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1、灯泡贯流式水电站灯泡贯流式水电站厂房设计厂房设计第一部分第一部分说说明明 书书（初稿）（初稿）2010 年年 6 月月I目录目录第一章第一章 已知材料已知材料.- 3 -第二章第二章 枢纽布置枢纽布置.- 5 -第三章第三章 水轮发电机的确定水轮发电机的确定.- 6 -3.1 水轮机型号的选择： .- 6 -3.2 机组台数及单机容量的选择 .- 7 -第四章第四章 厂房段布置设计厂房段布置设计.- 10 -4.1 厂房类型 .- 10 -4.2 厂区布置 .- 10 -4.3 厂房布置 .- 13 -第五章第五章 厂房主要尺寸的确定厂房主要尺寸的确定.- 21 -5.1 厂房剖面设计 .-
2、21 -5.2、主厂房平面尺寸的确定 .- 25 -厂房的稳定分厂房的稳定分析析.- 29 -一、荷载组合。 .- 29 -二、荷载计算。 .- 29 -1、设计水位情况 .- 29 -2、正常蓄水位工况下： .- 38 -参考文献： .- 41 - 1 -第一章第一章 已知材料已知材料水库水位水库水位：正常蓄水位：46.0m，校核洪水位 49.00m(P=0.05%)，设计洪水位 49.00m(P=0.2%)，防洪高水位 49.00m(P=0.5%)，死水位：44.0 米。水库容积：水库容积：总库容 11.87108m，调节库容：2.14108m，防洪库容 6.0108m，调洪库容 7.87
3、108m。下泄流量及相应水位：下泄流量及相应水位：校核洪水位时最大下泄流量：32300m/s，下游水位：47.45m.；设计洪水位时最大下泄流量：29100 m/s，下游水位：46.71m；水库最小泄流量：221 m/s。灯泡式水轮机灯泡式水轮机 G2(XJ)-WP-780 参数：参数：额定出力：41MW最大工作水头：14.39m最小工作水头：4.59m机组额定水头：Hr=8.57m单机组额定过流量：526.5m2、设计原则、设计原则(1)、充分考虑电站特点（水文水能、电力系统技术条件，电站总体布置)。(2)、有利于降低电站投资、运行费、缩短工期，提前发电(3)、提高水电站总效率，多发电(4)
4、、便于管理、检修、维护，运行安全可靠，设备经久耐用- 2 -(5)、优先考虑套用机组3、内容(1)、确定机组台数及单机容量(2)、选择水轮机型式（型号）(3)、确定水轮机转轮直径 D1、n、Hs、Z a；Z0、d0。 (4)、绘制水轮机运转特性曲线(5)、估算水轮机的外形尺寸、重量及价格、蜗壳、尾水管的形式、尺寸、调速器及油压装置选择(6)、根据选定水轮机型式和参数，结合水轮机在结构上、材料、运行等方面的要求，拟定并向厂家提出制造任务书，最终由双方共同商定机组的技术条件，作为进一步设计的依据。- 3 -第二章第二章 枢纽布置枢纽布置泄水闸、发电厂房、船闸、连接建筑物。峡江水利枢纽坝址段河流为单
5、槽河段，主要的建筑物相对位置的分布形式有：1、船闸和厂房集中布置：厂房位于船闸和泄水坝段之间。在施工方面，导流程序简单，只做一道纵向围堰。但厂房交通不便。2、船闸和厂房分散布置：厂房和船闸分别布置在泄水坝段两侧。船闸布置于河流主航道一侧的岸边。对于河床较窄的情况，工程量较省。当河流有通航需求和早日发电需求时需修建左右两条纵向围堰。但厂房进厂交通、出线均容易解决。本工程采用的方案本工程采用的方案 2 依据：依据：坝坝址区河面址区河面较宽较宽，由于，由于处处于于赣赣江干流上，河流有通航需求，并且江干流上，河流有通航需求，并且有早日有早日发电发电需求。所以需求。所以选择选择方案方案 2，修建左右两条
6、，修建左右两条纵纵向向围围堰。堰。- 4 -第三章第三章 水轮发电机的确定水轮发电机的确定3.1 水轮机型号的选择：水轮机型号的选择：依据：(1)、水轮机产品技术资料：系列型谱、生产厂家、产品目录、模型综合特性曲线。(2)、水电站技术资料：河流梯级开发方案、水库的调节性能、水电站布置方案、地形、地质、水质、泥沙情况、总装机容量、水电站运输、安装技术条件。(3)、水文情况：特征流量及特征水头(Qmax、Qmin、Qav、Hmax、Hmin、Hr、Hav) 、下游水位流量关系曲线Qmax=32300m/s、Qmin=221 m/s、Qav=、Hmax=Z正Z下 minhA-B=14.39 mHmi
7、n= Z死Z下 maxhA-B=4.59mHr=8.57mHav=11.53m(4)、水电站有关经济资料：机电设备价格、工程单价、年运行费等3.2 机组台数及单机容量的选择机组台数及单机容量的选择已知总装机容量(=Z0N 单)，N 单不同，D1、n 、Hs、 均不同- 5 -1、机组台数与机电设备制造的关系、机组台数与机电设备制造的关系N 总一定，Z0 多N 单尺寸（D1）小制造运输容易造价高(单位千瓦耗材多、制造量大)。所以一般选用较大的所以一般选用较大的 N单。2、机组台数与电站投资的关系、机组台数与电站投资的关系Z0 多单位千瓦投资阀门、调速、管道、辐设、电气等增加厂房尺寸增加。N 单D
8、1尾水管高度低开挖少投资少3、机组台数与运行效率的关系、机组台数与运行效率的关系Z0 多平均效率提高(1) 担任基荷时：出力变化小，流量变化稳定，可用较少的台数，使水轮机在较长时间内以最优工况运行，其平均效率也比较高。(2) 担任峰荷时：出力变化幅度大，应该选用较多的台数，以增加其运行灵活性，提高整体运行效率。(3) 对于轴流定浆和混流式水轮机，可以选用较多的台数，而对于轴流转浆式水轮机因其调节性能好，可以选用较少的机组。4、机组台数与电站运行维护工作的关系、机组台数与电站运行维护工作的关系台数多，运行灵活，事故影响小，但同时增加了事故的几率，也增加了管理人员、提高了运行费，所以不宜采用过多的
9、台数。总之，一般应采用较大的 N 单，较少的台数，但一般至少应选 2 台，少数情况下可选 1 台。中大型电站一般选 46 台，根据机组的制造水平和装机容量也可以选用更多的台数。- 6 -一般应采用较大的 N 单，较少的台数，但一般至少应选 2 台，少数情况下可选 1 台。中大型电站一般选 46 台，根据机组的制造水平和装机容量也可以选用更多的台数。关于水轮机类型选择方面：下图是各种水轮机的水头适应范围水 轮 机反击式混流式轴流式斜流式贯流式轴流定桨 轴流转桨冲击式水斗式 斜击式 双击式可逆式混流式 轴流式 斜流式半贯流式灯泡式 轴伸式 竖井式全灌式30-700m 3-50m 3-80m40-1
10、20m20m100-2000m 25-300m 5-80m从上从上图图中得到，适中得到，适应应本工程的低水本工程的低水头电头电站水站水轮轮机有：机有：轴轴流式、流式、贯贯流式和双流式和双击击式。由于只有全式。由于只有全贯贯式和灯泡式水式和灯泡式水轮轮机的装机容量比机的装机容量比较较大，大，而灯泡而灯泡贯贯流式水流式水轮轮机水流机水流顺畅顺畅，水力效率比，水力效率比较较高，有高，有较较大的大的单单位流量位流量和和较较高的高的单单位位转转速，同一水速，同一水头头下，同一出力下，下，同一出力下，发电发电机与水机与水轮轮机尺寸机尺寸都都较较小，从而使厂房尺寸小，从而使厂房尺寸较较小，减少土建工程量，小
11、，减少土建工程量，优优点点显显著，此工程著，此工程选选择该择该种水种水轮发电轮发电机机形式。机机形式。本工程机本工程机组组台数比台数比较较了八、九、十台三个方案，了八、九、十台三个方案，经过经济经过经济技技术术等等综综合方面的比合方面的比较较， ，拟拟定定 9 台灯泡式水台灯泡式水轮发电轮发电机机，机，机型号：型号：GZ(XJ)-WP-780， ，单单机机额额定流量：定流量：526.5m/S；水；水头损头损失：失：H=1.80410-6QPQP为为水水轮轮机的机的单单机机额额定流量定流量- 7 -当当 H0.3m 时时， ，H 取取 0.3m经计经计算：算：H=0.5m。 。额额定定转转速速
12、71.4r/min， ，额额定比定比转转速速 986mKW； ；水水轮轮机安装高程机安装高程 Za=w+Hs-D1/2w 选选用水用水电电站站设计设计尾水位尾水位 45.4m。 。得到得到Za=23.00m。发电发电机型号：机型号：SFWG40-84/8400； ；单单机容量机容量 40MW。 。发电发电机机组组的水能指的水能指标标： ：多年平均多年平均发电发电量量 11.4435108KWh ， ，P=90%时时的保的保证证出力出力为为43.75MW，算，算术术平均平均净净水水头头 11.53m，加，加权权平均水平均水头头 10.95m，最大水，最大水头头： ：14.39m，装机年利用小，装
13、机年利用小时时数数 3179h。 。- 8 -第四章第四章 厂房段布置设计厂房段布置设计4.1 厂房类型厂房类型灯泡式贯流机组厂房作为挡水厂房时有两种型式：1、单纯挡水厂房：结构简单。2、溢流式厂房：结构复杂，施工难度大，厂房顶可泄流分担泄流任务，可减少泄水闸孔数，节省泄水闸工程量。接触应力可得到改善。本工程本工程拟拟采用采用单纯挡单纯挡水式厂房，降低施工水式厂房，降低施工难难度，度，为为保保证证工期提供工期提供保障。保障。4.2 厂区布置厂区布置主要内容有：主、副厂房，主变场地、开关站、进尾水渠及进场交通线路的相对位置，并使之与整体枢纽统一协调。1、主厂房布置原则、主厂房布置原则尽量减小压力水管的长度。尾水渠尽量远离溢洪道或泄洪洞出口，防止水位
