...wd...水电站厂房设计说明书(MY水电站)1.绘制蜗壳单线图1.1蜗壳的型式水轮机的设计头头Hp=46.2m>40m，水轮机的型式为HL220-LJ-225，可知本水电站采用混流式水轮机，转轮型号为220，立轴，金属蜗壳，标称直径D1=225cm=2.25m1.2蜗壳主要参数的选择[1]金属蜗壳为圆断面，由于其过流量较小，蜗壳的外形尺寸对水电站厂房的尺寸和造价影响不大，因此为了获得良好的水力性能一般采用= 340°～350°本设计采用 = 345°，通过计算得出通过蜗壳进口断面的流量Qc，计算如下：①单机容量：，选取发电机效率为=0.96，这样可求得水轮机的额定出力：②设计水头：Hp=Hr=46.2m，D1=2.25m由此查表得：= 0.91水轮机以额定出力工作时的最大单位流量：③水轮机最大引用流量：④蜗壳进口断面流量：根据《水力机械》第二版中图4-30可查得设计水头为46.2m<60m时蜗壳断面平均流速为Vc=5.6 m/s由附表5可查得：座环外直径Da=3850mm，内直径Db=3250mm，；座环外半径ra=1925mm，座环内半径rb=1625mm。
座环示意图如图一所示：座环尺寸(mm)比例：1：1001.3蜗壳的水力计算1.3.1对于蜗壳进口断面断面的面积：断面的半径：从轴中心线到蜗壳外缘的半径：1.3.2对于中间任一断面设为从蜗壳鼻端起算至计算面i处的包角，则该断面处，，其中：，，表一 金属蜗壳圆形断面计算表00001.925151.5920.2840.3012.527303.1830.5680.4252.776454.7750.8530.5212.967606.3671.1370.6023.128757.9581.4210.6733.270909.5501.7050.7373.39910511.1421.9900.7963.51712012.7332.2740.8513.62713514.3252.5580.9033.73015015.9172.8420.9513.82816517.5083.1260.9983.92118019.1003.4111.0424.00919520.6923.6951.0854.09521022.2833.9791.1264.17622523.8754.2631.1654.25524025.4674.5481.2034.33225527.0584.8321.2404.40627028.6505.1161.2764.47828530.2425.4001.3114.54830031.8335.6851.3454.61631533.4255.9691.3794.68233035.0176.2531.4114.74734536.6086.5371.4434.8111.3.3蜗壳断面为椭圆形的计算对于中间任一断面〔依据《水力机械》以及《水电站机电设计手册》〔水力机械〕〕，当圆形断面半径时，蜗壳的圆形断面就不能与座环蝶形边相切这时就改成椭圆形断面。
则由椭圆断面过渡到圆形断面时的临界角计算如下：当时，如上图所示，由《水电站动力设备设计手册》查得：蝶形边高度可近似地定为，为座环蝶形边锥角，一般取55°临界值S=0.882m由圆形断面=3450，得由此得临界角结合可知，当断面包角在0～151°的时候，取椭圆断面椭圆短半径，，椭圆长半径椭圆断面中心距d=ra-rb椭圆断面外半径计算结果见下表二：表二 金属蜗壳椭圆形断面计算表A00.0000.0000.129-0.1650.5681.7242.292150.0140.2510.326-0.0250.6101.8952.505300.0280.3650.5460.1070.6502.0562.706450.0420.4570.7830.2310.6872.2072.894600.0560.5371.0340.3480.7222.3493.072750.0710.6101.2970.4590.7562.4853.241900.0850.6781.5710.5660.7872.6153.4031050.0990.7411.8550.6680.8182.7403.5591200.1130.8022.1490.7670.8482.8613.7091350.1270.8602.4530.8640.8772.9793.8561510.1420.9202.7860.9640.9073.1013.689根据计算结果，画蜗壳单线图，如以下列图所示，比例为，单位为mm。
图二 蜗壳单线图2.尾水管单线图的绘制根据的资料及以下列图，得此水电站尾水管对应的尺寸如表三：尾水管单位参数示意图〔5-1〕表三 蜗壳尾水管尺寸型式D1参数1.002.932.782.501.5250.7951.291.1141.3841.4052.6854.092.533.5510.4尺寸2.256.5936.2555.6253.4311.7892.902.5073.1143.1616.0419.205.697.9910.4根据资料，选取的是弯肘型尾水管弯肘型尾水管是由进口直锥段、肘管和出口扩散管三局部组成2.1 进口直锥段进口直锥管是一垂直的圆锥形扩散观，D3为直锥管的进口直径：对混流式水轮机由于直锥管与根基环相连接，可取D3和转轮出口直径D2相等；对于混流式水轮机，其锥管的单边扩散角可取7°～ 9°；h3为直锥管的高度，增大h3可减小肘管的入口流速，减小水头损失进口锥管高度：进口锥管上下直径：2.2 肘管肘管是一90°变截面弯管,其进口为圆断面，出口为矩形断面水流在肘管中由于转弯受到离心力的作用，使得压力和流速的分布很不均匀，而在转弯后流向水平段时又形成了扩散，因而在肘管中产生了较大的水力损失。
影响这种损失的最主要因素是转弯的曲率半径和肘管的断面变化规律，曲率半径越小则产生的离心力越大，一般推荐使用的合理半径R=(0.6~1.0)D4，外壁R6用上限，内壁R7用下限为了减少水流在转弯处的脱流及涡流损失，因此将肘管出口作成收缩断面，并使断面的高度缩小宽度增大，高宽比约为0.25，肘管进、出口面积比约在1.3左右肘管出口断面高度：h6=Hl=1.789m肘管出口断面宽度：B6=B5=7.988m2.3 出口扩散段 出口扩散段是一水平放置断面为矩形的扩散段，其出口宽度一般与肘管出口宽度相等；其顶板向上倾斜，根据其出口宽度并不是很大，所以不用加设中间支墩仰角=10.4°，长度：L1=3.161m，L2=6.041m，L=9.202m2.4 尾水段的高度尾水管的总高度h和总长度L是影响尾水管性能的重要因素总高度h是由导叶底环平面到尾水管之间的垂直高度对于混流式水轮机由于直锥管环相连接，可取D3 = D2 = 2.507mD1=2.25m
经过试验，一般对于高比转速混流式水轮机取h=6.593m>2.6D1=5.85m，故满足要求对于总长度L，通常取L=(3.5~4.5)D1=7.875~10.125m，L=9.203m所以总长度也满足要求2.5 尾水管单线图根据以上的数据绘制单线图如以下列图三图三 尾水管单线图3.拟定转轮流道尺寸根据《水电站机电设计手册》——水力机械分册，时，HL220型的尺寸可以D1=2.25m时的转轮流道尺寸，如图四：图四 转轮流道尺寸〔单位：m〕4.厂房起重设备的设计水电站厂房采用的起重设备形式和台数取决于厂房类型、最大起重量和机组台数等因为为岸边引水式厂房，故采用桥式起重机由于本水电站吊运构件中最重的为发电机转子带轴重为82.6t < 100t，且机组台数应选1台单小车桥式起重机，型号为其具体数据如下：取跨度：L=16m； 起重机最大轮压：35.9t；起重机总重：77.3t； 小车轨距：LT=4400mm；小车轮距：KT=2900mm； 大车轮距：K=6250mm；大梁底面至轨道面距离：F=130mm； 起重机最大宽度：B=8616mm；轨道中心至起重机外端距离：B1=400mm；轨道中心至起重机顶端距离：H=3692mm；主钩至轨面距离：h=1474mm；吊钩至轨道中心距离〔主〕：L1=2655mm,L2=1900mm；副吊钩至轨道中心距离：L3=1300mm，L4=2355mm；轨道型号：QU100。
5. 厂房轮廓尺寸5.1主厂房总长度确实定： 厂房总长度取决于机组段的长度、机组台数和装配场长度总长 〔其中n为机组台数，为机组段长度，为装配场长度，为端机组段附加长度〕5.1.1机组段长度L1确实定机组段的长度L1是机组的中心距离主要由蜗壳、尾水管、发电机风罩在x轴方向〔厂房纵向〕的尺寸来决定〔1〕按蜗壳层推求：其中，R1为当时的，即R1=4.811m ，R2为当时的，即R2=3.921m 分别为蜗壳左右外围混凝土的厚度，初步设计时取1.2～1.5m，这里均取1.3m，所以蜗壳层对应：〔2〕按尾水管层推求：其中为尾水管的出口宽度，为尾水管混凝土边墩厚度，初步设计时可取1.5～2.0m，大型机组取2.0m在这里取取 所以尾水管层对应：〔3〕按发电机层推求：其中为发电机风壁厚，一般取0.3～0.4m,这里取0.35m，为相邻两风罩外壁净距，一般取1.5～2m,这里取1.8m，由资料可知，发电机风罩内径所以发电机层对应：据以上三种构造的计算情况，厂房的机组间距由水轮机尾水管层推求的长度决定,取最后取机组段长度为11.600m。
5.1.2端机组段附加长度确实定5.1.3装配厂长度确实定装配场与主机室宽度。