪直徑1D(假定=90%)= m 取標(biāo)稱直徑rr1r1HH

7、81Q. 9ND %906 .946 .9495. 081. 943.43814=1D2轉(zhuǎn)速 n取 n=300r/minminr6 .2645 . 26 .9468DHnn1av10效率及單位參數(shù)修正%4 .935 . 246. 0%)7 .901 (1DD)1 (1551M1Mmaxmax=1.5% %6 . 0%5 . 1%7 .90%4 .93maxMmax（與上述假定相同） M89.4%0.6%90%3% %5 . 11%7 .90%4 .931nnMmaxmax101單位轉(zhuǎn)速可不加修正，同時(shí)，單位流量1Q也可不加修正。工作范圍的檢驗(yàn)%906 .946 .945 . 281. 943.

8、43814HHD81. 9NQ2rr21rmax1 =0.863sm36 .945 . 2863. 0HDQQ2r21max1max=5sm3minr5 .7197.1095 . 2300HnDnmax1min1minr7 .885 .715 . 2300HnDnmin1max1minr1 .776 .945 . 2300HnDnr1r1在 HL200 型水輪機(jī)模型綜合特性曲線圖上畫(huà)出工作范圍。水輪機(jī)吸出高度 Hs 計(jì)算 ,在該型號(hào)水輪機(jī)模型綜合特性曲線中查得模型minr1 .77nr1max1Qsm3氣蝕系數(shù)=0.105.根據(jù)設(shè)計(jì)水頭 Hr=查水電站圖 2-26 得氣蝕系數(shù)修正值=0.018

9、，下游平均水位查獲青水位流量關(guān)系曲線得，故水輪機(jī)吸出高度Hs=10-（）H=10-（0.105+0.018）90090074.115 HL180 型水輪機(jī)方案的主要參數(shù)選擇轉(zhuǎn)輪直徑(假定=90%)1D=m 取標(biāo)稱直徑rr1r1HH81Q. 9ND %906 .946 .9486. 081. 943.43814=2.5m1D轉(zhuǎn)速 n取 n=250r/minminr7 .2605 . 26 .9467DHnn1av10效率及單位參數(shù)修正%3 .945 . 246. 0%)921 (1DD)1 (1551M1Mmaxmax 018. 0%5 . 0%8 . 1%92%3 .94maxmaxM （與上

10、述假定相同） %90%5 . 0%5 .89M 3% %3 . 11%92%3 .941nnMmaxmax101單位轉(zhuǎn)速可不加修正，同時(shí)，單位流量也可不加修正。1Q2.2.2.4 工作范圍的檢驗(yàn)%096 .946 .945 . 281. 943.43814HHD81. 9NQ2rr21rmax1 =0.863sm3=56 .945 . 2863. 0HDQQ2r21max1maxsm3minr59.697.1095 . 2025HnDnmax1min1minr73.95 .715 . 2250HnDnmin1max1minr26.646 .945 . 2025HnDnr1r1在 HL180 型

11、水輪機(jī)模型綜合特性曲線圖上繪出工作范圍。 水輪機(jī)吸出高度 Hs ,在該型號(hào)水輪機(jī)模型綜合特性曲線中查得模型minr26.64nr1max1Qsm3氣蝕系數(shù)=0.086.根據(jù)設(shè)計(jì)水頭 Hr=查水電站圖 2-26 得氣蝕系數(shù)修正值=0.018，下游平均水位查獲青水位流量關(guān)系曲線得，故水輪機(jī)吸出高度Hs=10-（）H=10-（0.086+0.018）90090074.115根據(jù)水輪機(jī)方案參數(shù)對(duì)照表可看出，兩種不同機(jī)型方案在同樣水頭下滿足額定出力情況下，HL180 型具有工作范圍好，氣蝕系數(shù)小，安裝高程高等優(yōu)點(diǎn)，故選擇 HL180 型水輪機(jī)。 調(diào)速設(shè)備及油壓裝置選擇2.3.1 調(diào)速功計(jì)算 sm45.1

12、39 . 0109.9781. 943814.4381H. 9NQ3maxr 30000NmNm10)1.875 . 1 (DHQ250200A51max屬大型調(diào)速器，接力器、調(diào)速柜和油壓裝置應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算和選擇。2.接力器的選擇 接力器直徑的計(jì)算采用兩個(gè)接力器來(lái)操作水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，選用額定油壓為 2.5MPa，則每個(gè)接力器的直徑為：03. 0sd2 . 0Db10 352mm109.972 . 05 . 203. 0HDbDdmax01s1由此，在水電站機(jī)電設(shè)備表 4-4 中選擇與之接近而偏大的的375mmds標(biāo)準(zhǔn)接力器。接力器最大行程的計(jì)算 0maxmaxa8 . 14 . 1S導(dǎo)葉最大

13、開(kāi)度可由模型的求得：0maxa0Mmaxa 175mm2453424287532.5ZDZDaa00M0M00Mmax0max在模型綜合特性曲線上查得 a=,D=534mm,Z=24 max0MM0M02875mm5 . 215. 115D. 1D10當(dāng)選用計(jì)算系數(shù)為 1.8 時(shí)，則315m. 01758 . 1Smax接力器容積的計(jì)算兩個(gè)接力器的總?cè)莘esV 32max2ss07m. 0315. 0375. 02Sd2V大型調(diào)速器的型號(hào)是以主配壓閥的直徑來(lái)表征的，主配壓閥的直徑 (選用) 71mm071m. 05 . 4407. 013. 1VTV13. 1dmSssm5 . 4V,4sTms

14、由此在水電站機(jī)電設(shè)備表 4-1 中選擇與之相鄰而偏大的 DT-80 型電氣液壓型調(diào)速器。油壓裝置的選擇此處油壓裝置不考慮空放閥和進(jìn)水閥的用油，則壓力油罐的容積3SK4m. 126. 107. 0)2018(V)2018(V由此，在水電站機(jī)電設(shè)備表 4-2 種選則與之相鄰而偏大的 YZ-1.6 分離式油壓裝置。2.4 水輪機(jī)安裝高程 一臺(tái)水輪機(jī)額定流量 Q= /s,查獲青水位流量關(guān)系HrN81. 99 . 06 .9481. 943.438143曲線得設(shè)計(jì)尾水位 =w 水輪機(jī)安裝高程 Zs= +Hs+b /2=115.5+0.033+0.25=,取為。w02.5 蝸殼及尾水管2.5.1 蝸殼斷面

15、型式金屬蝸殼，斷面為圓形，座環(huán)蝶形邊切線與水平中心線夾角=55 ，蝸殼包角=34502.蝸殼水力計(jì)算通過(guò)任一斷面 i 的流量 Q =Q/360 ，斷面半徑=，斷面中imaxiicivQ360max心距 a =r +,斷面外半徑 R =r +2。蝸殼進(jìn)口斷面平均流速 v 根據(jù)水輪機(jī)設(shè)iaiiaic計(jì)水頭查水電站圖 2-8 得 v =/s，r =D ，r =Dcaabb表 2-1 渦殼計(jì)算表格從蝸殼鼻端至斷面 i 的包角（ i）斷面半徑（m）i斷面中心距(m)ia斷面外半徑(m)iR3451.463.513004.7725521016512075302.5.3 尾水管尺寸的確定采用彎肘形尾水管2.

16、進(jìn)口直錐段單邊擴(kuò)散角=8中間彎肘段h=, D2.5=, h=, 4 14 161L=1 1出口擴(kuò)散段=m =，h=，頂板仰角=15 ，B=。由于下游布置副廠房，尾水管加115151長(zhǎng)至。 水輪機(jī)進(jìn)水閥和起重設(shè)備采用蝴蝶閥，直徑 D，進(jìn)口斷面直徑 D0Df671. 00687. 013maxH=，D =，選用蝴蝶閥直徑 D。0fm3 . 4671. 05 . 3mf6 . 4最重吊運(yùn)部件重量 162t，機(jī)組臺(tái)數(shù) 4 臺(tái)，選用一臺(tái)雙小車橋式起重機(jī)，名義起重量 2100t，跨度 L。mk14第三章 發(fā)電機(jī)由 N=42500kW 和 250r/min，套用水電站機(jī)電設(shè)備附表 8，選 SF42.5-24

17、/520 型發(fā)電機(jī)。 主要尺寸定子內(nèi)徑=4600mm，定子鐵芯長(zhǎng)度tl=1820mm，定子鐵芯外徑iDaD=5200mm，定子機(jī)座外徑6390mmD1，風(fēng)罩內(nèi)徑 D2 =8800mm，轉(zhuǎn)子外徑=4572mm，下機(jī)架最大跨度4100mmD4，定子機(jī)座高度= 2980mm，上機(jī)3D1h架高度=1250mm，永磁機(jī)高度=600mm，定子支座支承面至下機(jī)架支承面或2h6h下?lián)躏L(fēng)板之間的距離=540mm，下機(jī)架支承面主主軸法蘭底面距離8h=1105mm，轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度=2550mm，發(fā)電機(jī)主軸高度=6968mm，9h10h11h定子鐵芯水平中心線至法蘭盤底面距=3180mm12h 水輪發(fā)電機(jī)重量水輪發(fā)

18、電機(jī)的總重量 G =318t，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重量 G =162tFZ第四章 混凝土重力壩 4.1 壩頂高程 .1 設(shè)計(jì)洪水位情況山區(qū)峽谷受臺(tái)風(fēng)影響，取計(jì)算風(fēng)速 V =14m/s,有效吹程 2000m。0284. 014200081. 9140076. 00076. 03/1212/13/1212/12vgDvvghm57. 081. 9/142 3313. 014200081. 914331. 0331. 075. 3/1215. 2/175. 3/1215. 2/12vgDvvgLm故 Lmm62. 681. 9/142由于，h 相當(dāng)于累積頻率 5%的波高。查水工建筑物表 2-121 .1002

19、vgD得 h=。波浪中心線高出計(jì)算靜水位 h%1。安全超高查水工建筑物mcthLHcthLhmmz24. 062. 65 .122262. 671. 0222%1表 4-5 得 h =，故壩頂上游防浪墻頂應(yīng)超出水庫(kù)靜水位高度c。mhhhhcz65. 17 . 024. 071. 0%1設(shè)壩頂上游防浪墻頂高程=設(shè)計(jì)洪水位+mh15.23965. 15 .237設(shè)4.1.2 校核洪水位情況h=，h,安全超高查得 h,故壩頂上游防浪墻頂應(yīng)超出水庫(kù)%1mz24. 0mc5 . 0靜水位高度。壩頂上游防浪墻頂高程mhhhhcz45. 15 . 024. 071. 0%1校=校核洪水位+mh45.2404

20、5. 1239校比較上述兩種情況得壩頂防浪強(qiáng)頂高程為，防浪墻高度取 1m，最后確定壩頂高程為，查壩軸線工程地質(zhì)剖面圖得可利用基巖最低點(diǎn)高程 115m，故最大壩高=239.5-115=4.2 壩頂寬度 壩頂寬度 b=（8%10%）H，且不宜小于 3m，取 10m。4.3 重力壩基本剖面按在主要荷載作用下剖面滿足壩基面穩(wěn)定和應(yīng)力控制條件確定壩底最小寬度。聯(lián)立求解 B/H=，B=。1211rrc1rrfkHc其中 H=239-115=124m，壩體材料容重 r =24kN/m ，水容重 r =10kN/m ，c33壩基摩擦系數(shù) f=0.68，揚(yáng)壓力折減系數(shù)=0.25，基本組合安全系數(shù) k=1.0.1

21、解得，B=004. 04.4 重力壩實(shí)用剖面上游坡 n=0.1,下游坡 m=0.8，折坡點(diǎn)高程 175m，此時(shí)壩底寬度 B=。圖 4-1 非溢流壩剖面圖 穩(wěn)定和應(yīng)力校核4.5.1 設(shè)計(jì)洪水情況壩基面壩體自重：kNVWc43201606212411kNVWc2988015 .124102422kNVWc6 .1193495 .1112 .89212433靜水壓力：kNHPH66.736055 .1222181. 92122101kNHPH53.159403.1881. 9212122202kNVPV75.3678165 .6281. 9101kNVPV8 .176516062181. 922kN

22、VPV62.1275103.18424.142181. 933揚(yáng)壓力：kNBHU18.1860703.182 .10581. 921kNHBU91.2305947.10481. 925. 012kNHBU83.123232 .9681. 947.10425. 0212123kNBHHHU88.3458947.10481. 925. 003.1881. 95 .12281. 921211214浪壓力：壩前水深 H =L /2=，為深水波。1mP =LkNhhLzm43.1524. 071. 062. 681. 94141%10表 4-1 非溢流壩壩基面荷載計(jì)算表格荷載垂直向下的力（kN）垂直向上

23、的力（kN）水平向右的力（kN） 水平向左的力（kN）對(duì)截面形心力臂（m）彎矩（順時(shí)針）（kNm）彎矩（逆時(shí)針）（kNm） W2298801243008 W31HP2HPP1V182466P2VP3V1U002U3UU4LP總計(jì)壩基面抗滑穩(wěn)定分析：不計(jì)凝聚力，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)k=1.10。抗滑穩(wěn)定滿足要求。17. 156.7202697.12357368. 0PUWf滑動(dòng)力阻滑力壩基面應(yīng)力分析：壩踵處垂直應(yīng)力ayMPBMBW666. 02 .105567.93843862 .10597.123573622壩趾處垂直應(yīng)力ayMPBMBW683. 12 .105567.9

24、3843862 .10597.123573622 應(yīng)力滿足要求。折坡面：壩體自重：kNVWc1548015 .64102411kNVWc6 .254615 .512 .41212422靜水壓力：kNHPH16.191605 .622181. 92122101揚(yáng)壓力：kNBHU625.110395 .6281. 92 . 011031kNBHU39.25872 .425 .6281. 92 . 0212121032kNBHHU25.22079)5 .6281. 92 . 05 .6281. 9(21211103103浪壓力：kNhhLPzLm43.1524. 071. 062. 681. 941

25、41%10表 4-2 非溢流壩折坡面荷載計(jì)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） 水平向左的力（kN）對(duì)截面形心力臂（m）彎矩（順時(shí)針）（kNm）彎矩（逆時(shí)針）（kNm） W115480318888 W21HP1U2U3ULP總計(jì)折坡面應(yīng)力分析：壩體上游面垂直應(yīng)力ayMPBMBW425. 02 .5109.11346462 .51335.35043622壩體下游面垂直應(yīng)力ayMPBMBW944. 02 .5109.11346462 .51335.35043622 應(yīng)力滿足要求。4.5.2 校核洪水位情況壩基面：壩體自重：kNVWc43201606212411kN

26、VWc2988015 .124102422kNVWc6 .1193495 .1112 .89212433靜水壓力：kNHPH28.754191242181. 92122101kNHPH59.244332.2281. 9212122202kNVPV04.3767166481. 9101kNVPV8 .176516062181. 922kNVPV87.1954132.22856.172181. 933揚(yáng)壓力：kNBHU51.2303432.222 .10581. 921kNHBU33.2244968.10181. 925. 012kNHBU71.119942 .9681. 968.10125. 0

27、212123kNBHHHU51.3366968.10175. 081. 921211214浪壓力：壩前水深 H =124mL /2=，為深水波。1mP =LkNhhLzm43.1524. 071. 062. 681. 94141%10表 4-3 非溢流壩壩基面荷載計(jì)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） 水平向左的力（kN）對(duì)截面形心力臂（m）彎矩（順時(shí)針）（kNm）彎矩（逆時(shí)針）（kNm） W2298801243008 W31HP2HPP1VP2VP3V1U002U3U138299U4LP1900.05總計(jì)壩基面抗滑穩(wěn)定分析：不計(jì)凝聚

28、力，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) k=1.05?？够€(wěn)定滿足要求。122. 112.7299125.12039768. 0PUWf滑動(dòng)力阻滑力壩基面應(yīng)力分析：壩踵處垂直應(yīng)力ayMPBMBW571. 02 .105308.105688762 .10525.120397622壩趾處垂直應(yīng)力ayMPBMBW717. 12 .105308.105688762 .10525.120397622 應(yīng)力滿足要求。折坡面：壩體自重：kNVWc1548015 .64102411kNVWc6 .254615 .512 .41212422靜水壓力：kNHPH88.20090642181. 92122101揚(yáng)壓力：kNBHU11

29、2.113096481. 92 . 011031kNBHU48.26492 .426481. 92 . 0212121032kNBHHU224.22609)6481. 92 . 06481. 9(21211103103浪壓力：kNhhLPzLm43.1524. 071. 062. 681. 94141%10表 4-2 非溢流壩折坡面荷載計(jì)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） 水平向左的力（kN）對(duì)截面形心力臂（m）彎矩（順時(shí)針）（kNm）彎矩（逆時(shí)針）（kNm） W115480318888 W21HP1U2U3ULP總計(jì)折坡面應(yīng)力分析：壩體上游面垂直應(yīng)力ayM

30、PBMBW346. 02 .51218.14665062 .51784.34901622壩體下游面垂直應(yīng)力ayMPBMBW017. 12 .51218.14665062 .51784.34901622 應(yīng)力滿足要求。第五章 溢流壩溢流壩孔口尺寸的確定 溢流壩下泄流量的確定設(shè)計(jì)洪水下最大下泄流量 5400m，查獲青水位流量關(guān)系曲線得下游水位s/3Q（237.5-124.915）得 Q = m，此時(shí)通過(guò)溢流壩的下泄流量 Q=Q引s/35400-0.8189.5= m引QSs/3校核洪水下最大下泄流量 9700 m，查獲青水位流量關(guān)系曲線得下游水位s/3Q（239-129.5）得 Q = m，此時(shí)通

31、過(guò)溢流壩的下泄流量引s/3Q=Q9700-1194.84=m引QSs/3孔口凈寬溢流壩段總長(zhǎng)度單寬流量 50100 m，分別計(jì)算設(shè)計(jì)和校核情況下孔口寬度。s/3表 5-1 孔口凈寬計(jì)算計(jì)算情況流量 Q（m）s/3單寬流量q（m）s/3孔口凈寬 B（m）設(shè)計(jì)情況501008校核情況50100190.1溢流壩孔口寬度取 60m，每孔寬度 10m，孔數(shù) n=6，初擬閘墩厚度為 3m，則溢流壩總長(zhǎng)度 L =nb+（n-1）d=60+15=75m0堰頂高程的確定 由 q=m計(jì)算堰頂水頭，計(jì)算水位減去相應(yīng)堰上水頭即為堰頂高程。 2302 Hg表 5-2 堰頂高程計(jì)算計(jì)算情況流量（m）s/3流量系數(shù)孔口凈寬

32、（m）堰頂水頭（m）堰頂高程（m）設(shè)計(jì)情況60校核情況60取堰頂高程。 閘門高度閘門高度=正常蓄水位-堰頂高程+安全超高 =231-221.81+0.1=m取門高 10m。5.1.5 定型設(shè)計(jì)水頭堰上水頭 H=校核洪水位-堰頂高程=239-221.81=max定型設(shè)計(jì)水頭 H =（75%95%）H16.33m，取 H =15m H =，小于規(guī)dmaxdd定允許值（最大不超過(guò) 36m 水柱）5.2 溢流壩的剖面設(shè)計(jì) 溢流面曲線采用 WES 型堰，定型設(shè)計(jì)水頭 Hd=15m，堰面曲線方程，1nndxkHy基本剖面下游面與冪曲線的切點(diǎn)坐標(biāo) x =c由，得 yc=mHmnkdn4 .211585. 1

33、8 . 0285. 01111nndxkHy 表 5-3 WES 曲線方程參數(shù)表上游面坡度knR1aR2b3：0H mdH mdH =3mdH md 消能防沖設(shè)計(jì)采用挑流消能，挑射角，挑流鼻坎高出下游最高水位 12m，鼻坎高 30程 137.4+1=反弧半徑（1）設(shè)計(jì)情況流速系數(shù)，鼻坎出流斷面平均流速86. 057.1181.1060155. 010155. 01HpVsmgZcc/93.374 .1385 .23781. 9286. 02該斷面水深 hmVqcc31. 293.375 .87反弧半徑 R=（610）hc（2）校核情況流速系數(shù)，鼻坎出流斷面平均流速9 . 019.1781.10

34、60155. 010155. 01HpVsmgZcc/99.394 .13823981. 929 . 02該斷面水深 hmVqcc96. 399.394 .158反弧半徑 R=（610）h ，比較選用反弧半徑 R=25mc挑射距離和沖刷坑深度的估算坎頂垂直向水深 mhhc43. 330cos96. 3cos1坎頂至河床面高差mh4 .231154 .1382坎頂水面流速smVVc/99.4399.391 . 11 . 11mhhgVVVgL8 .2084 .2343. 381. 9230sin99.4330cos99.4330cos30sin99.4318. 912sincoscossin12

35、2221221121 挑流沖刷坑深度采用，k =0.9，鼻坎單寬流量決定的臨界11. 089. 044. 2ZhkTkrr水深 h =，上下游水位差 Z=239-137.4=，代入kmgq68.1381. 9/4 .158/3223得 T=故45，泄水建筑物不受沖坑影響。83.131154 .1375 .378 .208tTL圖 5-1 溢流壩剖面示意圖5.3 溢流壩穩(wěn)定驗(yàn)算a 自重 G KN 方向鉛直向下力臂 b= m力矩 M KNm 方向逆時(shí)針b 揚(yáng)壓力 UU1 KN 方向鉛直向上力臂 b1=0力矩 M1=0U2 KN 方向鉛直向上力臂 b2= m力矩 M2 KNm 方向順時(shí)針U3 KN

36、方向鉛直向上力臂 b3= m力矩 M3= KNm 方向順時(shí)針U43 KN 方向鉛直向上力臂 b4= m力矩 M4 KNm 方向順時(shí)針c 水平靜水壓力 PP1 KN 方向水平向右力臂 b1= m力矩 M1 KNm 方向順時(shí)針P2 KN 方向水平向右力臂 b2= m力矩 M2 KNm 方向順時(shí)針P3 KN 方向水平向左力臂 b3= m力矩 M3 KNm 方向逆時(shí)針d 利用水重 WW1=2890.42 KN 方向鉛直向下力臂 b1= m力矩 M1 KNm 方向逆時(shí)針W2=784.8 KN 方向鉛直向下力臂 b2= m力矩 M KNm 方向逆時(shí)針W KNmW-U KNP KN2W-UW-UBB6y =

37、118595.956118595.956698.41298.41 KN/ m22W-UW-UBB+6y =118595.956118595.956698.41298.41 KN/ m2滿足應(yīng)力要求K= PUWf)(，滿足抗滑穩(wěn)定要求校核洪水位a 自重 G 同設(shè)計(jì)情況下）b 揚(yáng)壓力 UU1 KN 方向鉛直向上力臂 b1=0力矩 M1=0U2 KN 方向鉛直向上力臂 b2= m力矩 M2 KNm 方向順時(shí)針U3 KN 方向鉛直向上力臂 b3= m力矩 M3= KNm 方向順時(shí)針U4 KN 方向鉛直向上力臂 b4= m力矩 M4 KNm 方向順時(shí)針c 水平靜水壓力 PP1 KN 方向水平向右力臂 b

38、1= m力矩 M1=769259.97 KNm 方向順時(shí)針P2 KN 方向水平向右力臂 b2= m力矩 M2 KNm 方向順時(shí)針P3 KN 方向水平向左力臂 b3= m力矩 M3 KNm 方向逆時(shí)針d 利用水重 WW1=2890.42 KN 方向鉛直向下力臂 b1= m力矩 M1 KNm 方向逆時(shí)針W2=784.8 KN 方向鉛直向下力臂 b2= m力矩 M2= KNm 方向逆時(shí)針 KNmW KN KN= KN/ m22W-UW-UBB6y KN/ m22W-UW-UBB+6y 所以滿足應(yīng)力要求K= PUWf)(第六章 引水建筑物6.1 有壓進(jìn)水口6.1.1 有壓進(jìn)水口高程有壓進(jìn)水口應(yīng)低于運(yùn)行

39、中可能出現(xiàn)的水位，不出現(xiàn)吸氣漩渦的臨界淹沒(méi)深度按戈登經(jīng)驗(yàn)公式估算，S=cv,經(jīng)驗(yàn)系數(shù) c=0.55，隧洞采用圓形斷面，設(shè)計(jì)低crd水位下機(jī)組滿發(fā)時(shí)隧洞流量smQ3max5 .286，實(shí)際取為 d=D=8m。閘門斷面水流mHQD77. 75 .715 .2862 . 52 . 5737max3速度 v=Q=286.5/（78）=/s。故 S=，隧洞頂部高程為 191.2-bd/maxcr87.97=6.1.2 進(jìn)口段 采用平底三向收縮，上唇收縮曲線為四分之一橢圓，橢圓曲線方程為，b=0.5D=412222byax閘門段和漸變段閘門孔口采用矩形，寬度 b=7m，高度 d=8m。漸變段斷面由矩形變?yōu)?/p>

40、圓形采用在四角加圓角過(guò)渡，漸變段長(zhǎng)度為 14m。6.1.4 攔污柵斷面攔污柵傾角為，實(shí)際取為 60，這樣過(guò)水面積大，且易于清污。每7060塊柵片寬度 2m，高度，柵條厚度 10mm，寬度 150mm。6.2 壓力管道及分岔管壓力管道經(jīng)濟(jì)直徑，取 D=8m。mHQD77. 75 .715 .2862 . 52 . 5737max3壓力管道分岔方式采用 y 形，管道直徑 D =8m，1，取 D =7mmHQD87. 65 .71875.2142 . 52 . 5737max322，取 D =6mmHQD77. 55 .7125.1432 . 52 . 5737max333,取 D =mHQD29.

41、 45 .71625.712 . 52 . 5737max3446.3 調(diào)壓室 設(shè)置調(diào)壓室條件根據(jù)近似準(zhǔn)則判別是否需要設(shè)置上游調(diào)壓室，T =，進(jìn)口段長(zhǎng)度wgHLV /L =，平均流速 V，漸變段長(zhǎng)度 L，平均流速 V，引1sm/2 . 31m142sm/4 . 52水隧洞及壓力管道長(zhǎng)度 L，平均流速 V，蝸殼長(zhǎng)度 L =，m17.12823sm/7 . 534平均流速 V =/s，尾水管長(zhǎng)度 L =，平均流速 V =/s，壓力水道不計(jì)分岔管道情455況下估算壓力水道慣性時(shí)間常數(shù) T =3.2+1471.5=10.724s,需設(shè)w上游調(diào)壓室。不設(shè)尾水調(diào)壓室的尾水道臨界長(zhǎng)度 L，水輪機(jī)導(dǎo)sdswH

42、gVVT2900852葉關(guān)閉時(shí)間 T，恒定運(yùn)行時(shí)尾水道中流速 V=/s，尾水管進(jìn)口流速 Vss4，水輪機(jī)安裝高程，水輪機(jī)吸出高度 H，代入smd/24. 6m8 .115ms033. 0計(jì)算得 L真實(shí)長(zhǎng)度，故不設(shè)尾水調(diào)壓室。mw81.30 托馬斷面F =Lf/2，調(diào)壓室穩(wěn)定斷面采用正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)最低水頭計(jì)算，此k1gH時(shí) 4 臺(tái)機(jī)組滿發(fā)對(duì)應(yīng)隧洞流量 Q=s/36.3.21 引水隧洞的水頭損失（1）沿程水頭損失fh水力半徑 24DRmL8 .11381計(jì)算托馬斷面時(shí)混凝土襯砌，選用最小糙率 n=0.012。平均流速smAQv7 . 5165 .286謝才系數(shù)54.93161RncmRcLvh

43、f12. 2254.938 .11387 . 522212（2）局部水頭損失jh攔污柵處：j1h 321. 060sin8 . 42 . 1035. 1831042. 22 . 1sin3434341123411bbk過(guò)柵平均流速smv29. 186.13165 .2861mgvhj027. 081. 9229. 1321. 0222111喇叭口段：j2h 08. 02平均流速 smAQv29. 186.13165 .2862mgvhj007. 022222閘門段：j3h3 . 03平均流速 vsmAQ/12. 5875 .2863mgvhj4 . 022333閘門漸變段：j4h 05. 04

44、平均流速 vsm/12. 54mgvhj067. 022444隧洞轉(zhuǎn)彎處：j5h 103. 090565681632. 0131. 0901632. 0131. 0212721275RD087. 090405681632. 0131. 0901632. 0131. 0212721275 RD19. 0087. 0103. 0555 mgvhj315. 022555局部水頭損失 h =jmhiji816. 0315. 0067. 04 . 0007. 0027. 051引水隧洞水頭損失mhhhjfw936. 2816. 012. 206.3.2.2 壓力鋼管的水頭損失（1）沿程水頭損失（糙率取最

45、大值 0.013）fh 平均流速smAQv7 . 5165 .286 壓力管道長(zhǎng)度 L =2 34.8661nRC mRCvLhf377. 0234.861 .1737 . 522222（2）局部水頭損失局部水頭損失jh緩管段：093. 090455681632. 0131. 0901632. 0131. 0212721271RD mgvhj154. 0)2(2111分岔(共三處斜分岔和一個(gè)彎管段) ： 斜分岔處損失系數(shù)，15. 02 (D=m,R=9m,)0969. 090)(1632. 0131. 021272RD45mgvgvhj571. 081. 9245. 7)0969. 0315.

46、 0()2(3222222222蝶閥： 損失系數(shù)，平均流速 v15. 03smAQ/45. 775. 1625.7123mgvhj155. 022333局部水頭損失 h =jmhiji88. 0155. 0571. 0154. 031壓力管道水頭損失mhhhjfwm257. 188. 0377. 006.3.2.3 斷面計(jì)算 H =H1mHHwmw793.64257. 13936. 25 .71300min 216. 081. 9215. 0103. 0315. 0093. 019. 005. 03 . 008. 0321. 081. 921234.861 .173254.938 .11382

47、21222ggRCL隧洞斷面面積22224.504814. 34mDf故=m2KF793.6481. 9216. 0224.501 .2288 .113821gHLf6.3 .3 調(diào)壓室設(shè)計(jì)比較6.3.3.1 阻抗式調(diào)壓室最低涌波水位 Z：min上游取最低水位,引水隧洞糙率 n 取大值 0.015， m=0.5（兩臺(tái)增加到四臺(tái))83.74015. 0486161nRcmhf3 . 34883.747 . 58 .113822 mhj816. 0mhhhjf116. 4816. 03 . 30 72.44116. 41 .25081. 97 . 5848 .113822220201gFhfvL7

48、66. 265. 0119 . 01 . 0275. 05 . 0162. 00minminmmmhzx064.105 . 05 . 0766. 2122220minmmhzmhhc42.41116. 4064.1000阻抗孔面積： 其中20036.1442.4181. 927 . 05 .2862mghQcc8 . 06 . 0 %15%6 .28%1008436.1420隧洞Ac最高涌波水位 Z計(jì)算：max上游取正常高水位,引水隧洞糙率 n 取小值（1）沿程水頭損失 hf隧洞流量smHNQ/25.18697.1093 . 81700003 . 83smAQV/71. 38425.18625

49、4.93012. 04861Cmhf896. 04854.9371. 38 .113822（2）局部水頭損失jh攔污柵處：j1h 321. 060sin8 . 42 . 1035. 1831042. 22 . 1sin3434341123411bbk過(guò)柵平均流速smv84. 086.131625.1861mgvhj012. 081. 9284. 0321. 0222111喇叭口段：j2h 08. 02平均流速 smAQv84. 086.131625.1862mgvhj003. 022222閘門段：j3h3 . 03平均流速 vsmAQ/33. 38725.1863mgvhj17. 022333

50、閘門漸變段：j4h 05. 04平均流速 vsm/33. 34mgvhj028. 022444隧洞轉(zhuǎn)彎處：j5h 103. 090565681632. 0131. 0901632. 0131. 0212721275RD 087. 090405681632. 0131. 0901632. 0131. 0212721275 RD19. 0087. 0103. 0555 mgvhj133. 022555局部水頭損失 h = jmhiji346. 0133. 0028. 017. 0003. 0012. 051引水隧洞水頭損失mhhhjfw242. 1346. 0896. 00mQghcc49.177

51、 . 036.1425.18681. 92121220008.14242. 149.1700hhc21.129242. 11 .25081. 9271. 3848 .11382220201gFhfvLs0096. 021.129242. 100shx0832. 01111010mxxmxexxmmsxzm75.1021.1290832. 0max故不宜選用阻抗式。6.3.3.2 差動(dòng)式調(diào)壓室最低涌波水位 Z：min上游取最低水位死水位 升管斷面積 F，大井?dāng)嗝娣ecm224.50mf F50.24=cmkpFF265.525 . 0132121 .250/24.501116. 41 .25081

52、. 97 . 5848 .1138132121222202011mFFhgFfvLkcmk968. 265. 0119 . 01 . 0275. 05 . 0162. 01110minminmmmhzx mz22.12116. 4968. 2min, 872.105 . 05 . 0968. 2122220minmmhzH8 . 0H220209.122mghQHHw最高涌波水位 Z計(jì)算：max上游水位取正常高水位，隧洞流量 Q=，水自升管流入大井時(shí)的孔口流量s/3系數(shù)，水自升管流入大井時(shí)的孔口阻抗系數(shù)6 . 0c05.276 . 009.12242. 181. 9225.1862222220

53、2cwcwghQ0max0992.1175.10242. 1chzh假定，相應(yīng)大井體積為：mzm153011 .324686.19915242. 1mzhFwmP升管溢流量：smhzhQQcmB/75.56242. 105.2715242. 1125.1861300升管頂部溢流層厚度：mDMQhBB16. 18 . 175.563232mhzzmB16.1616. 11508.12242. 1150hzxmm01.13242. 116.160hzxBB079. 008.1201.1315. 008.121115. 011InxxxInamBm8105. 005.2708.1213211 .25

54、024.5008.1223 . 008.123 . 01132123 . 03 . 01cmcmmmxFFxxb32020131508105. 0242. 181. 92079. 071. 324.508 .11382mbghafvLw和相差太大.假定，相應(yīng)大井體積為：mzm7 .143012 .3186 mzhFwmP升管溢流量：smhzhQQcmB/95.57242. 105.277 .14242. 1125.1861300升管頂部溢流層厚度：mDMQhBB18. 18 . 195.573232mhzzmB88.1518. 17 .1484.11242. 17 .140hzxmm79.12

55、242. 188.150hzxBB0802. 084.1179.1215. 084.111115. 011InxxxInamBm8119. 005.2784.1113211 .25024.5084.1123 . 084.113 . 01132123 . 03 . 01cmcmmmxFFxxb32020113 .31928119. 0242. 181. 920802. 071. 324.508 .11382mbghafvLw與 相差不大，故 Z=。3max校核洪水位下最高涌波水位 Z計(jì)算： max（1）沿程水頭損失校核洪水位 239m，隧洞流量,s/3smAQV/88. 38484.194254

56、.93012. 04861Cmhf98. 04854.9388. 38 .113822（2）局部水頭損失攔污柵處：j1h 321. 060sin8 . 42 . 1035. 1831042. 22 . 1sin3434341123411bbk過(guò)柵平均流速smv88. 086.131684.1941mgvhj013. 081. 9288. 0321. 0222111喇叭口段：j2h 08. 02平均流速 smAQv88. 086.131684.1942mgvhj003. 022222閘門段：j3h3 . 03平均流速 vsmAQ/48. 38784.1943mgvhj185. 022333閘門漸

57、變段：j4h 05. 04平均流速 vsm/48. 34mgvhj031. 022444隧洞轉(zhuǎn)彎處：j5h 103. 090565681632. 0131. 0901632. 0131. 0212721275RD087. 090405681632. 0131. 0901632. 0131. 0212721275 RD19. 0087. 0103. 0555 mgvhj146. 022555局部水頭損失 h = jmhiji378. 0146. 0031. 0185. 0003. 0013. 051引水隧洞水頭損失mhhhjfw358. 1378. 098. 00水自升管流入大井時(shí)的孔口流量系數(shù)

58、，水自升管流入大井時(shí)的孔口6 . 0c阻抗系數(shù)08.276 . 009.12358. 181. 9284.19422222202cwcwghQ假定， 相應(yīng)大井體積為：mzm1630117.346986.19916358. 1mzhFwmP升管溢流量：smhzhQQcmB/98.60358. 108.2716358. 1184.1941300升管頂部溢流層厚度：mDMQhBB221. 18 . 198.603232mhzzmB221.17221. 11678.11358. 1160hzxmm68.12358. 1221.170hzxBB081. 078.1168.1215. 078.111115

59、. 011InxxxInamBm812. 008.2778.1113211 .25024.5078.1123 . 078.113 . 01132123 . 03 . 01cmcmmmxFFxxb32020171.3224812. 0358. 181. 92081. 088. 324.508 .11382mbghafvLw和相差太大.假定，相應(yīng)大井體積為：mzm4 .1530125.3349mzhFwmP升管溢流量：smhzhQQcmB/31.63358. 108.274 .15358. 1184.1941300升管頂部溢流層厚度：mDMQhBB252. 18 . 131.633232mhzzm

60、B652.16252. 14 .1534.11358. 14 .150hzxmm26.12358. 1652.160hzxBB084. 034.1126.1215. 034.111115. 011InxxxInamBm815. 008.2734.1113211 .25024.5034.1123 . 034.113 . 01132123 . 03 . 01cmcmmmxFFxxb320201183.3331815. 0358. 181. 92084. 088. 324.508 .11382mbghafvLw 與 m 相差不大，故 Z=-m。3max第七章 廠房7.1 主廠房長(zhǎng)度確定機(jī)組間距由蝸殼