【正文】 ............................... 6 3 水輪機組選擇及其水頭損失計算 ............................................. 6 水頭計算 .................................................................... 6 ......................................................... 6 泄洪沖砂孔水力計算 .......................................................... 8 壓力管道直徑及蝶閥的確定 ..................................................... 9 尾水渠設(shè)計 .................................................................. 9 損失計算 ................................................................... 10 4 水電站廠房尺寸設(shè)計 ..................................................... 12 主廠房高程的確定 ........................................................... 12 主廠房長度 L的確定 ......................................................... 14 主廠房寬度確定 ............................................................. 15 5 水電站廠房強度設(shè)計 ..................................................... 17 、交通橋設(shè)計 ................................................................ 17 ............................................................ 20 ............................................................... 25 ： .............................................................. 28 ............................................................... 31 ： ................................................................. 33 基礎(chǔ)處理 ................................................................... 34 6 結(jié)論和建議 ............................................................ 40 結(jié)論 ....................................................................... 40 ....................................................................... 40 參考文獻(xiàn) ............................................................... 41 致謝 ................................................................... 42 青海大學(xué)本科 畢業(yè)（設(shè)計）論文：青海省玉樹州查隆通水電站廠房設(shè)計（方案二） 水利電力學(xué)院 2 前 言 水電站廠房是水工建筑物、機械及電氣設(shè)備的綜合體，是水能轉(zhuǎn)化為電能的生產(chǎn)場所，也是運行人員進(jìn)行生產(chǎn)和活動的場所。其任務(wù)是通過一系列工程措施，將水流平順的引入水輪機，使水能轉(zhuǎn)換成為可供用戶使用的電能，并將各種必需的機電設(shè)備安置在恰當(dāng)?shù)奈恢茫瑒?chuàng)造良好的安裝、檢修及運行條件，為運行人員提供良好的工作環(huán)境。水電站廠房設(shè)計的發(fā)展隨著生產(chǎn)力的發(fā)展而不斷發(fā)展 ,且隨著人們生活水平的提高有新的發(fā)展趨向 ,近年向以人為 本的方向發(fā)展，廠房設(shè)計的方法隨著計算機的發(fā)展有很大的發(fā)展和改善。 畢業(yè)設(shè)計是我們在校期間的最后一門必修課，也是一次全面性總結(jié)性的實踐環(huán)節(jié)，對我們走向工作崗位起著承上啟下的作用。它是在老師指導(dǎo)下，綜合運用四年來所學(xué)知識和科學(xué)研究的基本內(nèi)容和基本工作程序，樹立較強的團隊概念、工作概念、工程概念、經(jīng)濟概念，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，完成作為一個工程師的基本訓(xùn)練，是為將來順利走向工作崗位提供業(yè)務(wù)知識和能力的保證。 這次設(shè)計是我們走向工作崗位前的一次“實戰(zhàn)演習(xí)”，它可以鞏固、聯(lián)系、充實、加深、擴大我們所學(xué)的基礎(chǔ)知 識和專業(yè)知識，提高運用所學(xué)知識，解決實際問題的能力，培養(yǎng)我們敢于創(chuàng)新的精神，并能正確地將獨創(chuàng)精神和科學(xué)的態(tài)度相結(jié)合，使我們初步掌握專業(yè)設(shè)計的流程和方法，熟練運用計算機等工具，以提高其工作效率。重要的是讓我們養(yǎng)成了嚴(yán)肅認(rèn)真，刻苦鉆研、實事求是的工作作風(fēng)和良好的工作、學(xué)習(xí)習(xí)慣。通過同學(xué)們在一起的交流與協(xié)作 ,培養(yǎng)大家的協(xié)同合作的工作作風(fēng)。 畢業(yè)設(shè)計對于我們來說，是一個獨立設(shè)計、創(chuàng)作的過程，其中的每一步和每一個環(huán)節(jié)都是對我們的考驗和鍛煉，它將成為我們今后的學(xué)習(xí)和工作做鋪墊，提高我們多方面的能力。水電站設(shè)計是水利水電 工程建設(shè)設(shè)計工作的重要組成部分，其中站址的選擇是個很復(fù)雜的問題，這主要是因為方案選擇要考慮多方面的因素。此外，廠房中各設(shè)備的布置也要考慮眾多因素。我們就是要針對設(shè)計中所遇到的具體問題，運用所學(xué)知識，參考相應(yīng)的書籍、規(guī)范以及一些實際工程資料，找到其解決方法。 在對設(shè)計圖的處理上，運用了 AutoCAD的基本知識，使得繪圖更加方便，快捷，從而避免了手工繪圖得種種不便，提高了工作效率。同時，也運用了 Word知識，使得我們對計算機知識更加鞏固。 在解宏偉老師的悉心指導(dǎo)下，在同組同學(xué)張勇等同學(xué)的幫助下，經(jīng)過三個月的努力 ，畢業(yè)設(shè)計才得以順利完成，在此謹(jǐn)表衷心的感謝！ 限于本人水平，也限于時間，涉及中難免存在疏漏和不妥之處，敬請老師和同學(xué)們批評指正。 編者：陳笑彭 2021年 6月 緒論 水利電力學(xué)院 3 1 緒論 項目建設(shè)背景 及任務(wù) 電是現(xiàn)代社會的基本保證。 玉樹州是青海省唯一沒有被主電網(wǎng)覆蓋的地區(qū)， 電力供應(yīng)主要依靠地方小水電，電源供應(yīng)能力差，保證率低。 本電站基本沒有綜合利用功能，電站所發(fā)出的電接入規(guī)劃中的玉樹電網(wǎng)。電站的主要任務(wù)是解決玉樹州的電力電量不足問題，尤其解決冬季發(fā)電量的嚴(yán)重不足，從根本上改善玉樹州的生產(chǎn)生活狀況。 因此，本電站的開發(fā)任務(wù)單一，以發(fā)電為主， 同時具有發(fā)展?jié)O業(yè)養(yǎng)殖、觀光旅游的潛力。供電范圍為整個玉樹州地區(qū)。 本畢業(yè)設(shè)計承擔(dān)水利水電樞紐工程中水電站廠房設(shè)計的部分工作。 設(shè)計基本資料 水庫特征水位 正常蓄水位： 3881m 設(shè)計洪水位： 3881m 壩址水位流量關(guān) 系 壩址水位流量關(guān)系見表 51。 表 11 壩址水位流量關(guān)系表 水位 3862 3863 3864 3865 3867 3869 3871 3873 流量 ,m3/s 0 調(diào)洪成果 該電站運行方式為一來洪水就開閘門泄洪，水庫水位一直保持正常蓄水位。 下游水位 下游正常尾水位： 下游最低尾水位： 下游最高尾水位為： 水文、泥沙和氣象資料 壩址以 上流域面積 ： 4137km2 壩址多年平均流量 ： 壩址多年平均徑流量 ： 108m3 10年一遇洪峰流量 ： 373m3/s 50年一遇洪峰流量 ： 505m3/s 200年一遇洪峰流量 ： 615m3/s 多年平均輸沙量 ： 104t 青海大學(xué)本科 畢業(yè)（設(shè)計）論文：青海省玉樹州查隆通水電站廠房設(shè)計（方案二） 水利電力學(xué)院 4 多年平均懸移質(zhì)輸沙量 ： 104t 多年平均推移質(zhì)輸沙量 ： 104t 多年平均氣溫 ： ℃ 多年極端最高氣溫 ： ℃ 多年極端最低氣溫 ： ℃ 多年最大風(fēng)速 ： 17m/s 地質(zhì)資料 地震烈度：抗震設(shè)防烈度為 7度，地震動峰值加 速度為 。 原始資料 設(shè)計說明書一份，地形圖一張。 圖 11 總平面布置圖 廠房布置 水利電力學(xué)院 5 2 廠房 布置 考慮因素 站址選擇要考慮：廠房形式的選擇、交通條件、開挖方量、施工場地的選擇、泄洪產(chǎn)生的影響、生活區(qū)和管理區(qū)位置的協(xié)調(diào)、及對其他工程的協(xié)調(diào)影響。 廠房形式 根據(jù)已知資料，電站正常蓄水位為 3881米，下游河道最低水位為 米。所以最大水頭差約為 。水頭廠房 低于 3040米 ,首選河床式廠房 ,壩后式廠房相對河床式廠房 在投資、沖砂等諸多方面存在不利因素，所以 采用 河床 式廠房。 交通條件 由資料知，在 樞紐左岸山，修一條至泄洪洞出口的簡易道路，路面寬 4米、長 185 米； 樞紐的右 岸 修 一條 四級 公路沿河向下游大約 2 千米處和 214國道 主干相交 。 若將廠房設(shè)在大壩的 左 岸，就需要修建一條盤山公路與 2千米外的 214 國道 主干公路相銜接，工程量較大。若不修路而改架橋通向 右 岸的公路，這樣又不太經(jīng)濟，所以應(yīng)考慮將廠房設(shè)在大壩 右 岸。 開挖方量 根據(jù)鉆孔揭露，廠址區(qū)覆蓋層厚度 12m左右，上部沖積粉土厚約 3m，下部礫石層厚 9m。根據(jù)抽水試驗， 礫石層滲透系數(shù)為 103 cm/s，屬中等透水層；下伏基巖為灰白色灰?guī)r，基巖頂板高程 ，強風(fēng)化 巖體 厚度約 1m， 呈 碎塊 狀結(jié)構(gòu)，完整性 較差。 廠房集水廊道底板設(shè)計高 程 ，基礎(chǔ)部分在基巖強風(fēng)化上，部分在沖積礫石層上。強風(fēng)化基巖穩(wěn)定性較好。砂礫石結(jié)構(gòu)較密實，以該層作為廠房地基，承載力較高，地基較穩(wěn)定。 廠房最大挖深約 9m左右，水上 ，水下 。 廠房基礎(chǔ)開挖后砂礫石邊坡容易失穩(wěn)，建議邊坡開挖不宜過陡，并對開挖后的邊坡進(jìn)行支護。開挖邊坡值 :水上 1::1，水下 1:11:。 施工場地的選擇 在左岸由于壩下游地形較為平緩 處 ，易于布置施工設(shè)備，進(jìn)行廠房施工備料。 泄洪產(chǎn)生的影響 站址確定在 河床右 岸，距壩軸線的距離應(yīng)適當(dāng)，否則泄洪產(chǎn)生的水霧可能會影響發(fā)電機組的正常運轉(zhuǎn)，廠房應(yīng)面對下游布置，可以避免大壩泄洪時的水流不穩(wěn)定、水位不穩(wěn)定，及對尾水位的影響。 生活區(qū)和管理區(qū)位置的協(xié)調(diào) 在壩下游左右岸地形條件相比， 右 岸的地形很平緩，到施工場地的距離也合適，適宜建設(shè)生活青海大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計）論文： 青海省玉樹州查隆通水電站廠房設(shè)計（方案二） 水利電力學(xué)院 6 區(qū)和管理區(qū)。 對其他工程的協(xié)調(diào)影響 在水庫大壩的下游有已建 的小電站，為保證小電站能正常運行，發(fā)電尾水必須匯入原河道，所以電站應(yīng)靠近下游河道修建 。 3 水輪機組選擇及其水頭損失計算 水頭計算 由于該電站為調(diào)峰電站，為了增加供電可靠性，擬選三臺發(fā)電機，則每臺的裝機容量為10500/3=3500kW，查《小型水電站發(fā)電設(shè)備手冊》發(fā)電機標(biāo)準(zhǔn)系列，選單機容量為 Nd =3500kW，相應(yīng)水輪機出力 N=3800KW。 由原始資料知，上游最高水位為 3881m， 下游最高尾水位為 。 假定開一臺機組運行時下游水深約為 ，引水系統(tǒng)水力損失約為 。開三臺機 組運行時下游水深約為 ，引水系統(tǒng)水力損失約為 ，則 水電站最大水頭 m a xH 388 1 386 0 .3 17. 7 m? ? ? ? ? （ 31） 水電站最小水頭 m inH 387 2 386 m? ? ? ? ? （ 32） 算術(shù)平均水頭 m a x m inH H H ) / 2 ( 1 7 .7 7 .1 ) / 2 1 2 .4 0 m? ? ? ? ?平 均 （ （ 3