乌溪江水电站水库设计说明书打印

完整设计图纸请联系本人，参见豆丁备注。 :/ 摘 要Abstract第一章 设计根本资料流域概况和地理位置水文与气象水文条件表1-1 坝址断面处山前峦水位流量关系曲线气象条件工程地质交通状况既给设计控制数据第二章 水能规划水头Hmax、Hmin、Hr选择3.1.1 Hmax 的可能出现情况水头损失按2%计：、Hmin的可能出现情况水头损失按2%计：水轮机选型比拟3.2.1 HL200水轮机方案的主要参数选择HL180水轮机方案主要参数选择HL200和HL180方案比拟3.2.4 水轮机安较高程第三章 枢纽布置、挡水及泄水建筑物枢纽布置枢纽布置形式坝轴线位置比拟选择挡水及泄水建筑物坝高确定坝顶超出静水位高度h挡水建筑物：砼重力坝坝基面：2.2.3 泄水建筑物：砼溢流坝校核洪水位：表2-5设计状况下坝基面稳定计算：坝内构造坝顶结构溢流坝消能防冲措施第四章 水电站引水建筑物引水隧洞整体布置洞线布置水平位置洞线布置垂直方向细部构造隧洞洞径隧洞进口段4.2.3 进水口高程4闸门断面尺寸进口底高程的计算以死水位192m为准隧洞渐变段压力管道设计调压室设计第五章 水电站厂房5.1 厂房内部结构5.1.1 水轮机发电机外形尺寸估算5.1.4 调速系统，调速设备选择5.1.5 水轮机阀门及其附件5.1.6 起重机设备选择5.2 主厂房尺寸5.2.1 长度5.2.2 宽度5.2.3 厂房各层高程确定5.3 厂区布置参考书目摘 要乌溪江水电站座落于浙江省乌溪江湖南镇，属于梯级开发电站，根据地形要求，其开发方式为有压引水式。坝区地质条件较好，主要建筑物砼非溢流坝，泄水建筑物砼溢流坝，引水建筑物有压引水遂洞，调压室，地面厂房。乌溪江水电站水库设计洪水位238m千年一遇，相应的下泄流量4800m3/s；校核洪水位240m万年一遇，相应的下泄流量8500m3/s；正常挡水位232m.本设计确定坝址位于山前峦附近，非溢流坝坝顶高程2m。坝底高程112m。上游坝坡坡度1：67，下游坝坡坡度1：0.80，溢流坝堰顶高程221m。引水遂洞进口位于坝址上游凹口处，遂洞全长m。洞径m，调压室位于厂房上游260m左右处，高程255m的山峦上，型式为差动式大、小井别离式。厂房位于下游荻青位置。设计水头m，装机容量4=万Kw，主厂房净宽m，总长70m。水轮机安装高程11m，发电机层高程m，安装场层高程m比下游校核洪水位128 m略低。厂房附近布置开关站，主变等。受地形限制，为了减少开挖量，尾水平台兼作公路用，坝址与厂区通过盘山公路连接，形成枢纽体系。由此可见，本设计是合理可行的。Abstract The Wuxijiang hydropower station is located in HuNan Town in ZheJiang province ,which belongs to a chain of exploitation .According to the demand of topographic form ,I choose diversion hydropower station . The geology condition is good .The main construction conclude the water retaining structure (the concrete non over-fall dam) ,the release works (the concrete over fall dam) ,the diversion structure (pressure seepage tunnel ,the surge-chamber ) ,and the surface power station .The design water level is 238m ,its corresponding flow amount is 5400m3/s .The check level is m ,its corresponding flow is 9700 m3/s .The regular water retaining level is 232m .The dam site is near the former saddle .The crest elevation of the non-over-fall dam is m ,and the base elevation is 112m ,The max height of the dam is m ,The upstream dam slope is 1: ,the downstream dam slop is 1: ,the spillway crest elevation is 226m .The inducer of the seepage tunnel is located at the recess place ,The length of tunnel is 1100m ,the diametric of which is m .The surge-chamber is located at the mountain , which is 260m from the work shop building and is type is differential motion.The workshop building is located at downstream ,the design level of the turbine is m , the equipped capacitor is 17104Kw ,the clean width is 16m , its whole length is 72m . The fix level of the turbine is m , and the height lf dynamo is m , the level of the adjustment bay is m (higher than the downstream water level ) . Near the workshop building , there are switch station and the main transformer and so on .This design layout the bent structure inside the main workshop building and calculate its distributed steel. 关键词：水利枢纽；挡水建筑物；泄水建筑物；稳定；应力；水轮机；选型；引水隧洞；调压室；厂房；发电引水隧洞。 第一章 设计根本资料流域概况和地理位置 乌溪江属衢江支流，发源于闽、浙、赣三省交界的仙霞岭，于衢县樟树潭附近流入衢江，全长170公里，流域面积2623平方公里。 流域内除黄坛口以下属衢江平原外，其余均属山区、森林覆盖面积小，土层薄，地下渗流小，沿江两岸岩石露头，洪水集流迅速，从河源至黄坛口段，河床比降为1/1000，水能蕴藏量丰富。水文与气象水文条件湖南镇坝址断面处多年平均径流量为。实测最大洪峰流量为5440 m3/s，1954年，千年一遇洪水总量4日为11.0亿立方米，洪峰流量为11300m3/s。万年一遇洪水4日总量为16.2亿立方米，洪峰流量为16600m3/s。保坝洪水总量为17.2亿立方米，洪峰流量为22000m3/s。表1-1 坝址断面处山前峦水位流量关系曲线水位m流量m3/s105010020050010002000水位m流量m3/s300050007500100001250015000表1-2电站厂房处获青水位流量关系曲线水位m115116流量m3/s1020406080100120水位m流量m3/s1401601802004007001000水位m流量m3/s15002000300040006000800010000气象条件乌溪江流域属副热带季风气候，多年平均气温，月平均最低气温，最高气温28。多年平均降雨为1710mm ，雨量年内分配极不均匀，4、5、6三个月属梅雨季节，降雨量占全年的50%左右。7、8、9月份会受台风过境影响，时有台风暴雨影响，其降雨量占全年的25%左右。工程地质库区多高山峡谷，平原极少。地层多为白垩纪流纹斑岩及凝灰岩分布，柱状节理及顺坡向节理裂隙普遍，断裂构造不甚发育，受水库回水影响，可能有局部土滑、崩塌等情况，但范围不会很大，因此库区的岸坡稳定问题是不严重的。唯坝前水库左岸的梧桐口至坝址一段地形陡峭，顺坡裂隙较为发育，经调查有四处山坡因顺坡裂隙切割，不够稳定，每处不稳定岩体为23万立方米，在水库蓄水过程中，裂隙中充填物受潮软化，易崩塌、滑落，由于距坝趾较近，在施工过程中应注意平安。库取未发现有经济价值的矿床，仅湖南镇上游破石至山前峦一带有30余个旧矿，经地质部华东地质局浙西队调查，认为无经济价值。本工程曾就获青、项家、山前峦三个坝址进行地质勘测工作，经分析比拟，选用了山前峦坝址。山前峦坝址河谷狭窄，河床仅宽110m左右，两岸地形对称，覆盖层较薄，厚度一般在0.5m 以下，或大片基岩出露，河床局部厚约24m。岩石风化普遍不深，大局部为新鲜流纹斑岩分布，局部全风化岩层仅1m左右，半风化带厚约212m，坝址地质构造条件一般较简单，经坝基开挖仅见数条挤压破碎带，产状以西北和北西为主，大都以高倾角发育，宽仅数厘米至数十厘米，规模及影响范围均不大，坝址的主要工程地质问题为左岸顺坡裂隙发育，差不多普及整个山坡，其走向与地形线一致，影响边坡岩体的稳定性。坝址地下水埋置不深，左岸为1126m，右岸1534m。岩石透水性小，相对抗水层条件吸水量埋深不大，一般在开挖深度范围内，因此坝基和坝肩渗透极微，帷幕灌浆深度可在设计时根据扬压力对大坝的影响考虑选用。坝址的可利用基岩的埋置深度，在岸1012m，右岸69m，河中68m，详见坝址地质剖面图。坝体与坝基岩石的摩擦系数采用。引水建筑物沿线为流纹斑岩分布。岩石新鲜完整，地质条件良好。有十余条挤压破碎带及大裂隙，但宽度不大，破碎程度不严重。厂房所在位置地形陡峻，覆盖极薄，基岩大片出露，岩石完整，风化浅，构造较单一。有两小断层，宽，两岸岩石完好。本区地震烈度小于6度。交通状况坝址至衢县的交通依靠公路，衢县以远靠浙赣铁路。既给设计控制数据a .校核洪水位：240m，校核最大洪水下泄流量8500m3/s，相应的水库库容108m3b .设计洪水位：，设计洪水最大下泄流量4800m3/sc .设计蓄水位：232.00md .设计低水位：192.00me .装机容量：4万Kw=万Kwf .砼采用C20,容重取为KN/m3,水的容重取为9.81 KN/m3第二章 水能规划水头Hmax、Hmin、Hr选择3.1.1 Hmax 的可能出现情况水头损失按2%计：1、设计洪水位，全部机组发电：由Q泄=4800m3/s查获青处水位流量关系曲线的下游水位：Z下=124.18m，H毛=Z上Z下=113.82mH净=%H毛=1m2、 校核洪水位，全部机组发电：由Q泄=8500m3/s查获青处水位流量关系曲线的下游水位：Z下=12m，H毛=Z上Z下=111.67mH净=9%H毛=m3、 正常蓄水位，一台机组发电：QH=AQH=8.3QH(因为N=万千瓦，属中型水电站)试算过程：表2-1试算过程QZmZ(m)(m)(m)(万KW)20232115.17112.164023211111.866023211116.43111.77 由NQ关系曲线，N=万KWQ=5 Z=115.5673m=m%=m、Hmin的可能出现情况水头损失按2%计：设计低水位时全部机组发电：设计低水位即设计死水位+机组满发 Z=5.6*4=万千瓦，即水轮机出力为试算 表2-2试算过程QZmZ(m)(m)(m)(万KW)400300116.7675.24200116.4775.53 由NQ关系曲线，N=万KW Z=116.95m=192.00-116.78=75.05m%75.05m即m确实定加权平均水头=5%H校+10%H设+50%H正iv+5%H正i+10%H死i+20%H死iv 引水式水电站=m水轮机选型比拟根据该水电站的水头工作范围11，查?水电站?教材型谱表选择适宜的水轮机型有HL200和HL180两种。现将这两种水轮机作为初选方案，分别求出其有关参数，并进行比拟分析。 HL200水轮机方案的主要参数选择1、转轮直径D1：查表?水电站?3-6得限制工况下单位流量Q11M=950L/s3/s,效率M，由此初步假定原型水轮机在此工况下的单位流量Q11Q11M3/s，效率91。取gr=97%,那么水轮机额定力Nr=5610497*103KW设计水头Hr为m，所以：=m，取与之相近而偏大的标称直径D1m2、转速n计算：HL200最优工况下转速n110M68r/min假设n110n110M68r/min 那么 取n=250r/min取偏大并与之相近的同步转速n250r/min 。3、效率及单位参数的修正HL200最优工况下Mmax=90.7%,模型转轮直径D1M那么原型效率Mmax：模型最优工况下效率； D1m：模型转轮直径。那么效率正修正值 maxMmax= 2.5%,取1%，那么%，max=Mmax+%，=M+%，与假设值根本相同。单位转速n的修正值=0.82%3%，所以单位转速可不加修正，同时单位流量也可不加修正。综上，转轮直径D1=2.75m以及转速n=250r/min的计算及选用是正确的。最后求得91%，D12.75m，n=250/min。4、工作范围检验：水轮机在Hr、Nr条件下工作时：所以水轮机最大引用流量Qmax=Q11max D12=m3/s与特征水头Hmax、Hmin、Hr相对应的单位转速为： 在图上做出工作范围。5、吸出高度Hs计算H：水轮机安装位置的海拔高程，初始计算取下游平均水位海拔，本工程取为125m；：模型气蚀系数，查模型综合特性曲线得0.088；：9；H：水轮机设计水头。计算得Hsm4m，吸出高度满足要求。HL180水轮机方案主要参数选择1、转轮直径D1：查表?水电站?3-6得限制工况下单位流量Q11M=860L/s=0.86m3/s,效率M89.5，由此初步假定原型水轮机在此工况下的单位流量Q11Q11M=0.86m3/s，效率。取gr=97%,那么水轮机额定力Nr=10497万KW设计水头Hr为m，所以：=取与之相近而偏大的标称直径D12.75m2、转速n计算： HL180最优工况下转速n110M假设n110n110M67r/min 那么 取偏大并与之相近的同步转速n250r/min 3、效率及单位参数的修正HL180最优工况下Mmax=92%,模型转轮直径D1M=那么原型效率Mmax：模型最优工况下效率； D1m：模型转轮直径。那么效率正修正值 maxMmax= 2.4%,取1%，那么=1.4%，max=Mmax+=93.4%，=M+=90.9%，与假设值相同。单位转速n的修正值%3%，所以单位转速可不加修正，同时单位流量也可不加修正。综上，转轮直径D1=2.75m以及转速n=250r/min的计算及选用是正确的。最后求得91%，D12.75m，n=250r/min。4、工作范围检验：水轮机在Hr、Nr条件下工作时： =0.846 = 5、吸出高度Hs计算H：水轮机安装位置的海拔高程，初始计算取下游平均水位海拔，本工程取为112m；：模型气蚀系数，查模型综合特性曲线得0.083；：气蚀系数修正值，有m查表得9；H：水轮机设计水头。计算得Hsm4m，吸出高度满足要求。HL200和HL180方案比拟方案参数对照表：31项 目HL200HL180模型参数推荐用水头范围m最优单位转速n10r/min最优单位流量Q10L/S最高效率bMmax(%)气蚀系数包含高效率区的多少9012568100090.7%少901256780092%多原 型工作水头m转轮直径D1m转速n(r/min)额定出力Nr(kw)最大引用流量Qmax(m3/s)吸出高度m2.75250577307411625057730由表可知，HL200和HL180具有相同的工作水头范围和转速，但是HL180的高效区远远大于HL200的高效区，运行效率高，安装高程高，故比拟之后选择HL180机型。3.2.4 水轮机安较高程Zs=+Hs+ZS：水轮机安装高程；：设计水尾位；bo：导叶高度，为1；Hs：吸出高度。求得ZSm。第三章 枢纽布置、挡水及泄水建筑物枢纽布置枢纽布置形式因坝址附近河道蜿蜒曲折，多年平均径流量/s，较小；河床坡度比降1/1000，故根地形条件选用有压引水式地面厂房方案。上游山前峦断面布置挡水建筑物及泄水建筑物，大坝右岸上游约150m处有天然凹口，在此布置引水隧洞进水口。下游获青处布置地面厂房，开关站等建筑物，具体位置见枢纽布置图。坝轴线位置比拟选择根据的山前峦坝址地形图，选择两条坝轴线进行方案比拟。a线沿东西向与河道垂直，纵坐标76350；b线也沿东西向且与河道垂直，纵坐标76388。a线总长440m，穿过左岸较多裂隙；b线总长450m，根本避开了左岸裂隙。由于坝轴线增加不多10m，地基处理费用相对多浇注少量混凝土要昂贵的多，所以选择b线方案。挡水及泄水建筑物坝高确定wm3，属级工程，主要建筑物级别：1级，次要建筑物级别：2级，临时建筑物级别：4级。2.1坝顶超出静水位高度hh = hl+ho+hchl：1%情况下波浪涌高；ho：波浪中线高出静水位高度；hc：平安超高；H:5%情况下波浪涌高。V:风速。d：吹程。该水库缘地势高峻，故采用官厅水库计算公式 Vf =20m/s，D=10Km hc：查?水工建筑物?上河海大学出版社 P53表2-8根本组合：hc=，特殊组合hc= 设计洪水位+h设+hc=239.71m.2 坝顶高程=max 校核洪水位+h校+hc=24 取坝顶高程为m。.3 查坝轴线工程地质剖面图，得出可利用基岩最低点高程m，由此知大坝实际高度为-11=1m挡水建筑物：砼重力坝.1根本剖面由于电站形式为引水式，故坝上右侧无有压进水口，上游坝坡坡度不受限制，同时用应力条件和稳定条件公式确定坝底的最小宽度 B/H= 联立 B=B：坝底宽度H：实际坝高根本剖面H=238-112=126mc ：坝体材料容重0 ：水的容重1 ：扬压力折减系数k：根本组合平安系数f：坝体与坝基岩石的摩擦系数，采用 计算得： B=100m 根据工程经验，一般上游坡n=00.2,下游坡0.85,坝顶宽约为坝高的，故取n=67，上游折坡点高程为172m；m=0.8，下游折坡点高程为224m 此时 取B=1m.2实用剖面坝顶宽度=8%10%H=12m灌浆廊道距坝底5m，距上游坝面12m，廊道宽3m，高m.3稳定及应力计算校核洪水位坝基面： 表2-1设计状况下坝基面稳定应力计算： 抗滑稳定计算综上，=G1+G2+G3+P2+P4U1p1-p2 = kn = kn故满足抗滑稳定要求。应力计算计入扬压力 =：上游面正应力；：下游面正应力； B：计算截面沿上下游方向的宽度，见上图，取为m；M：所有外力对计算截面形心的弯矩矢量和。求得=KPa，=KPa, 故应力满足要求。上游折坡面172m高程处表2-2设计状况上游折坡面稳定应力计算：荷载名称垂直力(KN)水平力(KN)力臂(m)弯矩(KNm)自 重G1G214664G3水 压 力P122P20P30P40浪压力P1扬 压 力U1U226 抗滑稳定计算综上，=G1+G2U1U2=KN =P1+P1P2=KN 满足要求=M1+M2M3M1M2M1+M2= KN.m =KPa=1036KPa：上游面正应力；：下游面正应力； B：计算截面沿上下游方向的宽度，见上图，取为m；M：所有外力对计算截面形心的弯矩矢量和。故应力满足要求。 泄水建筑物：砼溢流坝.1 堰顶高程设计状况下洪水下泄可通过溢流坝和电站厂房两个局部，经过水能规划知，厂房局部下泻流量为m3/s，故坝体下泻流量为m3/s。坝址岩基状况良好，故对于设计洪水位的坝体下泻流量4543.2m3/s,取设计状况下的单宽流量q=100m2/s,那么溢流前缘总净宽L为m。溢流堰取4孔，每孔净宽10m，考虑到闸墩中设横缝，故闸墩取为4m，溢流坝每个坝段的长度为10m，故溢流前缘总净宽L为50m，溢流坝总长度L0为66m。计算设计状况下堰上水头：Q=LmH02/3m：流量系数 设计水头下取0.49；：侧收缩系数，一般取为，本设计取为0.9；g：重力加速度。 经计算，H0为m。溢流坝高度取m。在校核洪水位下 ，不满足要求。故可求得在校核洪水位下，堰顶高程为221.07m。计算设计状况下堰上水头： 正常蓄水位232m， 所以闸门高度=正常蓄水位堰顶高程+平安超高0.2=232 +1=m，考虑到闸门高宽比的要求，结合闸门设计标准，取闸门高度为12m。.2 溢流坝实用剖面设计设计堰上水头Hd=ma . 溢流面曲线采用WES曲线 Xn=KHdn-1y Hd定型设计水头 Kn 与上游坝面坡度有关的系数和指数查手册知k=5 即溢流面幂曲线方程为y=x。上游用三段圆弧连接。 那么d d d R1d R2dR3d反孤段设计查?水力学?下 P53 取， q=118.96m3/s(校核状况下泄流量)To：总有效水头；hco：临界水深校核洪水位闸门全开时反弧处水深；：流速系数查表取5；下游最高尾水位128.3. m，取挑坎高程138m试算得：hco=m那么反孤段半径R10hco=m 鼻坎挑角200。.3溢流坝稳定应力计算将溢流坝简化为以下模型设计洪水位：表2-5坝基面稳定计算：荷载名称垂直力KN水平力KN自重 G1G27050G355225静水压力P1P2P3扬压力U1U2 抗滑稳定计算根据抗剪强度公式：满足要求。正常蓄水位232m。表2-5坝基面稳定计算：荷载名称垂直力KN水平力KN自 重G 静 水 压 力P1 P28829P40扬压力U1U28829抗滑稳定计算验算抗剪强度 ：满足要求故满足抗滑稳定要求。坝内构造坝顶结构.1非溢流坝坝顶宽12m，两边设挡浪墙，兼做坝顶栏杆使用；路面中间高，两边低，呈圆拱状，以便于排水，道路两旁设排水管，具体布置见大图。.2溢流坝为便于布置上游侧检修闸门和工作闸门，溢流坝段坝顶较非溢流坝段向上游伸出，具体尺寸见大图。坝上布置门机轨道，溢流堰上设置两个闸门，上游侧检修闸门，堰顶略下游布置工作闸门。闸墩宽度4m，故溢流坝段总长66m，闸门门槽深1.5m宽2m。坝体分缝.1 横缝溢流坝段和非溢流坝段纵缝间距均为25m，具体位置见正图坝内廊道沿坝基帷幕灌浆廊道向上，间隔25m布置一层廊道，共分四层，每层纵向廊道布置向下游延伸的横向廊道，并在下游再布置一条或两条、三条纵向贯穿廊道作为连接。非溢流坝段最高的两层靠近按坡的横向廊道贯穿至下游，其余层横向廊道均均不贯穿。灌浆廊道尺寸为3m(宽高)，距坝基面和上游面的距离分别为5m、5+。其余廊道尺寸宽m，高2.2m。为较为充分的减小扬压力，灌浆廊道在满足防渗的根底上尽量靠近了上游，这使得最下层排水管是倾斜布置的，但角度不大，在允许的范围内。坝基地基处理由于坝址处岩基抗渗性较好，故防渗帷幕灌浆处理比拟简单。左岸有断层破碎带贯穿整个山坡，故需进行灌桨加固处理，除适当加深表层砼塞外，仍需在较深的部位开挖假设干斜并和平洞，然后用砼回填密实，形成由砼斜塞和水平塞所组成的刚性支架，用以封闭该范围内的破碎充填物，限制其挤压变形，减小地下水对破碎带的有害作用。河床段及右岸靠近河床段的裂隙，采用砼梁和砼拱进行加固，具体分法是将软弱带挖至一定深度后，回填砼以提高地基局部地区的承载力。溢流坝消能防冲措施由于坝址处基岩较好，为了减少造价，采用较为经济的挑流消能这种消能方式。挑距L：水舌距(m)；：坎顶水面流速m/s可取坎顶平均流速的倍；：鼻坎挑射角度，本工程为300；h1：坎顶平均水深在铅直方向的投影；h2：坎顶至河床外表高差m；g：重力加速度。计算得Lm。tr=tr：冲刷坑深度；H：上下游水位差；hK：取决于出坎单宽流量q的临界水深，：取决于岩石抗冲刷能力的无因次参数，对于中等的岩石=1.4，此处取1.4；计算得trm由于下游基岩质量较好，且水流沿河道较平顺，故抗冲刷措施比拟简单。只需在溢流坝与非溢流坝交界处设2m宽的导水墙，下游岸坡做简单防浪措施即可。第四章 水电站引水建筑物引水隧洞整体布置洞线布置水平位置根据洞线布置要求，隧洞进口处设在坐标20679705，3176235处，洞线起始沿南北向正向延伸，至坐标20679704，3176336处转向北偏西270，至坐标20679354，3177154处转向北偏东60，直至厂房。整条洞线与所有节理、断层破碎带均有较大的夹角，且压力管道出口处地势较陡，便于布置。洞线布置垂直方向1、隧洞进口断面为矩形，后渐变成圆形，再变为矩形闸门段，过闸门段后又由矩形渐变到圆形，至压力管道处再度渐变，隧洞段坡降5 。接压力钢管后以45度角向下拐弯到高程m处水轮机安装高程，然后水平布置直至厂房。细部构造隧洞洞径设计水头下四台机全发电时隧洞流量：QNf/Hr)=270m3/sNf：发电机额定出力；：效率；Hr：设计水头隧洞直径=mv：有压遂洞经济流速，取为4m/s。隧洞进口段隧洞进口顶部采用椭圆曲线连接，俯视时成直线型喇叭口，内部断面为矩形。a=(1.01.5)D取12m取4m 进水口高程初步估计进水口宽度B为18m。设置中墩、立柱和横梁、拦污栅后，经验算，过栅流速为1m/s，所以估计的进水口宽度是较为适宜的。具体验算过程见后面的调压室局部。进口布置如图： 设一个中墩宽m，另设四个立柱各宽，共计30个栅片，每个栅片bh=2.52,栅条厚取10mm，间距100mm。在高程211m处设置拦污栅清污及检修平台。闸门断面尺寸bh=2m2通气孔面积根据经验公式取通气孔面积为2m2进口底高程的计算以死水位192m为准v=Q/(bh)=/sv：闸门断面流速；Scr：闸门低于最低水位的临界淹灭深度；C：经验系数，估计为非对称进水，故取C0.7；D：闸门孔口高度。为平安起见，取Scr=6m即隧洞进口底高程H186m隧洞渐变段压力管道设计管道经济内径估算：Qmax：钢管最大设计流量；H：设计水头；岔管采用非对称y型布置，各分管内径均用经济流速来计算。对于压力钢管来说，经济流速取为5.07m/s。D1=m；D2=m；D3=m。调压室设计估算压力管道段全长260m上游如需调压室，那么布置在最靠近厂房地面高程255m的地方根据近似准那么判断是否要设调压室上游Tw=24s，故需要设上游调压室。L：压力水道包括螨壳及尾水管长度，m；g：重力加速度；H：设计水头Tw：压力水道的惯性时间常数，s。厂房下游LwLW：压力尾水道长度；TS：导叶关闭时间；v：恒定运行尾水道中的流速；：水轮机安装工程；Hs：吸出高度。求得Lw=16m真实长度=15.4m，故下游可不设洞压室。计算托马断面Fk=L：隧洞洞线总长；f：隧洞断面面积。此时的计算条件为：上游死水位192m，引水隧洞可能的最小糙率0.012，压力钢管采用可能的最大糙率(0.0125)。死水位4台机组满发对应的隧洞流量Qm3/s。 H1=H0hw03hwm0 hw0：隧洞段水头损失； hwmo：压力管道段水头损失。hwo=hf+hwhf：沿程水头损失；hw：局部水头损失，。隧洞段水头损失 压力管道局部C-谢才系数平安系数 1.05 那么Fk2.3调压室选择设计1、差动式最低涌浪Zmin计算死水位，引用流量最大，流量从0.5QQ=zmin=选大中面积m2m2,升孔m2,引水隧洞长m，断面积f56。72m/s,V0=4m/s,hwo计算得最低涌浪m，阻抗孔面积2第五章 水电站厂房5.1 厂房内部结构5.1.1 水轮机发电机外形尺寸估算1、极距sf发电机额定客量KVAkj取810 此时取10P磁极对数 P=122、定子内径 Di=2P/=cm3、定子铁芯长度ltC系数 查表C=410-610-6ne额定转速 250r/min4、定子铁芯外径DaneDa=Di+=ne外形尺寸估算。1、定子机座外径D1 D1a2、风罩内径D2St20000KVA D2=D1+=915cm 3、转子外径D3 D3=Di-2S=m 4、下机架最大跨度10000214r/min2、上机架高度判别型式采用悬式发电机上机架高度 3、推力轴承高度 励磁机高度h4和永磁机高度h6，副励磁机h5h3=1800mmh4=2200mm其中机架高度800mmh5=1000mmh6=700mm4、下机架高度 h7i=cm5、定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间的距离h8悬式悬式 6、转子磁轭轴向高度h10，有风扇时h10=lt+(7001000)mm=2400mm7、下机架支承面主主轴法兰底面距离h9=1000mm8、h11=0.70.9H H=h1+h2+h9-h7=11.68m h11=0.8H，我们取9992mm9、定子铁芯水平中心线至法兰盘底面距h12 发电机重量估算K1系数，悬式K1=810，这里取8发电机转子重量=f 采用2*100t双小车桥吊 水轮机蜗壳及尾水管水头范围72.911340m，故采用金属蜗壳，对于D1=2.75m3m的高水头混流水轮机，采用圆形焊接或铸造结构蜗壳半径：Vc蜗壳断面流速座环外径Da=4550mm，内径Db=3650m表5-1蜗壳渐变段内径数据表角度m(m)(m)345300255210 1651207530尾水管尺寸标准砼肘管见附图D1=2750mmD1=12375mm，1=7150mm， b01=550mm水轮机转轮流道尺寸：5.1.4 调速系统，调速设备选择1、调速功计算Hmax最高水头 属大型调速器D1水轮机直径2、 a 接力器选择 bo/D1=0.2 bo=直径ds=D1选择与之相近且偏大的ds=400mm的标准接力器 b 最大行程 Smax=(1.41.8)a0maxa0max水轮机导叶最大开度a0max= a0 MmaxSmax=1.8*193=347mmC、接力器容积计算应选用DT-80型电气液压型调速器3、油压装置选用组合式油压装置YZ-组合式5.1.5 水轮机阀门及其附件由一根输水管向几台机组供水时，需设进水阀，水头较大，应选用蝴蝶阀配套设备：伸缩节、空气阀、旁通阀压力油源及设备a)油泵输油量 V=80L/minS3表5-3：油压装置外形尺寸型号油罐长度宽n(mm)总高H油罐高h油罐外径2400mm17003270237010282950mm2000445030501300进水阀附件旁通阀：直径取400mm空气阀：直径为便于进水阀安装有拆卸、附设伸缩节5.1.6 起重机设备选择1、设备型号台数选择：最大起重量155.9t，机组台数4台，选用一台双小车起重机，跨度15m根据厂房净宽确定表5-4 工作参数表名义起重量t单台小车起重量t跨度lkm起重高度m速度m/min单台小车重t起升运行主钩副钩主钩副钩小车大车21001002015261619起重机最大轮压起重机总重t电动机型号/KW总容重KW单台小车起重量(t)起升机构运行主副小车大车94JZR2-51JZR2-22-6JZR2-41-89310020-18122/52/112主要尺寸小车轮距LT小车轮距KT大车轮距K大梁底面至轻道距F起重机最大宽度B轻道中心距起重机外端距离B1轨道面至起重机顶端距离H4400200044006509200460370轨道面至缓冲器距离 H1车轨中心至缓冲器外端距离操作室底面至轨道面 h3两小车吊钩间极限位置推荐用大车轨道吊钩至轨道吊钩至轨道hh1中心距离1200198029003100主钩副钩L1L2Qu-100124070011001600平衡梁吊点至大车轨顶极限位置146mm吊具：双小车平衡梁尺寸表5-5平衡梁参数吊钩起重量t平衡梁起重量(t)aa1a2a3bhh1自重(t)210020037803100145070013009406545785.2 主厂房尺寸5.2.1 长度(1) 机组段长度L1=L+x+L-x蜗壳层 L=2+4.47+5.447=尾水管层 L=尾水管出口断面宽度+2=m保护层厚度1mC、发电机层 L=风罩直径+尾水管边墩厚+2风罩边净距=mB尾水管宽度23发电机风罩内径36但因机组间布置楼梯，一般取3-4m最终取机组段长度m2端机组段长度3安装场长度1.01.5 机组段长度再由吊车极限位置同时控制，确定安装场宽度为m，厂房段总长70m5.2.2 宽度由于厂房设置蝴蝶阀，故厂房宽度取决于下部尺寸取厂房宽度为m5.2.3 厂房各层高程确定1水轮机安装高程 HL180-LT-275 2尾水管底板高程 h1尾水管高度mbo导叶高度m3进水阀层地面高程钢管中心高程r1钢管半径h2从钢管至地面高度取1-8m4水轮机层地面高程=ZS+r2+h3mr2蜗壳进口半径h3蜗壳进口断面上部尺寸5定子安装高程=+进人孔3m+梁深1m=m6发电机层地面高程定子埋入式=+h1+h2=12m校核洪水位129m7安装场地面高程为方便布置公路，采用发电机层和安装场层不同高方案，安装场层与地面同高，高程129m。8吊车轨顶的高程=13m9厂房顶部高程=143.6m5.3 厂区布置厂房局部依山而建，可利用场地面积狭小，又因厂房尾水管尺寸较长故考虑将副厂房布置在厂房下游，厂房东面有一定面积的平整场地，故考虑厂房东侧布置开关站220KV厂房西侧布置主变和110KV开关站，公路厂房西侧过来，因厂房后身依傍山坡，无法作交通用，故考虑以尾水平台作公路用，公路空心盖板下面布置电葫芦起吊运送闸门。根据布置需要取下游副厂房总宽6.3m，尾水平台总宽4m，故尾水管长度需加长至15.4m。副厂房共分四层，最上层与装配场同高，布置直接生产用房，中控室，继电保护盘室等具体布置见正图，第二层布置电缆层，第三层布置出线层，其作用是将电传至厂房西侧的主变。最下一层布置事故油层及男女浴室。公 路副 厂 房尾水渠公路开关站主变安装场主厂房开关站图5-5 厂区布置图参考书目1 水电站建筑物.北京:水利水电出版社1982.5.?小型水电站? 主编：湖南省水利电力勘测设计院 天津大学水利系。