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1、毕业设计(论文) 题 目 “调水工程”第二级水电站厂 房设计专 业 水利水电工程 班 级 学 生 指导教师 “调水工程”第二级水电站厂房设计摘 要二郎坝水电站位于陕西省宁强县境内，是一项中型跨流域调水工程，具有灌溉、发电、工业供水等综合利用效益。是引嘉入汉水梯级水电开发的第二级水电站，由一级天生桥电站尾水穿过5.63km隧洞至二郎坝乡黄家湾，建二郎坝二级电站，设计水头60.90m，设计流量14.5m3/s，装机容量0.75万kW，年发电量2971万kWh，二级电站尾水穿过分水岭隧洞，经4.77km隧洞引水至卧龙台，建三级卧龙台电站，二郎坝水电工程充分利用了水资源的优越条件。龙头水库调节性能好，
2、库容7760万m3，年调节水量2.14亿m3，水量利用率可达89%；电站利用水头高，梯级电站总水头高达418m，为发电、灌溉、供水提供了可靠的保证。在本次毕业设计中，应完成的主要工作量为完成水轮机及发电机和蜗壳，尾水管的选型，厂房的布置及尺寸确定，设计要合理，布局要紧凑。关键词：引嘉入汉 梯级水电 调水工程 跨流域目录第1章 绪论1第2章 基本资料2.1 工程概况及目的42.2 工程基本资料5第3章 工程任务及工程布置203.1 工程任务203.2 工程规模213.3 工程布置21第4章 水轮发电机组及辅助设备选择264.1 水轮机的选择264.2 发电机选择324.3 辅助设备选择37第5章
3、 主厂房布置设计385.1 厂房长度确定 38 5.2 厂房宽度确定405.3 厂房高程确定405.4 装配厂布置设计41第6章 副厂房布置设计42致谢44参考文献453第1章 绪论 水电站厂房是水工建筑物、机械及电气设备的综合体，是水能转化为电能的生产场所，也是运行人员进行生产和活动的场所。其任务是通过一系列工程措施，将水流平顺的引入水轮机，使水能转换成为可供用户使用的电能，并将各种必需的机电设备安置在恰当的位置，创造良好的安装、检修及运行条件，为运行人员提供良好的工作环境。水电站厂房设计的发展随着生产力的发展而不断发展,且随着人们生活水平的提高有新的发展趋向,近年向以人为本的方向发展，厂房
4、设计的方法随着计算机的发展有很大的发展和改善。 毕业设计是我们在校期间的最后一门必修课，也是一次全面性总结性的实践环节，对我们走向工作岗位起着承上启下的作用。它是在老师指导下，综合运用四年来所学知识和科学研究的基本内容和基本工作程序，树立较强的工作概念、工程概念、经济概念，培养分析问题和解决问题的能力，完成作为一个工程师的基本训练，是为将来顺利走向工作岗位提供业务知识和能力的保证。 水电站厂房设计是水电站主要工程任务之一，水电站是将水能转换为电能的综合工程设施。在厂房中安装的水轮机、发电机和各种辅助设备。通过能量的转换，水轮发电机发出的电能，经变压器、开关站等输入电网送往用户。所以说水电站厂房
5、是水、机、电的综合体，又是运行人员进行生产活动的场所。水电站厂区设计包括： （1）主厂房设计。布置着水电站的主要动力设备（水轮发电机组）和各种辅助设备的主机室（主机间），及组装、检修设备的装配场（安装间），是水电站厂房的主要组成部分。 （2）副厂房设计。布置着控制设备、电气设备和辅助设备，是水电站的运行、控制、监视、通讯、试验、管理和运行人员工作的房间。 （3）主变压器场设计。装设主变压器的地方。电能经过主变压器升高到规定的电压后引到开关站。 1 （4）开关站设计（户外高压配电装置）。装设高压开关、高压母线和保护措施等高压电气设备的场所，高压输电线由此将电能输往用户，要求占地面积较大。但是由于
6、水电站的开发方式、枢纽布置、水头、流量、装机容量、水轮发电机组形式等因素，及水文、地质、地形等条件的不同，加上政治、经济、及生态等因素的影响，厂房的布置方式也各不相同，所以厂房的类型有各种不同的划分，根据厂房在水电站枢纽中的位置及其结构特征，水电站厂房可分为以下三种基本类型： （1） 坝后式厂房。厂房位于拦河坝下游坝趾处，厂房与坝直接相连，发电用水直接穿过坝体引人厂房。 （2） 河床式厂房。厂房位于河床中，本身也起挡水作用，如广西西津水电站厂房。若厂房机组段内还布置有泄水道，则成为泄水式厂房（或称混合式厂房）。 （3） 引水式厂房。厂房与坝不直接相接，发电用水由引水建筑物引人厂房。当厂房设在河
7、岸处时称为引水式地面厂房。水电站厂房设计是水工任务中的重中之重,它具有一般水工建筑物的共性,故其设计有以下的特点: （1）厂房内安装水轮机发电机组和辅助设备,以及控制操作和进行量测的设备,主要任务是发电,所以厂房设计必须保证机电设备的安全运行和提供良好的维护条件。 （2）水电站厂房是水工、机械和电机以及自动控制、电子设备的综合体,在设计、施工和运行中,必须把几个方面配合好,使综合体优化。水电站厂房设计应力求紧凑和简单,使建筑上美观,运行方便,而不求豪华。 （3）厂房内运行管理人员应力求精简,应保证他们有良好工作条件和卫生环境。 （4）水电站厂房多建在偏僻地区,而机电设备一般既大又重,所以必须有
8、较好的对外交通运输条件。 （5）设计水电站厂房时,要根据当地的地形、地质和水文条件,既考虑安排好压力输水管的进水和尾水管的出水条件,又要考虑到厂房与变压器和开关站在布置上的配合要求。 由上述特点可见,水电站厂房设计是比较复杂的,其中最关键的是要选择好水轮发电机组,即要尽可能选用转速高、尺寸小、重量轻的机组,因为厂房尺寸和起重设备的规模等都是随着机组的尺寸而定的。对于一般的地面式厂房,选择合适的吸出高度也是非常重要的。而且,全厂的机组台数不宜太多。总之,在设计中要做多个比较布置方案,进行技术经济、运行管理综合比较,以选择确定最优设计方案。第2章 基本资料2.1 工程概况 基本情况:二郎坝水电工程
9、位于陕西省宁强县，是一项中型跨流域调水综合开发的水电工程。具有发电、灌溉、工业供水、养殖和旅游等综合效益。 宁强县地处陕西省汉中地区西南角与四川、甘肃两省毗邻，是入川的门户，汉江的源头，宝成铁路和阳安铁路穿过县境，川陕公路通过县城。 在宁强县东南隅，嘉陵江的二级支流西流河与汉江一级支流玉带河在二郎坝乡附近只有一山之隔，最短直线距离仅5.5km，而两河流水面高差竟达229m。二郎坝水电工程就是利用了这一优越的自然条件，开凿隧洞，跨流域引水，综合开发利用西流河的水资源，因此有人也将二郎坝水电工程称之为二郎坝“引嘉入汉”水电工程。二郎坝水电工程包括三个梯级电站。一级电站是在宁强县水田坪乡西流河上修建
10、天生桥水库枢纽，利用水库形成的落差发电。电站设计水头80m，设计流量17.19m3/s，装机1.2万kw，年发电量4290万kwh。一级电站尾水穿过5.6km引水隧洞至二郎坝乡黄家湾，建二级电站二郎坝电站。二级电站尾水穿过4.77kw长的分水岭隧洞引至高塞子镇卧龙台，建三级卧龙台电站。设计流量14.22m3/s，装机3.05万kw，年发电量12680万kwh。二郎坝水电工程充分利用了水资源的优越条件。龙头水库调节性能好，库容7760万m3，年调节水量2.14亿m3，水量利用率可达89%；电站利用水头高，梯级电站总水头高达418m，为发电、灌溉、供水提供了可靠的保证。三级电站总装机5万kw，年发
11、电量2亿kwh。2.2 基本资料2.2.1水文资料1. 流域的自燃地理状况西流河（下游称毛坝河或盐井河）为嘉陵江上游二级支流，发源于米仑山脉北部之黎坪山区，流经陕西省南郑县和宁强县与四川省旺苍县，至双河场汇入嘉陵江一级支流东河。西流河在陕西省境内流域面积852，河道长98km，流域形状为扇形，支流规模较小，10以上的支流约14条。河流穿行于崇山峻岭之间，主河道呈倒钩形，由南向北流至元坝折向西到二郎坝，再折向南至毛坝河出陕。二郎坝水位站以上流域面积451，主河道长72.4km，距二郎坝以上约8km处即为天生桥水库坝址。控制流域面积397，主河道长64.5m，河谷呈V形，两岸山势陡峻，最高海拔23
12、12m（石马山主峰），流域平均海拔高度约1700m。区域地质为强烈侵蚀剥蚀的中山地貌类型。主要岩性为灰岩和砂岩与页岩。在灰岩地区沿断裂层面形成溶洞和溶槽的岩溶地貌。河道两侧有残缺不全的侵蚀堆积基座阶地，部分岸边陡峭之下有滑坡和崩塌等物理地质现象。流域内植被良好，除河谷地带的二郎坝.水田坪.元坝等地较为开阔且分布有稻田.耕地外，绝大部分为天然林木。属常绿针叶为主的针阔混交林带。流域内人烟稀少，人类活动对环境影响不大。水土流失轻微，流水清澈透底，含沙量甚小，水质清洁。西流河地处北亚热带边缘，属山地暖温带湿润季风气候类型。四季分明，夏无酷热，冬无严寒，春季升温慢，秋季降温快，冬春偏旱，秋季多涝，日照偏短，秋封较早。多年平均气温13，极端最高气温36.2（1974年6月17日），极端最低气温-10.3（1977年1月30日）。多年平均降雨量1108mm，多年平均水面蒸发量1098.6mm，多年平均风速1.3m/s，历年最大风速20m/s,盛行西南风。多年平均地面温度14.7，最大积雪深度17cm，最大冻土深度11cm，（上述特征值系宁强气象站资料）。2. 泥沙西流河无实测泥沙资料，经分析下垫面条件，与漾家河相似。借用元墩站1965-1985年多年平均侵蚀模数632.5t/，乘以天生桥
