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1、目录第 1 章水利枢纽布置11.1地质地形条件11.2坝轴线及电站布置情况1坝轴线1电站布置1第 2 章水轮机型号22.1HL240型水轮机主要参数2转轮直径2转速3效率及单位参数的修正3工作范围的验算4吸出高52.2ZZ440型水轮机方案主要参数6转轮直径6转速8效率修正值的计算8转速的修正9工作范围的验算9吸出高102.3水轮机的方案的分析比较11第 3 章蜗壳133.1型式133.2断面形状133.3包角和平均流速13进口断面的尺寸14变化规律14绘制辅助曲线15第 4 章尾水管174.1型式174.2尺寸174.3示意图18第 5 章调速设备及油压装置195.1调速功195.2接力器1
2、9直径19容积21调速器21油压装置22第 6 章发电机236.1发电机主要部分的尺寸估算23机距23定子铁芯内径23定子铁芯长度23定子铁芯外径246.2外形尺寸估算246.3平面尺寸的计算24定子机座外径24风罩内径25转子外径25下机架最大跨度25推力轴承外径和励磁机外径25轴向尺寸的计算26发电机重量估算27第 7 章压力引水管道297.1进水口29型式29高程29进水口曲线及尺寸30渐变段317.2压力管道32布置32直径32弯管段的曲率32管道壁厚32应力校核347.3拦污栅34布置34总面积35闸门启闭设备35通气孔35第 8 章厂房布置368.1高程36水轮机安装高程36尾水管
3、底板高程37开挖高程37水轮机底板高程37发电机底板高程38吊车轨顶高程38屋顶高程388.2平面尺寸39主厂房长度39主厂房宽度428.3装配厂面积43位置43高程43宽度43长度43第 1 章 水利枢纽布置1.1 地质地形条件沙厂水库，距密云县20公里。库区河谷宽缓，河曲较发育，呈不对称的“U”字形。河床高程130132m,右岸谷坡较为陡峭，坡度一般为，左岸相对平缓。库区河谷底宽一般为300450m。河谷两岸山体雄厚，山峰高程为175180m。库区内无区域性断层通过，未见较大断层发育，但受小规模断层影响，岩体中裂隙较为发育。库区基岩边坡稳定，不具备大型的基岩滑坡条件，局部为坡积及洪积物分布
4、区以及粉壤土区，水库蓄水后可能造成局部塌滑，但对电站的运行基本无影响。总之，库区工程地质条件较为优越，不存在影响建筑物安全的工程地质问题。1.2 坝轴线及电站布置情况1.2.1 坝轴线图 11 坝轴线位置1.2.2 电站布置沙厂水电站采用坝后式水电站布置。其组成建筑物包括挡水建筑物，泄水建筑物，水电站进水建筑物，水电站引水及尾水建筑物，水电站平水建筑物，发电、变电和配电建筑物，其他建筑物等。第 2 章 水轮机型号根据水电站的工作水头（25.4535.40m），在反击式水轮机系列型谱表中查得HL240型水轮机和ZZ440型水轮机都可以使用，这就需要将两种水轮机都列入比较方案，对其参数分别予以计算
5、和选定2.1 HL240型水轮机主要参数2.1.1 转轮直径 (2.1) 水轮机的额定出力 水轮机的单位流量 水轮机的设计水头 工况点相应的原型效率同时查得水轮机模型在限制工况下的效率，由此可初步假定水轮机在该工况的效率为91%。将以上各值代入上式得查表 21，选用与之接近而偏大的标准直径。 表 21 反击式水轮机转轮标称直径系列 单位：cm253035（40）42506071（80）8410012014016018020022525027530033038041045050055060065070075080085090095010002.1.2 转速 (2.2) 原型水轮机单位最优转速，查
6、得，72 加权平均水头,30.43 水轮机转轮直径,4.1查表 22，选择与之相近且较大的同步转速100 。表 22 磁极对数与同步转速关系表磁极对数P3456同步转速n()1000750600500磁极对数P78910同步转速n()428.6375333.3300磁极对数P12141618同步转速n()250214.3187.5166.7磁极对数P20222426同步转速n()150136.4125115.4磁极对数P28303234同步转速n()107.110093.888.2磁极对数P36384042同步转速n()83.3797571.4磁极对数P444648 50同步转速n()68.2
7、65.262.5602.1.3 效率及单位参数的修正查得水轮机模型在最优工况下的，模型转轮直径，则原型水轮机的最高效率，即 (2.3) 模型水轮机的最高效率 原型水轮机的最高效率 模型水轮机的转轮直径 原型水轮机的转轮直径 考虑到制造工艺水平的情况取; 则效率修正值为： (2.4)由此求得水轮机在限制工况的效率为：（与原来假定的数值相差较大，需校正）故需另作假设假定=92.2% 同理可得，=3.79m , 选用与之接近且大的标称直径3.80m ; n=104.52，选用与之接近且较大的同步转速107.1 。重新修正：由此求得水轮机在限制工况的效率为：（与假定相同）单位转速的修正： (2.5)单
8、位转速无需修正，同时单位流量也无需修正。2.1.4 工作范围的验算在选定的情况下，水轮机的和各种特征水头下相应的值分别为： (2.6)则水轮机的最大引用流量为： (2.7)对值：在设计水头时 (2.8) 在最大水头时 (2.9) 在最小水头时 (2.10)在HL240型水轮机的模型综合特性曲线图上，图 21 HL240型水轮机模型综合特性曲线分别画出的直线，如图所示。可以看出这些直线所标出的水轮机相似工作范围（阴影部分）仅包括了部分高效率区，所以对所选定的直径还须和其他方案作比较。2.1.5 吸出高 由水轮机的设计工况（ , ）查图 22得相应的气蚀系数。由设计水头 ，在查的=0.038，则可
9、求得水轮出高为： (2.11) 可见，HL310型水轮机的吸出高度满足电站要求。图 22 HL240型水轮机模型综合特性曲线图 23 气蚀系数的修正曲线2.2 ZZ440型水轮机方案主要参数2.2.1 转轮直径 (2.12)式中值同前。对于值，可由表 23查得该型水轮机在限制工况的表 23 大中型轴流式转轮参数，同时还查得气蚀系数。但在允许高程时，则相应的装置气蚀系数为： (2.13)所以，为了满足对吸出高的限制，值可在ZZ440型水轮机模型综合特性曲线图 24上依工况点查得为。同时亦可查该工况点上，由此可初步假定水轮机的效率为86%。图 24 ZZ440型水轮机模型综合特性曲线将以上各值代入
10、上式，便可求得：查表 21选用与之接近而偏大的标准直径。2.2.2 转速 (2.14)查表 22选择与之相近且较大的同步转速187.5。2.2.3 效率修正值的计算对轴流转浆式水轮机，叶片在不同转角时的最大效率可用下式计算，即 (2.15) 模型水轮机的最高效率 模型水轮机水头已知，代入上式，则得： (2.16)叶片在不同转角时的值可自图 24查得，由此便可应用上式求得相应于该角时的水轮机最高效率，并将计算结果列于表表 24。表 24 ZZ440型水轮机效率修正值计算表叶片转角-10-50+5+10+1584.988.088.888.387.286.089.991.992.592.191.49
11、0.65.03.93.73.84.24.64.02.92.72.82.63.0当选取制造工艺影响的效率修正值和考虑异形部件的影响时，便可计算得不同角时效率修正值为： (2.17)将的计算结果亦同时列入表4-8中。由附表2查得在最优工况下模型的最高效率，由于最优工况很接近于的等转角线，故采用效率修正值，这样便可得出原型水轮机的最高效率为： (2.18) 已知在限制工况模型的效率为：，而该点处于两等角线之间，用内插法求得该点的效率修正值，由此可求得水轮机在限制工况下的效率为： (2.19)与原来假定的效率86%相差较大，需校正。故需另作假设。假设=88.3%，同理可算得=3.84m，选择与之相近且
12、较大的标称直径4.1m； n=154.73,选用与之接近且较大的同步转速166.7。=85.6% +2.7% =88.3% 与假定相同。2.2.4 转速的修正 (2.20)所以不考虑的修正，同时流速也不需修正。由此求得水轮机的转速为： (2.21)查选用与之接近而偏大的标准同步转速。2.2.5 工作范围的验算在选定的的情况下，水轮机的和各种特征水头下相应的值分别为： (2.22)则水轮机的最大引用流量为： (2.23)对值：在设计水头时 (2.24)在最大水头时 (2.25)在最小水头时 (2.26)图 25 ZZ440型水轮机模型综合特性曲线 在图 25分别画出的直线，如图所示。可以看出这些直线所标出的水轮机相似工作范围（阴影部分）仅部分包括了特性曲线的高效率区。2.2.6 吸出高 在设计工况（， ），时，由图 25可查得气蚀系数，由此可求得水轮机的吸出高为; (2.27) 水轮机的吸出高 水轮机的安装高程 水轮机实际运行的气蚀系数 气蚀系数修正值 设计水头可见ZZ440型水轮机的吸出高度满足电站要求。2.3 水轮机的方案的分析比较为了便于分析比较，现将两种方案的有关参数列于下表表 25 水
