【正文】 45 30 續(xù)表21 蝸殼基本參數(shù)計算表15 0 將蝸殼各計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75%~80%，本設計采用此種型式尾水管。查《水電站機電設計手冊》（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 尾水管各項數(shù)據(jù)D1hLB5D4h4h6L1h5（1）進口直錐段進口直錐段是一段垂直的圓錐形擴散管，其內(nèi)壁設金屬里襯，以防止旋轉(zhuǎn)水流和渦帶脈動壓力對管壁的破壞，其單邊擴散角θ的最優(yōu)值為θ=7176。~9176。，本設計取θ=9176。故，其中D3錐管進口直徑。（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，其進口斷面為圓形，出口斷面為矩形。由于肘管形狀復雜，所以肘管內(nèi)一般不設金屬里襯，所需具體參數(shù)見上表。（3）出口擴散段出口擴散段是一段水平放置、兩側(cè)平行、頂板上翹α角的矩形擴散管。其頂板仰角一般取α=10176?！?3176。當出口寬度過大時，可按水工結構要求加設中間支墩，支墩厚度，并考慮尾水門槽布置要求。設計中滿足要求。（4）尾水管高度尾水管高度h是指水輪機底環(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，降低水輪機效率，甚至影響機組運行的穩(wěn)定性。查《水電站機電設計手冊》（9）取h===（m）（5）尾水管的水平長度尾水管的水平長度L是指機組中心線至尾水管出口斷面的距離。本設計取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)電機額定容量； P——磁極對數(shù)，本設計為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)，《查水電站機電設計手冊》P160表35取C=5106。故 （4）定子鐵芯外徑Da(機座號) 因為ne（1）定子機座外徑D1300ne500r/min，D1===（m）（2）風罩內(nèi)徑D2Sf20000KW，D2=D1+=(m)（3）轉(zhuǎn)子外徑D3式中δ為單邊空氣空隙，初步估算時可以忽略不計（4）下機架最大跨度D41000Sf100000KW，D4=D5+,式中D5為水輪機基坑直徑，查《水電站機電設計手冊》（9）P162表36，D5=3000mm，D4=D5+=(m)。（5）推力軸承外徑D6和勵磁機外徑D7推力軸承外徑D6和勵磁機外徑D7可根據(jù)發(fā)電機容量從《水電站機電設計手冊》(9)P162表37中查取。取D6=3000mm，D7=2000mm。（6）定子機座高度h1 Ne314r/min，（7）上機架高度h2，采用懸式發(fā)電機。懸式承載機架h2===（cm）。（8）推力軸承高度h3，勵磁機高度h4，副勵磁機高度h5和永磁機高度h6 推力軸承高度h3，勵磁機高度h4，副勵磁機高度h5和永磁機高度h6可在《水電站機電設計手冊》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架支承面或下?lián)躏L板之間的距離h8 懸式非承載機架：h8===（cm）（10）下機架支承面至主軸法蘭底面之間的距離h9 查《水電站機電設計手冊》（９）取h9=1000mm。（11）轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度h10 有風扇時：（12）發(fā)電機主軸高度h11h11=(～)H，式中H為發(fā)電機總高度，即有主軸法蘭地盤底面至發(fā)電機頂部的高度。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)電機尺寸圖如下：圖24 發(fā)電機平面尺寸圖調(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)速器分開設置，稱為分離式。假設調(diào)速器為中小型，調(diào)速功 （210） 式中，Hmax——水輪機的最大工作水頭，m； Q—最大工作水頭下水輪機發(fā)出額；定出力時的流量，m/s； D1—水輪機轉(zhuǎn)輪標稱直徑，m； 200～250—系數(shù)，本設計取200。水輪機所需的調(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，假設錯誤，故本設計調(diào)速器為大型調(diào)速器。應計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算 （211） 式中，λ—計算系數(shù)，； b0—導葉高度，m； D1—轉(zhuǎn)輪標稱直徑； Hmax—水輪機最大水頭。已知Z0=16，查《水電站機電設計手冊》（９）P254表64知，λ=，=,D1=，Hmax=根據(jù)計算的dD查標準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準調(diào)速器DT100。查《水電站機電設計手冊》P267表67知：機械柜尺寸：，基礎板尺寸：，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。按計算的Vk=179。查《水電站機電設計手冊》（９）P295表615知壓力油罐筒外徑D1=930mm、基礎架外徑D0=1070mm、總高H=2457mm、筒高h=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。本電站廠房有關的布置原則為：（1） 要求電站進水口前水流平順，無漩渦及橫向水流。（2） 當溢流壩與廠房段并列布置時，應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)電和航運的不利影響，常在溢流壩與其他建筑物之間設置導墻。（4） 當河流含沙量大，壩前淤積嚴重時，應采取排沙措施，沖沙孔或排沙洞常布置在廠房進水口附近，其高程可根據(jù)運用要求來確定。應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制框架結構，共分兩層。第一層為實驗室、修理間、電纜室、繼電保護盤室、充電機室、蓄電池室、儲酸室以及行人走廊等, 高程與發(fā)電機層相同。第二層為中央控制室、會議室、資料室和計算機室等。主變壓器布置應盡量靠近主廠房，以縮短昂貴的發(fā)電機電壓母線長度，減小電能損失和故障機會，并滿足防火、防爆、防雷、防水霧和通風冷卻的要求，安全可靠。由于本設計擋水壩與廠房位置較遠，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)電機層同一高程，設有運輸軌道通往安裝場。主廠房水輪機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，不設填料，以利于高尾不位時，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。 開關站220千伏開關站，布置左岸,配電裝置采用半高型布置，其構架采用田字形封閉式框架結構。一回進線，二回出線，間隔跨度為15米。110千伏開關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架，共有5個母線塔架和4個隔離開關構架。構架采用鋼橫擔、鋼塔頭、水泥管塔身的混合結構。共有八個間隔，三個進線間隔，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。35千伏開關站，布置在廠房左端，配電裝置采用中型布置，構架采用戶外高型布置為單母線，有一回進線和二回出線。站內(nèi)為混凝土地面。 引水系統(tǒng)引水系統(tǒng)由進水口、引水系統(tǒng)及壓力鋼管段等組成。進水口段長23m，進口前布置有攔污柵，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，應盡可能保證進、出水流平順。可采用正向引水或者側(cè)向引水，考慮減小管線長度、使水流平順，減小水頭損失等，本設計擬采用正向引水方式。由于設計中流量小、機組臺數(shù)少，采用一條壓力管道（地下埋管）向三臺機組供水的聯(lián)合供水方式（即一管多級）。第4章 引水系統(tǒng)設計引水隧洞的路線選擇是設計中的關鍵，它關系到隧洞的造價，施工難易，工程進度，運行可靠性等方面。隧洞的路線應盡量避免不利的地質(zhì)構造；洞線在平面上求短直，這樣既可以減少工程量，方便施工；隧洞應有一定的埋藏深度；隧洞的縱坡應根據(jù)運用要求，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，選擇洞線時還應注意地形，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，其侵蝕基準面與泥曲河相當，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在進口，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，深式進水口及有壓進水口為了適應這一需要而設置的一種水工建筑物，深式進水口應滿足水工建筑物的一般要求，即結構安全，布置簡單，施工方便，造價低廉，運行可靠并適應注意美觀。其組成為：進口段，閘門段，漸變段。深式進水口主要的形式：（1）隧洞式進水口，其進口段和閘門井均從山體中開鑿而成適應于進口地質(zhì)條件良好，擴大斷面和開挖閘門豎井均不會引起塌方，坡度適中。洞式進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)濟又安全的結構形式。（2）壓力墻進水口：其進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水口時不宜擴大開挖坡度較緩時。（3）壩式進水口：其基本特征是進水口附近在壩體上適用于壩后時廠房或河床式水電站廠房的上游壩體內(nèi)，進水口與壩體成統(tǒng)一的整體。（4）塔式進水口：適用于水電站廠房布置在河床壩后，攔河壩采用當?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水口。XX水電站為有壓進水式，岸邊地質(zhì)條件較好，因此選擇深式進水口中的隧洞式進水口為宜。、高程的確定有壓進水口頂部高程應保證在上游最低運行水位時仍有足夠的淹沒深度，以進水口前不出現(xiàn)漏斗式吸氣漩渦為原則。因為漏斗式吸氣漩渦會帶入空氣，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水口設計規(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)驗公式計算 （31）式中，H—閘門孔口凈高，m，； v—閘門斷面平均流速，m/s；本設計取經(jīng)濟流速v=4m/s