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1、 .目 录目录- 1 -第一章基本资料- 4 -第二章水轮机- 4 -2.1 水电站水头的确定- 4 -2.2 水轮机型号选择- 4 -2.2.1HL200型水轮机方案的主要参数选择- 4 -2.2.2 HL180型水轮机方案的主要参数选择- 6 -2.3 调速设备与油压装置选择- 7 -2.3.1调速功计算- 7 -2.3.2接力器的选择- 7 -2.3.3调速器的选择- 8 -2.3.4油压装置的选择- 9 -2.4 水轮机安装高程- 9 -2.5 蜗壳与尾水管- 9 -2.5.1蜗壳断面型式- 9 -2.5.2蜗壳水力计算- 9 -2.5.3尾水管尺寸的确定- 10 -2.6 水轮机进水
2、阀和起重设备- 10 -第三章发电机- 12 -3.1 主要尺寸- 12 -3.2 水轮发电机重量- 12 -第四章混凝土重力坝- 13 -4.1 坝顶高程- 13 -4.1.1设计洪水位情况- 13 -4.1.2校核洪水位情况- 13 -4.2 坝顶宽度- 14 -4.3 重力坝基本剖面- 14 -4.4 重力坝实用剖面- 14 -4.5 稳定和应力校核- 15 -4.5.1设计洪水情况- 15 -4.5.2校核洪水位情况- 19 -第五章溢流坝- 24 -5.1溢流坝孔口尺寸的确定- 24 -5.1.1 溢流坝下泄流量的确定- 24 -5.1.2孔口净宽溢流坝段总长度- 24 -5.1.3
3、堰顶高程的确定- 24 -5.1.4 闸门高度- 25 -5.1.5 定型设计水头- 25 -5.2 溢流坝的剖面设计- 25 -5.2.1 溢流面曲线- 25 -5.2.2 消能防冲设计- 25 -5.3 溢流坝稳定验算- 27 -5.3.1设计洪水位- 27 -5.3.2校核洪水位- 29 -第六章引水建筑物- 31 -6.1 有压进水口- 31 -6.1.1有压进水口高程- 31 -6.1.2进口段- 31 -6.1.3闸门段和渐变段- 31 -6.1.4 拦污栅断面- 31 -6.2 压力管道与分岔管- 31 -6.3 调压室- 32 -6.3.1 设置调压室条件- 32 -6.3.2
4、 托马断面- 32 -6.3 .3 调压室设计比较- 36 -第七章厂房- 47 -7.1 主厂房长度确定- 47 -7.1.1机组间距- 47 -7.1.2端机组段长度- 47 -7.1.3安装间长度- 47 -7.2 主厂房宽度确定- 47 -7.3 主厂房主要高程确定- 48 -7.3.1尾水管底板高程- 48 -7.3.2基岩开挖高程- 48 -7.3.3水轮机层地面高程- 48 -7.3.4主阀廊道地面高程- 48 -7.3.5发电机层地面高程和安装间地面高程- 48 -7.3.6尾水平台高程- 48 -7.3.7吊车轨顶高程- 48 -7.3.8厂房天花板高程和厂房顶部高程- 49
5、 -第八章岔管- 50 -8.1 岔管布置与结构分析- 50 -8.1.1 布置形式- 50 -8.1.2 几何尺寸- 50 -8.2 水力计算与壁厚计算- 73 -8.2.1正常运行情况最高压力与壁厚计算- 73 -8.2.2特殊运行情况最高压力与壁厚计算- 75 -8.3 抗外压稳定校核- 77 -第一章 基本资料第二章 水轮机2.1水电站水头的确定根据N=8.3QH绘NH曲线图。设计蓄水位下四台机组满发查NH曲线图得H=109.97m设计低水位下四台机组满发查NH曲线图得H=71.5m设计洪水位下最大下泄流量5400,查获青水位流量关系得下游水位124.915m,净水头H=96（237.
6、5-124.915）=108.1m校核洪水位下最大下泄流量9700，查获青水位流量关系曲线得下游水位129.5m,净水头H=96（239-129.5）=105.12m故最大水头=109.97m，最小水头=71.5m,平均水头=0.6109.97+0.471.5=94.6m2.2 水轮机型号选择根据该水电站的水头工作围71.5109.97m，查水电站教材型谱表选择合适的水轮机型有HL200、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，并进行比较分析。本电站4台机组，装机容量N=170000kW，发电机效率=97，则水轮机单机出力N=43814.43kW2.2.1HL200型
7、水轮机方案的主要参数选择2.2.1.1转轮直径(假定=90%)=2.39 m 取标称直径=2.5m22.1.2转速 n取n=300r/min2.2.1.3效率与单位参数修正=1.5% （与上述假定一样） 3%单位转速可不加修正，同时，单位流量也可不加修正。2.2.1.4工作围的检验 =0.863=52.46在HL200型水轮机模型综合特性曲线图上画出工作围。2.2.1.5水轮机吸出高度Hs计算 ,0.863,在该型号水轮机模型综合特性曲线中查得模型气蚀系数=0.105.根据设计水头Hr=94.6m查水电站图2-26得气蚀系数修正值=0.018，下游平均水位查获青水位流量关系曲线得=115.74
8、m，故水轮机吸出高度Hs=10-（）H=10-（0.105+0.018）94.6=-1.764m2.2.2 HL180型水轮机方案的主要参数选择2.2.2.1转轮直径(假定=90%)=2.5m 取标称直径=2.5m22.2.2转速 n取n=250r/min2.2.2.3效率与单位参数修正（与上述假定一样）3%单位转速可不加修正，同时，单位流量也可不加修正。2.2.2.4工作围的检验 =0.863=52.46在HL180型水轮机模型综合特性曲线图上绘出工作围。2.2.2.5 水轮机吸出高度Hs ,0.863,在该型号水轮机模型综合特性曲线中查得模型气蚀系数=0.086.根据设计水头Hr=94.6
9、m查水电站图2-26得气蚀系数修正值=0.018，下游平均水位查获青水位流量关系曲线得=115.74m，故水轮机吸出高度Hs=10-（）H=10-（0.086+0.018）94.6=0.033m根据水轮机方案参数对照表可看出，两种不同机型方案在同样水头下满足额定出力情况下，HL180型具有工作围好，气蚀系数小，安装高程高等优点，故选择HL180型水轮机。2.3 调速设备与油压装置选择2.3.1调速功计算属大型调速器，接力器、调速柜和油压装置应分别进行计算和选择。2.3.2接力器的选择2.3.2.1接力器直径的计算采用两个接力器来操作水轮机的导水机构，选用额定油压为2.5MPa，则每个接力器的直
10、径为：由此，在水电站机电设备表4-4中选择与之接近而偏大的的标准接力器。2.3.2.2接力器最大行程的计算导叶最大开度可由模型的求得：在模型综合特性曲线上查得a=32.5mm,D=534mm,Z=24 当选用计算系数为1.8时，则2.3.2.3接力器容积的计算两个接力器的总容积2.3.3调速器的选择大型调速器的型号是以主配压阀的直径来表征的，主配压阀的直径 (选用) 由此在水电站机电设备表4-1中选择与之相邻而偏大的DT-80型电气液压型调速器。2.3.4油压装置的选择此处油压装置不考虑空放阀和进水阀的用油，则压力油罐的容积由此，在水电站机电设备表4-2种选则与之相邻而偏大的YZ-1.6分离式
11、油压装置。2.4 水轮机安装高程 一台水轮机额定流量Q=52.46m/s,查获青水位流量关系曲线得设计尾水位=115.5m 水轮机安装高程Zs=+Hs+b/2=115.5+0.033+0.25=115.783m,取为115.8m。2.5 蜗壳与尾水管2.5.1蜗壳断面型式金属蜗壳，断面为圆形，座环蝶形边切线与水平中心线夹角=55，蜗壳包角=3452.5.2蜗壳水力计算通过任一断面i的流量Q=Q/360，断面半径=，断面中心距a=r+,断面外半径R=r+2。蜗壳进口断面平均流速v根据水轮机设计水头查水电站图2-8得v=7.5m/s，r=D/2=4.1/2=2.05m，r=D/2=3.4/2=1.
12、7m表2-1 涡壳计算表格从蜗壳鼻端至断面i的包角（ ）断面半径（m）断面中心距(m)断面外半径(m)3451.463.514.973001.363.414.772551.263.314.572101.143.194.331651.013.064.071200.862.913.77750.682.733.41300.432.482.912.5.3尾水管尺寸的确定采用弯肘形尾水管2.5.3.1进口直锥段单边扩散角=82.5.3.2中间弯肘段h=1.35D=3.375m, D=1.35D=1.352.5=3.375m, h=0.675D=1.6875m, L=1.82D=4.55m2.5.3.3出
13、口扩散段尾水管水平长度L=4.5D=11.25m，尾水管高度h=2.6D=6.5m，h=1.22D=3.05m，顶板仰角=15，B=2.72D=6.8m。由于下游布置副厂房，尾水管加长至15.55m。2.6 水轮机进水阀和起重设备采用蝴蝶阀，直径D，进口断面直径D=3.5m，D=，选用蝴蝶阀直径D。最重吊运部件重量162t，机组台数4台，选用一台双小车桥式起重机，名义起重量2100t，跨度L。第三章 发电机由N=42500kW和250r/min，套用水电站机电设备附表8，选SF42.5-24/520型发电机。3.1 主要尺寸定子径=4600mm，定子铁芯长度=1820mm，定子铁芯外径=5200mm，定子机座外径，风罩径D2 =8800mm，转子外径=4572mm，下机架最大跨度，定子机座高度= 2980mm，上机架高度=1250mm，永磁机高度=600mm，定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间的距离=540mm，下机架支承面主主轴法兰底面距离=1105mm，转子磁轭轴向高度=2550mm，发电机主轴高度=6968mm，定子铁芯水平中心线至法兰盘底面距=3180mm3.2 水轮发电机重量水轮发电机的总重量 G=318t，发电机转子重量 G=162t第四章 混凝土重力坝4.1 坝顶高程4.1.1设计洪水位情况山区峡谷受台风影响，取计算风速V=14m/s,有效吹
