【正文】 45 30 續(xù)表21 蝸殼基本參數(shù)計(jì)算表15 0 將蝸殼各計(jì)算斷面的外緣連接起來，便可得到蝸殼平面度的單線圖，如圖所示： 圖22 蝸殼單線圖尾水管的型式很多，目前常用的有直錐形，彎錐形和彎肘形三種型式。彎肘形尾水管不但可以減小開挖深度，而且具有良好的水力性能，效率可達(dá)75%~80%，本設(shè)計(jì)采用此種型式尾水管。查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》（9）推薦的肘管尺寸參數(shù)列于下表表22 推薦的肘管尺寸參數(shù)D1hLB5D4h4h6L1h5依據(jù)上表，：表23 尾水管各項(xiàng)數(shù)據(jù)D1hLB5D4h4h6L1h5（1）進(jìn)口直錐段進(jìn)口直錐段是一段垂直的圓錐形擴(kuò)散管，其內(nèi)壁設(shè)金屬里襯，以防止旋轉(zhuǎn)水流和渦帶脈動壓力對管壁的破壞，其單邊擴(kuò)散角θ的最優(yōu)值為θ=7176。~9176。，本設(shè)計(jì)取θ=9176。故，其中D3錐管進(jìn)口直徑。（2）中間彎肘段（肘管）中間彎肘段常稱為肘管，它是一段90176。轉(zhuǎn)彎的變截面彎管，其進(jìn)口斷面為圓形，出口斷面為矩形。由于肘管形狀復(fù)雜，所以肘管內(nèi)一般不設(shè)金屬里襯，所需具體參數(shù)見上表。（3）出口擴(kuò)散段出口擴(kuò)散段是一段水平放置、兩側(cè)平行、頂板上翹α角的矩形擴(kuò)散管。其頂板仰角一般取α=10176?！?3176。當(dāng)出口寬度過大時(shí)，可按水工結(jié)構(gòu)要求加設(shè)中間支墩，支墩厚度，并考慮尾水門槽布置要求。設(shè)計(jì)中滿足要求。（4）尾水管高度尾水管高度h是指水輪機(jī)底環(huán)平面至尾水管底板的高度，它是決定尾水管性能的主要參數(shù)。增大h可提高尾水管的效率，但將增加廠房土建投資；減小h會影響尾水管的工作性能，降低水輪機(jī)效率，甚至影響機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》（9）取h===（m）（5）尾水管的水平長度尾水管的水平長度L是指機(jī)組中心線至尾水管出口斷面的距離。本設(shè)計(jì)取L===（m）。綜上可畫出尾水管的平面尺寸圖，如下圖：圖23 尾水管的平面尺寸圖 單位(cm)（1）極距τ （28）式中，sf——發(fā)電機(jī)額定容量； P——磁極對數(shù)，本設(shè)計(jì)為７對； Kj——系數(shù)，一般為8～10。故（2）定子內(nèi)徑Di （3）定子鐵芯長度lt （29）式中，Sf—發(fā)電機(jī)額定容量（KW）； ne—額定轉(zhuǎn)速（r/min）； Di—定子內(nèi)徑； C—系數(shù)，《查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》P160表35取C=5106。故 （4）定子鐵芯外徑Da(機(jī)座號) 因?yàn)閚e（1）定子機(jī)座外徑D1300ne500r/min，D1===（m）（2）風(fēng)罩內(nèi)徑D2Sf20000KW，D2=D1+=(m)（3）轉(zhuǎn)子外徑D3式中δ為單邊空氣空隙，初步估算時(shí)可以忽略不計(jì)（4）下機(jī)架最大跨度D41000Sf100000KW，D4=D5+,式中D5為水輪機(jī)基坑直徑，查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》（9）P162表36，D5=3000mm，D4=D5+=(m)。（5）推力軸承外徑D6和勵磁機(jī)外徑D7推力軸承外徑D6和勵磁機(jī)外徑D7可根據(jù)發(fā)電機(jī)容量從《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》(9)P162表37中查取。取D6=3000mm，D7=2000mm。（6）定子機(jī)座高度h1 Ne314r/min，（7）上機(jī)架高度h2，采用懸式發(fā)電機(jī)。懸式承載機(jī)架h2===（cm）。（8）推力軸承高度h3，勵磁機(jī)高度h4，副勵磁機(jī)高度h5和永磁機(jī)高度h6 推力軸承高度h3，勵磁機(jī)高度h4，副勵磁機(jī)高度h5和永磁機(jī)高度h6可在《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》P163表38中選取，取h3=1500mm，h4=2000mm，h5=1200mm，h6=800mm。（9）定子支座支承面至下機(jī)架支承面或下?lián)躏L(fēng)板之間的距離h8 懸式非承載機(jī)架：h8===（cm）（10）下機(jī)架支承面至主軸法蘭底面之間的距離h9 查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》（９）取h9=1000mm。（11）轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度h10 有風(fēng)扇時(shí)：（12）發(fā)電機(jī)主軸高度h11h11=(～)H，式中H為發(fā)電機(jī)總高度，即有主軸法蘭地盤底面至發(fā)電機(jī)頂部的高度。H=h1+h2+h3+h4+h5+h6+h8+h9=++150+200+120+80++100=(cm)。取h11===(cm)（13）定子鐵芯水平中心線至主軸法蘭盤底面距離h12 h12=+h10=+=(cm)發(fā)電機(jī)尺寸圖如下：圖24 發(fā)電機(jī)平面尺寸圖調(diào)速器一般由調(diào)速柜、接力器、油壓裝置三部分組成。中小型調(diào)速器的調(diào)速柜、接力器和油壓裝置組合在一起，稱為組合式；大型調(diào)速器分開設(shè)置，稱為分離式。假設(shè)調(diào)速器為中小型，調(diào)速功 （210） 式中，Hmax——水輪機(jī)的最大工作水頭，m； Q—最大工作水頭下水輪機(jī)發(fā)出額；定出力時(shí)的流量，m/s； D1—水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑，m； 200～250—系數(shù)，本設(shè)計(jì)取200。水輪機(jī)所需的調(diào)速功30000N?m調(diào)速功A已超出中小型調(diào)速器調(diào)速功的范圍，假設(shè)錯誤，故本設(shè)計(jì)調(diào)速器為大型調(diào)速器。應(yīng)計(jì)算主配壓閥直徑來選定調(diào)速器型號。接力器的直徑可近似用下列公式計(jì)算 （211） 式中，λ—計(jì)算系數(shù)，； b0—導(dǎo)葉高度，m； D1—轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑； Hmax—水輪機(jī)最大水頭。已知Z0=16，查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》（９）P254表64知，λ=，=,D1=，Hmax=根據(jù)計(jì)算的dD查標(biāo)準(zhǔn)接力器系列選相鄰偏大直徑dD=400mm。已知a0max=22，D0m=290mm，Z0=16，Z0m=24，取D0==2=。接力器最大行程Smax：取則兩接力器的總?cè)莘eVs(m3)為：已知Ts=4s，通過主配壓閥油壓管的流量為：則主配壓閥直徑d(m)為： （212） 式中，vm—管內(nèi)油壓的流速，取vm=2m/s。故由計(jì)算的d查《水電站》(22)P110表51，選擇與主配壓閥直徑接近偏大的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)速器DT100。查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》P267表67知：機(jī)械柜尺寸：，基礎(chǔ)板尺寸：，電氣柜尺寸。圖24 調(diào)速器外形尺寸圖油壓裝置的工作容量以壓力油罐的總?cè)莘e作為表征，壓力油罐的總?cè)莘eVk為Vk=(18～20)Vs，取。按計(jì)算的Vk=179。查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》（９）P295表615知壓力油罐筒外徑D1=930mm、基礎(chǔ)架外徑D0=1070mm、總高H=2457mm、筒高h(yuǎn)=1694mm，回油箱油箱長度m=1916mm、油箱寬度n=1900mm、油箱體高k=890mm、油箱總高L=1535mm。圖25 YS型油壓裝置外形尺寸圖 第3章 電站樞紐布置根據(jù)首部樞紐的布置，大壩為混凝土面板壩，溢洪道、引水隧洞、導(dǎo)流洞均布置在右岸，因此考慮把廠房布置在右岸。在右岸布置一支隧洞作為引水隧洞，其后靠近廠房位置設(shè)置上游調(diào)壓室連接引水隧洞與壓力管道，以減小水擊壓力，布置地面廠房。本電站廠房有關(guān)的布置原則為：（1） 要求電站進(jìn)水口前水流平順，無漩渦及橫向水流。（2） 當(dāng)溢流壩與廠房段并列布置時(shí)，應(yīng)盡量將前者布置在主河槽，以保證泄水順暢。（3） 為減少下泄水流對發(fā)電和航運(yùn)的不利影響，常在溢流壩與其他建筑物之間設(shè)置導(dǎo)墻。（4） 當(dāng)河流含沙量大，壩前淤積嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)采取排沙措施，沖沙孔或排沙洞常布置在廠房進(jìn)水口附近，其高程可根據(jù)運(yùn)用要求來確定。應(yīng)防止由于泥沙淤積造成尾水壅高，降低發(fā)電水頭。廠房布置平面上采用順河流方向依次布置副廠房、主廠房和回車場。上游副廠房為鋼筋混凝土預(yù)制框架結(jié)構(gòu)，共分兩層。第一層為實(shí)驗(yàn)室、修理間、電纜室、繼電保護(hù)盤室、充電機(jī)室、蓄電池室、儲酸室以及行人走廊等, 高程與發(fā)電機(jī)層相同。第二層為中央控制室、會議室、資料室和計(jì)算機(jī)室等。主變壓器布置應(yīng)盡量靠近主廠房，以縮短昂貴的發(fā)電機(jī)電壓母線長度，減小電能損失和故障機(jī)會，并滿足防火、防爆、防雷、防水霧和通風(fēng)冷卻的要求，安全可靠。由于本設(shè)計(jì)擋水壩與廠房位置較遠(yuǎn)，選擇將主變壓器布置在廠房上游側(cè)靠近廠房的位置。其高程與發(fā)電機(jī)層同一高程，設(shè)有運(yùn)輸軌道通往安裝場。主廠房水輪機(jī)層以下大體積混凝土與大壩之間的接縫，采用了一般澆筑縫，縫為平縫，不留間隙，不設(shè)填料，以利于高尾不位時(shí)，廠壩間能互相傳遞部分水壓力，作為廠房穩(wěn)定安全的后備措施。由于電站水頭較大，采用包角為345度的金屬蝸殼。 開關(guān)站220千伏開關(guān)站，布置左岸,配電裝置采用半高型布置，其構(gòu)架采用田字形封閉式框架結(jié)構(gòu)。一回進(jìn)線，二回出線，間隔跨度為15米。110千伏開關(guān)站布置在廠壩之間壩體平臺上。配電站裝置采用半高型布置，線線搭架采用雙母線的高型構(gòu)架，共有5個母線塔架和4個隔離開關(guān)構(gòu)架。構(gòu)架采用鋼橫擔(dān)、鋼塔頭、水泥管塔身的混合結(jié)構(gòu)。共有八個間隔，三個進(jìn)線間隔，三個出線間隔，一個母線間隔，一個避雷器和電壓互感器間隔。35千伏開關(guān)站，布置在廠房左端，配電裝置采用中型布置，構(gòu)架采用戶外高型布置為單母線，有一回進(jìn)線和二回出線。站內(nèi)為混凝土地面。 引水系統(tǒng)引水系統(tǒng)由進(jìn)水口、引水系統(tǒng)及壓力鋼管段等組成。進(jìn)水口段長23m，進(jìn)口前布置有攔污柵，與壩面平行，柱墩的間距2m，橫梁間距4m，柵條的凈距b=70mm。，引水隧洞長約3350m，洞內(nèi)流速為4m/s。壓力鋼管長470m，采用Q345R型鋼材，圓管內(nèi)徑為,，流速為4m/s。引水道分為進(jìn)口段、上漸變段、上彎段、斜直段、下彎段、下直段、下漸變段等部分所組成，應(yīng)盡可能保證進(jìn)、出水流平順?？刹捎谜蛞蛘邆?cè)向引水，考慮減小管線長度、使水流平順，減小水頭損失等，本設(shè)計(jì)擬采用正向引水方式。由于設(shè)計(jì)中流量小、機(jī)組臺數(shù)少，采用一條壓力管道（地下埋管）向三臺機(jī)組供水的聯(lián)合供水方式（即一管多級）。第4章 引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)引水隧洞的路線選擇是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，它關(guān)系到隧洞的造價(jià)，施工難易，工程進(jìn)度，運(yùn)行可靠性等方面。隧洞的路線應(yīng)盡量避免不利的地質(zhì)構(gòu)造；洞線在平面上求短直，這樣既可以減少工程量，方便施工；隧洞應(yīng)有一定的埋藏深度；隧洞的縱坡應(yīng)根據(jù)運(yùn)用要求，上下游銜接，施工和檢修等因素，綜合分析比較后確定；對于長隧洞，選擇洞線時(shí)還應(yīng)注意地形，地質(zhì)條件。XX水電站為混合式開發(fā)電站，壩址、。在引水線路區(qū)河道總體呈EW方向突出的河彎，左岸為凹岸，右岸為凸岸。，洞線穿越泥巴溝、加熱柯、扎柯溝、宗達(dá)寺溝、支哈溝5條較大的沖溝，其中加熱柯為泥曲河左岸主要支流，溝谷深切，其侵蝕基準(zhǔn)面與泥曲河相當(dāng)，且谷底寬緩，一般60～200m，谷底沖洪積堆積物深厚，長年流水，繞溝線路長。扎柯溝、宗達(dá)寺溝、支哈溝均為深切沖溝，谷底較寬緩，谷底沖洪積堆積物較深厚，繞溝線路較長。左岸引水方案位于泥曲河凹岸，不符合線路截彎取直的一般布置原則。，右岸引水方案穿越林場溝、尾聲溝、足馬坪溝、益繞溝、西里溝5條較大沖溝，溝谷切割深度相對左岸沖溝較淺，谷底相對左岸沖溝較窄，谷底沖洪積堆積物相對左岸沖溝較淺。右岸引水方案位于泥曲河凸岸，有利于線路截彎取直。為了利于檢修與排水，隧洞縱坡率為2%，其工作閘門與檢修閘門設(shè)在進(jìn)口，隧洞在平面上有彎角，對于低流隧洞曲率半徑不宜小于5倍的洞徑，現(xiàn)取5倍的洞徑，即29m，轉(zhuǎn)角不宜大于60176。，取30176。，具體布置見壩區(qū)引水系統(tǒng)平面布置圖。綜上所述，從地質(zhì)條件上，左右岸總體成洞地質(zhì)條件差別不大，洞線布置上看，右岸引水不但洞線較短，繞溝難度也相對較小，故本階段選擇右岸一條洞線作為推薦方案。在水利水電工程中，為發(fā)電供水等綜合利用的目的，往往需要在水位便服的天然河道，湖泊或人工水庫和調(diào)節(jié)池中取水，深式進(jìn)水口及有壓進(jìn)水口為了適應(yīng)這一需要而設(shè)置的一種水工建筑物，深式進(jìn)水口應(yīng)滿足水工建筑物的一般要求，即結(jié)構(gòu)安全，布置簡單，施工方便，造價(jià)低廉，運(yùn)行可靠并適應(yīng)注意美觀。其組成為：進(jìn)口段，閘門段，漸變段。深式進(jìn)水口主要的形式：（1）隧洞式進(jìn)水口，其進(jìn)口段和閘門井均從山體中開鑿而成適應(yīng)于進(jìn)口地質(zhì)條件良好，擴(kuò)大斷面和開挖閘門豎井均不會引起塌方，坡度適中。洞式進(jìn)水口充分利用了巖石作用，鋼筋混凝土工程量較小，這一種既經(jīng)濟(jì)又安全的結(jié)構(gòu)形式。（2）壓力墻進(jìn)水口：其進(jìn)口段和閘門段均布置在山體之外適用于洞口附近地質(zhì)條件較差或不宜采用洞式進(jìn)水口時(shí)不宜擴(kuò)大開挖坡度較緩時(shí)。（3）壩式進(jìn)水口：其基本特征是進(jìn)水口附近在壩體上適用于壩后時(shí)廠房或河床式水電站廠房的上游壩體內(nèi)，進(jìn)水口與壩體成統(tǒng)一的整體。（4）塔式進(jìn)水口：適用于水電站廠房布置在河床壩后，攔河壩采用當(dāng)?shù)夭牧蠅位蛩畮斓刭|(zhì)條件較差，坡度較平緩不利于岸坡上修建進(jìn)水口。XX水電站為有壓進(jìn)水式，岸邊地質(zhì)條件較好，因此選擇深式進(jìn)水口中的隧洞式進(jìn)水口為宜。、高程的確定有壓進(jìn)水口頂部高程應(yīng)保證在上游最低運(yùn)行水位時(shí)仍有足夠的淹沒深度，以進(jìn)水口前不出現(xiàn)漏斗式吸氣漩渦為原則。因?yàn)槁┒肥轿鼩怃鰷u會帶入空氣，吸入漂浮物，引起噪音和振動，減小過水能力，影響水電站的正常發(fā)電?！端姽こ踢M(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL285—2003)建議，防止出現(xiàn)漏斗式吸氣漩渦的臨界淹沒深度可按下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 （31）式中，H—閘門孔口凈高，m，； v—閘門斷面平均流速，m/s；本設(shè)計(jì)取經(jīng)濟(jì)流速v=4m/s