若水電站樞紐工程下壩線水電站廠房設計

若水電站樞紐工程下壩線水電站廠房設計河海工程學院水電01-2班姚小燕指導老師：蘭芙蓉摘要：本次畢業(yè)設計在分析若水電站樞紐工程、工程概況的基礎上，進行了下壩線水電站廠房的設計，包括廠內機電設備的選擇、水電站廠房的布置、主副廠房結構設計、廠區(qū)樞紐布置等，最終結合同組成員關于上壩線水電站廠房設計進行工程量的比較和方案比選，確定了水電站廠房的設計最終方案，結合設計組中其他成員關于引水隧洞和大壩的設計完成了由水電站廠房、引水隧洞和重力式擋水壩三大建筑物組成的若水電站樞紐工程的設計。關鍵詞：若水電站廠房設計；機電設備選擇；廠房布置；結構設計1若水電站基本資料1.1工程概況若水電站位于沅水一級支流巫水下游峽谷河段，下距會同縣若水鄉(xiāng)鎮(zhèn)2km，距洪江市15km。壩址下游2km有洪江～綏寧省級公路從若水鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)過，交通較為便利。該工程原規(guī)劃擬定正常蓄水位245m，由于水庫興建庫區(qū)淹沒損失大，且淹沒省級重點保護單位——高椅古民居。為避免庫區(qū)高椅古民居淹沒，早日實現(xiàn)中級電氣化縣目標，2002年5月對若水河段規(guī)劃進行了重新復核，使原一級開發(fā)改為二級開發(fā)，并經(jīng)省廳審查通過。復核后本工程初擬正常蓄水位192m，迥水至高椅壩址，庫容0.0738億m3，裝機16Mw，是一座以發(fā)電為主，兼有防洪、旅游等綜合效益的水電工程，樞紐建筑物由溢流閘壩、重力式擋水壩、右岸引水發(fā)電隧洞和引水式廠房組成。永久性建筑物閘壩、電站廠房等屬4級建筑物，臨時建筑物屬5級。1.2水文地質條件工程區(qū)地震基本烈度小于Ⅵ度，不考慮地震荷載。下壩址壩區(qū)除少部分為第四系松散堆積物覆蓋外，基巖大部分裸露，出露的主要巖性有絹云母板巖夾中薄層長石砂巖。壩區(qū)巖石風化主要受巖性所控制，壩基及壩肩大部分為絹云母板巖，其抗風化能力較弱，兩岸肩強風化相對較深。據(jù)鉆孔地下水位觀測資料，左壩肩地下水位埋深9.5～40m（高程225m以上），右壩肩地下水位埋深3～23m（高程226m以上），遠高于蓄水位。據(jù)鉆孔壓水試驗資料表明，基巖的透水性與巖體風化程度密切相關，強風化帶及弱風化帶上部巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體完整性較差，透水性較強，為中等透水帶，弱風化帶中下部和微風化巖體透水性較差，基本為弱透水或微透水帶。壩基防滲帷幕下限（q<5lu）埋深，左岸10～28m，河床2～10m，右岸6～20m。下壩址廠房位于河彎下游9#沖溝出口的沖積堆積Ⅰ級階地一帶，階地寬10～12m，階面高程183～184m，后山坡坡角45°，基巖裸露。2機電設備選擇水電站的機電設備主要有：水輪機、發(fā)電機、調速系統(tǒng)、起重設備等。2.1水輪機選型水電站設計水頭為11.5米，因此水輪機機型有兩種方案，分別為混流式310型水輪機和轉槳式560型水輪機。根據(jù)設計要求，本設計中選用混流式310型水輪機。水電站的裝機容量等于機組臺數(shù)和單機容量的乘積。根據(jù)已確定的裝機容量，考慮機組臺數(shù)與機電設備制造的關系、機組臺數(shù)與水電站投資的關系、機組臺數(shù)與水電站運行效率的關系、機組臺數(shù)與水電站運行維護工作的關系，可以擬定機組臺數(shù)為兩臺，單裝機容量為8000千瓦。通過水輪機主要參數(shù)的計算，定出水輪機的轉輪直徑、轉速、吸出高、安裝高程等，查出水輪機的重量和水輪機轉輪的重量。根據(jù)這些已知參數(shù)，對水輪機的結構和外型尺寸進行估算，即對蝸殼和尾水管的結構和外型尺寸進行估算。由于設計水頭小于40米，本電站采用混凝土蝸殼，為使水頭損失和平面尺寸較小，同時又便于施工，蝸殼斷面采用梯形斷面。根據(jù)蝸殼的水力計算，定出蝸殼的外型尺寸，并繪出蝸殼斷面單線圖。為了減小尾水管的開挖深度，采用彎肘型尾水管，彎肘形尾水管是由進口直錐段、肘管和出口擴散段三部分組成。根據(jù)尾水管標準系列與實際值的比較計算，確定尾水管的基本尺寸，繪出尾水管的外形尺寸圖和尾水管型線圖。2.2調速系統(tǒng)的選擇水輪機調速系統(tǒng)的基本任務是：使水輪發(fā)電機組穩(wěn)定地以額定轉速運行，在機組負荷變化工其他外擾作用下，保證機組的轉速變化不超過一定的范圍，并能迅速地穩(wěn)定于新的工況，從而保證發(fā)電機輸出的交流電頻率滿足用電設備的要求。水輪機調節(jié)是通過調速系統(tǒng)根據(jù)機組轉速的變化不斷地改變水輪機過流量來實現(xiàn)的。調速系統(tǒng)的主要設備有：調速器、油壓裝置和漏油裝置。世大型調速駛器以主配鼓壓閥的直歉徑為表征住組成系列伙的，因此豐算出主配漸壓閥的直除徑即可定童出調速器探的型式姥為獨DT-1蕉0吳0尼。境油壓裝置金的選擇計特算主要是練確定油壓鉆裝置的臺厭數(shù)和容量出（工作能摩力）。為猛了滿足機然組調節(jié)和帝安全運行配的要求，尚通常每臺冤水輪機裝巾設一臺油史壓裝置。散油壓裝置獄的工作能移力是以壓杏力油箱的作總容積和抬額定油壓鄭為表征的狠。同理，孫算出壓力腿油箱的總栗容積，即下可定出油偉壓裝置的朽型式費為井HYZ-酸1.慢6趴。栗2.3立歐延發(fā)電機的頁選擇替根據(jù)計算扇，本設計緣中選用的暴發(fā)電機為庭傘式發(fā)電泥機，采用端立式布置壤。發(fā)電機惠型號吹為疲SF10而-42/考94抗0嬌，通風方趙式采用密冠閉式空氣孝循環(huán)冷卻宜。癥2.4取奉拉起重設備桶的選擇阻本設計中詞最重吊運皂件的重量突為回10鄙5雙噸，且機插組臺數(shù)小牧于某4甜臺，故可桐選用一臺苗單小車橋唉式起重機苦。參照《愧機電設計再手冊（水寄力機械）噸》相關部渣分，即可酸確定起重觸設備的主漠要工作參瑞數(shù)。重3悶艇水電站廠鐮房的布置算主廠房由底機組段（攻包括端機達組段）和侍安裝場組池成，所以銷主廠房布峰置和尺寸休的確定，潤主要就是順機組段和飾安裝場的局布置和尺觀寸的確定擇。而機組浪段尺寸主礎要取決于障水輪機蝸躲殼、尾水汁管、發(fā)電伴機等設備爐的外形尺晉寸。根3.1甩交城反擊式機伴組的布置皇機組的布撲置主要包駝括尾水管退層的布置估、蝸殼層篇的布置、夕水輪機層算的布置、哥發(fā)電機層暈的布置。虹圖關1況同水輪機層薦平面銷圖保菊討舅消雖績撈長圖輝2老桑發(fā)電機層擋平面圖斗3.2丈程累機組附屬容設備的布露置俊考慮到廠昂房內蝸殼明的結構以刷及蝸殼進之水口與調械壓室的連渠接，本次附設計中不恢對進水閥斜進行設計寫，故機組來附屬設備艱的布置主懷要是對調系速設備的粗布置。仗3.3靜品戒主廠房的迷尺寸的確黎定撲主廠房的瞎尺寸的確販定，即主辨廠房總長箏、總高和絡寬度的確扛定。勸主廠房的訪總長度包先括機組段斧的長度（朝機組中心怖間距），欠端機組段削的長度和牢安裝場的即長度，并旋考慮必要幼的水工結感構分縫要麻求的尺寸愉。撇機組段的比長度主要巧由蝸殼、引尾水管、掠發(fā)電機等數(shù)設備在闊軸方向的凡尺寸確定牽，取其中嘗的最大值提。因此機斷組段長度但為秘1臉6偉米，端機濤組段的長嚇度差為哭1問9虛米，主廠倆房的總長扛度蠻為擺5在5謎米。企以機組中兩心線為界管，廠房寬丹度臉可分為上捷游側寬度秩和下游側氣寬度兩部朱分。根據(jù)奏《水工設淋計手冊》奪第七冊和烘《機電設套計手冊（殊水力機械位）》相關費部分，算列出廠房水載上部分總渡寬度津為揚2掉5鎖米，水下巴部分總寬糧度禍為外3姓4召米。嗓廠房各層千的高程，合主要有尾右水管底板哪高程、機周組安裝高稻程、水輪星機層地面沈高程、發(fā)鮮電機層地瀉面高程、斥吊車軌道忌頂?shù)母叱贪?、廠房頂樹的高程等抬。根據(jù)《滾水電站建遮筑物》相紅關部分，而算出各程裹的高程，裳得出廠房犯的總高度禍為魚40.3陜3名7甘米，由此雅可繪出廠耐房橫剖面火圖和縱剖堤面圖。叉盾舒圖毛3醬觀廠房橫剖會面丘圖咱歐寧圖棒4提踢廠房縱剖擠面圖呢3.4唇盲朝安裝場的描布置及尺灣寸的確定蜜安裝場是棉為設備的議到貨卸車責、拆箱清壯掃、組合圾、預裝或忠解體大修卡而設置的瘦。避安裝場位炸于主廠房閘左端，并竄與對外交刃通道同側蔥，以方便增交通運輸努。安裝場籌的高程與卻發(fā)電機層阿樓板高程版相同，以巨充分利用貌場地，便涌于安裝、注檢修、及罪運行維護貿管理。因度此安裝場房的高程博為窮182.賭8姨3察。安裝場薪與主廠房殃同寬，以騰便于利用哀起重機沿遙主廠房縱頁向運行，貴即安裝場膨的寬度懶為喇3剛4貫米。安裝亦場的長度罰為仇2仗0樣米抹。汗3.5跑辭租副廠房的定布置蠶副廠房的營位置布置銀有三個方餓案。即副黑廠房設在賢主廠房的紗上游側、卵副廠房設先在主廠房包的下游側醉、副廠房探設在主廠翠房靠對外扶交通的一與端。通過纏三個方案旨的綜合分罷析，最終橡副廠房布碌置在主廠秋房的上游木側，使得君工程量少顛，主副廠差房布置緊弱湊，聯(lián)系堡方便，廠扎區(qū)布置合夾理，雖有蘇一些不足會之處，但廁比其它方唱案仍然是材利多弊少褲。貝副廠房的憑平面布置突主要包括從中央控制亂室、集纜系室、繼電卸保護盤室蒙、開關室生、通訊室右及遠動裝馳置室、電控氣試驗室均等的布置孟。留3.6決遙崖廠房的通山風、空調砍、采暖與圣采光茶水電站廠豪房發(fā)電機姜層，夏季白溫度可春達毅40°可C哲以上，使施運行人員般感到頭暈診、疲倦。狹高程低于咳水面的房唇間嚴重潮健濕，運行摧和檢修人見員易患關去節(jié)炎。在犧中央控制鈴室、載波防和微機室殃、發(fā)電機顏層等電氣蔑和自動化漫儀表較集惑中的房間販，高溫將油使電氣元藝件可靠性吐差，故障殼率高；低耀溫會使電夾缺陷設備初絕緣層脆陣化斷裂，灰設備元件瘦壽命短；怨相對濕度臘過高，會蠟使元件發(fā)喇霉，絕緣微下降，過設低又會發(fā)還生誤動作敬。為保證勇運行人員嫌有新鮮的細空氣、良被好的采光停、技術的早保安和延艇長設備元包件的壽命放，必需對近空氣的溫煩度、相對去濕度、清柱潔度和氣唉流速度加但以調節(jié)。遙通風、空碌調、采暖砌正是解籠決概“北四扒度狐”天的技術措沉施。緊4匯伯廠房結構懂布置正4.1但檢廠內主要霸結構布置蝕水電站廠夫房為現(xiàn)澆畏的鋼筋混謊凝土結構驢型式。廠興房水上圍黃護結構采腳用磚墻。狂辦公副廠槐房采用混倘合結構型寺式。覽水電站廠食房的結構頃布置應與蘆廠房內部尸布置結合中一起考慮兔，主要包疏括伸縮縫肯的布置、廢廠房水下析結構布置巷、廠房水射上結構布慮置、副廠爽房結構布翁置和變電稅站的布置賊。差4.2帖貢蝸殼結構牛計算盼根據(jù)設計援任務書的揭要求，本調設計還單蠟獨對蝸殼曠進行了結依構計算和干配筋計算爐。通過結逢構計算，乓對蝸殼的強頂板、邊衫墻、蝸殼追進水口和筆尾水錐體描進行了配浴筋，繪出鋸了蝸殼結稠構鋼筋圖噴。此外，尚還參照現(xiàn)紹有的其它腥電站的基幟本資料，談繪制了發(fā)淋電機層樓蕩板結構圖班。蠻a縣近商頂板上層挪配筋號圖剛銷封灶銷富b咸1-崇1辰剖面圖宵點閃移丙企圖債5催蝸殼結構杠鋼筋圖絲5烈搬樞紐總體項布置劈 覽本電站樞理紐布置包既含大壩、隨廠房、引劃水建筑物韻三大部分蛇，大壩為綢混凝土低余堰閘壩，桶廠房為引沖水式地面府廠房，引登水建筑物幣為有壓引刷水隧洞。只本人負責臺廠房的布稼置設計。桃5.1宣包壩址的確鍛定揚5.1.脅1憲倍壩址比較斗綜合分析條基本資料新中上壩址泥和下壩址塵的地形地淋質條件，芒對兩壩址阿的地形、倘巖性等水攜文地質條芽件進行比崇較，可知渡下壩址的葛水文地質箏條件相對匙較好。篇5.1.懲2帖法工程型式到及建筑物講布置畏進行廠房爐的布置設敵計首先要千確定廠房沫的型式。聲根據(jù)若水懶工程地形儀、地質情被況，有三濾種參考方墻案可供選謀擇，分別妙為河床式甲、引水式共、岸邊式客。因為壩胖軸線處河零床高最程其18潤2萍～慚183.種5必，河床戲寬貍202管m化，當正常呢蓄水位時識河谷獸寬冠232袖m漢，這個距粒離相對較妙短，如果廳建造河床達式電站則龜會使得布變置緊張。貼又因為在裝壩軸線處巨兩岸邊坡隊較陡峻，渾另外兩岸鎖肩強風化臟相對較深游，這些問系題都會增塌加工程開渾挖量，加姻大投資，獻采用岸邊盲式同樣不荷合理。而嚇引水式廠榨房則可消日除上述兩室種方案的竿不足，故的綜合考慮壺本電站采種用引水式鮮發(fā)電廠房額。宋出嶄雪廠區(qū)樞紐電是水電站抓主廠房、納副廠房、子引水道、翁尾水道、澡主變壓器丸場、高壓蠅開關站、折交通道路奮和行政及鑼生活區(qū)建饑筑物等的遇組合體。沾廠區(qū)布置騾的目的是蔬確定廠房夢和廠區(qū)其底他建筑物曾的相對位雄置，使廠詠房與上游專的進水口稱和下游的續(xù)尾水道之亮間銜接好坐，水流順趴暢；確定未副廠房、尊主變壓器百場和高壓辛開關站的班位置和對姓外交通的唉連接等，蠢也就是要靜使各建筑求物間配合秒?yún)f(xié)調，發(fā)步揮各自的等功能，滿抹足運行安減全可靠。梁5.1.歌3伯測上、下壩倒址廠房工奔程量的計攔算昆廠房型式剛和廠區(qū)樞金紐布置方海案確定之敏后，就可吃以開始對遮廠址的確漫定。對下轎壩址，擬準定兩個布打置方種案，通過玉工程量的嶄計算，經(jīng)狹綜合考慮變，選用了凈開挖方比辮較小，地修下部分面針積較小的酬方案。這賢是因為工借程開挖量排大的方案害廠房大部嚷處于地下醬，地下巖缸石開挖工帳程量大，藝對地質條搶件要求高棉，投資大干，施工條峽件差。投眉產(chǎn)后，運替行條件較姻差，如果牙通風、防犧潮措施要害做好，則悔電器元件支容易失靈勒，機電設傷備和技術葛結構易生鐘銹，對運砍行人體的寬健康也有譜不得影響府。從而確茶定了下壩皇線廠址的疲布置位置科。結合上文壩線廠址嫌的布置位榴置進行綜精合分析，授由于上壩撥線與下壩銹線廠區(qū)的原工程量相艘差不多，判但下壩線景的地形地謝質條件明糕顯優(yōu)于上前壩線，故侍最終采用茶了下壩線雄的布置方緣案，完成看的本次設列計任務。擺5.2種匪樞紐布置越5.2.荒1光限廠房位置閑擬定犁下壩址位渡于上壩址干下你游碰660究m脾，基本技為腫“早U拖”俱型橫向谷爽，河流流綱向咐265次0鴉，河床大鍵部分為沖摔積砂礫石酸覆蓋，河義床高多程屬18沸2蜻～份183.建5器m丈，河床膽寬握202剛m咱，右河床振為淺灘，葉水藏深米0.婚5歷～渾1.0m危,缸惜左河床為窩人工改造猾河槽，水數(shù)深陽1.墻5宵～模2.0庭m閱。據(jù)鉆孔榆地下水位枕觀測資料歸，左壩肩最地下水位循埋汗深開9.糧5善～耀40m輔夸（高霜程曲225m彎煎以上），墳右壩肩地王下水位埋印深霜3首葬～估23他m額（高袖程柴226m騾引以上），吩遠高于蓄薪水位。據(jù)懸鉆孔壓水旁試驗資料績表明，基診巖的透水嚷性與巖體牽風化程度遲密切相關小，強風化這帶及弱風漁化帶上部賀巖體節(jié)理環(huán)裂隙較發(fā)線育，巖體真完整性較償差，透水盆性較強，錄為中等透富水帶，弱我風化帶中任下部和微逢風化巖體健透水性較份差，基本淺為弱透水傷或微透水板帶。故在冠壩軸線處印修建攔河就壩是不合殘理的。蝶廠房位于聯(lián)河彎下終游蹲9兵#何沖溝出口頁的沖積堆速積男Ⅰ徑級階地一替帶，階地票寬傷1濱0范～蠅12欄m邪，階面高歲程蠶18煮3押～甘184感m獎，后山坡蛙坡怕角勒45捆°柿，基巖裸荷露。階地尺上部為灰紗褐色粉質嘩粘土，下蜘部為砂礫折石，馳厚蕉1.橡0竟～渡1.8有m肅，基巖為講Z燕aj皮2-3蹈、大Z紐aj粗2-2詠巖組灰綠派色絹云母幼板巖夾灰愈白色長石堅砂巖。巖錘層產(chǎn)狀警，疼N15騾運爆劈偏冤起鹿筐因障拳朗御陷妥柄么媽書很樹個瀉寬評樸剛賞扣胸糞想輸喜航與牢蟲躬財昨都耀憐醒岡缸掠嘉凡督圈塘脈廠區(qū)布置織副廠房設音在主廠房宮的上游側竹。主變壓姻器場在主鞠廠房及開壞關站位置好選定后，窮布置在主犧廠房右側拐，靠近主井廠房布置稠，并根據(jù)忘進廠交通看要求，安筐裝間也放樣在主廠房含右側，這呢樣布置，立開關站、考主變壓器穴場、安裝監(jiān)間及進廠湯交通都有唇較合理。躬在廠房靠全近安裝間溜一側設一霉條公路，以以方便廠獲區(qū)與外界隱的運輸。燈圖代6霜廣下壩址廠岸區(qū)樞紐布究置圖紋6累敢英文資料柔的翻譯咱結合本?；鶚I(yè)特點：隆培養(yǎng)具備正水電工程嫩學科的基皺本理論，勉掌握水電妻工程技術唱、工程施多工組織、類工程招投豪標和法律爹的專業(yè)基倆礎知識，閑具備較高斬的外語應粘用能力的善復合型高陵級人才?？ū救怂x瓶翻譯資料春題目為《去巴昆水電閉站工程》著，此文主窯要介紹了趨馬來西亞劈沙撈越洲封私營水電歉站巴昆水腿電站的工回程基本概待況。通過指翻譯，不弱僅對英語礙水平進行花了檢驗，蟲同時還認估識了發(fā)達悅國家水利饑方面的成餐就。女參考文獻句：資[1]都雷《水利水細電工程專頂業(yè)畢業(yè)設弓計指南》都，索麗生孟等，中國閘水利水電棄出版社；蛾[2]淺始《水電站霞建筑物》扎，中國水撥利水電出跳版社；要[3]白花《水力機第械》，金徐鐘元，水捏利電力出集版社色，桂1991刊[4]導名《水電站坐機電設計攪手冊（水青力機械）始》，水電狐站機電設丑計手冊編墾寫組，水震利電力出爬版社刷，躬198稍3而；庫[5]努它《水電站罪廠房設計宵》，顧鵬急飛等，水益利電力出峽版社刃，濕198活7飄；露[6]較熟《水工設蔥計手冊》蜻（第七冊傭），水電回站建筑物圍，華東水俯利學院主湯編，水利姻電力出版哈社陰，堆198涌9掙；益[7]條客《水利水箱電樞紐工診程等級劃鐘分及洪水贈標準》，右中華人民飼共和國電闖力行業(yè)標屑準胞，臭DL51干80-2責00漢3仙；殲[8]撇猶《水電站喘廠房設計集規(guī)范》，哲中華人民蹈共和國行鏟業(yè)標準宋，矛SL26漁6-20癢0租1肝；襲[9]恭瀉《水工建鋪筑物荷載俘設計規(guī)范鞠》，中華漆人民共和浸國電力行妙業(yè)標準暫，期DL50起77-1急99鳳7庭；公[10義]哨《水工建筑筑物抗震餐設計規(guī)范告》，中華獻人民共和尚國行業(yè)標脈準飲，穗SL20賄3-9間7抵；秩[11刺]咬《水工混提凝土結構忽設計規(guī)范棵》春SL/棟T溫，響191-撇9督6萌；存[12鑼]紋《小型水曠電站廠房滲部分（中娘冊）》。忙The箱des柴ign何of字the向pow豬erho漿use判int盡hed派owns吧trea泛m皂oft老heR換uosh拆uih翅ydro發(fā)elec足tric鈴hub宏惰Yaox騰iaoy惱an腥A辭bstr遠act屯:匆The尸obje刃cto尊fth嘗isg映radu僵ate垮desi仙gni稅sth艷epo償werh車ouse竭聽in北the貼dow濕nstr雪eam蔥ofR明uosh競uih崇ydro元elec夕tric妙hub贏.T潤his皺desi姐gni與son風初the鎖bas最ico美f圍anal宏yzin頭gthe絮gene途ral娘situ偉atio喇nof腳the戰(zhàn)Ruo敲shui窄h(huán)yd億roel加ectr繼ice糧ngin辣eeri律ng.庸The繁main渡con扇tent建of鬧this落gra虎duat龜een于gine漢erin奉gde燥sign托is:早mak赤ing己choi違ceo輩f(xié)h史ydro追elec弄tric蔬equ嫁ipme俱nti酬nclu繭ding有gen因erat樂o創(chuàng)r門、部c