【正文】 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 水電站廠房設(shè)計(jì)(引水隧洞和廠房)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 目 錄摘 要 1前 言 31 基本資料 4 工程概況 4 工程地質(zhì) 4 樞紐布置情況 7 工程特性表 82 樞紐布置 11 113 主要設(shè)備的選擇 12 水輪機(jī)型號(hào)及主要參數(shù)選擇 12 水輪機(jī)機(jī)組臺(tái)數(shù)和單機(jī)容量選擇 12 水輪機(jī)型號(hào)選擇 13 水輪機(jī)主要參數(shù)選擇 133 .2 水輪機(jī)重量估算 16 轉(zhuǎn)輪重量估算 16 發(fā)電機(jī)型號(hào)的選擇 16 起重設(shè)備的選擇 17 起重機(jī)的型號(hào)確定 174 引水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 進(jìn)水口設(shè)計(jì) 19 進(jìn)水口的類型 19 供水方式的選擇 19 引水道直徑計(jì)算 19 進(jìn)水口尺寸計(jì)算 20 進(jìn)水口高程計(jì)算 23 引水道設(shè)計(jì) 24 線路比較 24 調(diào)壓室設(shè)計(jì) 25 調(diào)壓室作用 25 調(diào)壓室的設(shè)置判斷 25 調(diào)節(jié)保證計(jì)算 26 調(diào)節(jié)保證計(jì)算的任務(wù) 26 調(diào)節(jié)保證計(jì)算的目的 27 調(diào)節(jié)保證計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn) 27 調(diào)節(jié)保證計(jì)算的內(nèi)容 27 調(diào)節(jié)保證計(jì)算過(guò)程 27 水頭損失計(jì)算 32 沿程水頭損失計(jì)算 32 局部水頭損失計(jì)算 32 壓坡線的繪制 345 廠房布置設(shè)計(jì) 35 蝸殼尺寸的確定 35 尾水管單線圖的繪制 38 進(jìn)口直錐段計(jì)算 38 肘管計(jì)算 38 出口擴(kuò)散段計(jì)算 39 尾水管高度 39 尾水管單線圖 39 廠房平面尺寸計(jì)算 39 主廠房長(zhǎng)度計(jì)算 40 主廠房寬度計(jì)算 42 主廠房的剖面設(shè)計(jì) 44 廠房樞紐布置 47 安裝間的位置選擇及計(jì)算 47 尾水平臺(tái)的布置 47 廠房電氣設(shè)備布置 486 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 49 工作閘門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 49 閘門基本資料 49 閘門的結(jié)構(gòu)形式及布置 49 面板設(shè)計(jì) 50 水平次梁、頂梁和底梁設(shè)計(jì) 51 主梁設(shè)計(jì) 56 橫隔板設(shè)計(jì) 62 縱向連接系設(shè)計(jì) 63 邊梁設(shè)計(jì) 65 閘門附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 68 行走支承設(shè)計(jì) 68 軌道設(shè)計(jì) 69結(jié)論 71總結(jié)與體會(huì) 72謝 辭 73參 考 文 獻(xiàn) 7472摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是湖北黃龍灘水電站廠房設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括樞紐布置、主要設(shè)備型號(hào)選擇計(jì)算、引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)節(jié)保證計(jì)算、廠房布置設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程主要通過(guò)課程所學(xué)知識(shí)、查閱相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范以及設(shè)計(jì)手冊(cè)等有關(guān)資料并在老師的指導(dǎo)下完成。主要的設(shè)計(jì)成果有以下內(nèi)容：水輪機(jī)型號(hào)為HL220—LJ—380，發(fā)電機(jī)型號(hào)為SF75—40/854，起重機(jī)為400/100t單小車橋式起重機(jī)，進(jìn)水口類型為岸邊式，引水管道直徑為6m，主廠房長(zhǎng)度為62m。關(guān)鍵詞：樞紐布置 引水系統(tǒng) 布置設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Abstract The subject of this graduation project is of Hubei Huanglongtan hydropower plant design. The main content of this design include the layout of the hub, the selection and calculation of the model of the main equipment, design of the diversion system, adjust to ensure that the calculation, plant layout and structural design. Throughout the design process, mainly through classroom knowledge, access to the relevant design specifications and design manuals, and pleted under the guidance of their teachers. Major design achievements include: the model of the turbine HL220LJ380 generator model SF7540/854, crane bridge crane 400/100t single car, type of inlet for shorestyle, diversion the diameter of the pipeline is 6m, the length of the main plant is 62m, the width of the main plant is .Keywords:Project layout ， Water diversion system , layout design ，Structure design 前 言本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的是對(duì)我這幾年專業(yè)學(xué)習(xí)成績(jī)的一個(gè)檢驗(yàn)，當(dāng)然這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義不僅僅是對(duì)學(xué)習(xí)的一個(gè)檢驗(yàn)。檢驗(yàn)學(xué)習(xí)的成績(jī)只是一個(gè)基本的要求，在完成設(shè)計(jì)的過(guò)程中更是鍛煉了讓我們?cè)谟龅叫轮R(shí)時(shí)勇于去學(xué)習(xí)、解決的能力。選擇水電站廠房設(shè)計(jì)作為這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是因?yàn)閺S房在水電站中占有較大的投資比例，且其具有極大的重要性。并且想通過(guò)這次的設(shè)計(jì)將所學(xué)知識(shí)合理的運(yùn)用到設(shè)計(jì)中去，讓自己所學(xué)的知識(shí)在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)，以順利完成該設(shè)計(jì)的目標(biāo)和要求。這次設(shè)計(jì)的主要范圍是引水系統(tǒng)和廠房?jī)刹糠?，設(shè)計(jì)達(dá)到的深度大致為主要結(jié)構(gòu)尺寸確定和部分設(shè)備、線路的布置描述。廠房是整個(gè)水電站樞紐建筑物中的一個(gè)主要建筑物，它的正確設(shè)計(jì)對(duì)于水電站的正常運(yùn)行以及經(jīng)濟(jì)效益都有重大影響，不管是在國(guó)內(nèi)還是在國(guó)外的水電站，對(duì)水電站廠房的設(shè)計(jì)都很重視。這次設(shè)計(jì)主要需解決的問(wèn)題在于各種主要設(shè)備的參數(shù)、尺寸等的計(jì)算，以此根據(jù)相關(guān)資料選擇經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)備型號(hào)；引水系統(tǒng)的布置以及進(jìn)水口尺寸、管道尺寸的計(jì)算和選擇；廠房的平面尺寸以及立面尺寸的計(jì)算和選擇；潛孔閘門的尺寸計(jì)算、選擇以及強(qiáng)度等驗(yàn)算。 1 基本資料 工程概況 本樞紐工程是堵河最下游的一個(gè)梯級(jí)電站。以發(fā)電為主，并兼有工業(yè)供水、農(nóng)田灌溉、改善航運(yùn)、發(fā)展?jié)O業(yè)等，是以綜合利用的水利樞紐。供電對(duì)象主要是本地區(qū)以第二汽車廠為中心的機(jī)械工業(yè)，鐵路運(yùn)輸業(yè)以及其他工業(yè)，同時(shí)為農(nóng)田電力排灌及市政照明提供電力負(fù)荷。 堵河系漢江中上游南岸的一大支流。位于湖北省西北部，發(fā)源于大巴山脈北麓的崇山峻嶺之中。有兩源：南源名官渡河，西源稱泗河，以西源為主源。泗河在陜西境內(nèi)自南向北流，進(jìn)入湖北境內(nèi)轉(zhuǎn)自西向東行；官渡河有南向北來(lái)，兩源匯合于竹山縣城上游約30公里的兩河口后，稱堵河，有西南向東北匯入漢江。河流全長(zhǎng)318公里。黃龍灘電站位于堵河干流下段，在黃龍灘鎮(zhèn)上首之大峽溝口處，距堵河口約25公里，占流域總面積的95%。 堵河系山溪性河流，河谷狹窄，灘多流急，河道平均坡降約為上游15‰、中游約3‰、下游約1‰。 ～，～，屬北亞熱帶江北濕潤(rùn)區(qū)，為付熱帶季風(fēng)氣候，流域平均氣溫，℃，℃，℃。年平均相濕度為76%。，最大風(fēng)速可達(dá)每秒20米以上；地面風(fēng)向受地形影響以偏東風(fēng)居多。 工程地質(zhì) 壩址位于堵河下游長(zhǎng)700米的峽谷出口段，兩岸第一排山脊均高于300米高程，岸坡350—500。，河西寬70～90米，水深2～8米。河床中偏右為一順河向深槽，復(fù)蓋沙礫石層厚12～14米。 本樞紐所處大 構(gòu)造單元為武當(dāng)隆起區(qū)，下游基本以黃龍—草店大斷層為界，毗鄰北秦嶺海西準(zhǔn)褶皺帶。地質(zhì)構(gòu)造線與上述兩大地質(zhì)構(gòu)造單元的北西西構(gòu)造線基本相符。樞紐區(qū)經(jīng)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，斷裂構(gòu)造和節(jié)理裂隙比較發(fā)育。右壩肩山高坡陡，斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖石較破碎。在長(zhǎng)期物理地質(zhì)作用下，岸坡表層穩(wěn)定條件較差，但不存在大的整體滑動(dòng)變形。 樞紐區(qū)出露基巖為古老的結(jié)晶片巖，計(jì)有正，付片巖兩類。付片巖屬元古界武當(dāng)山揚(yáng)坪組上部（PtW1Y3），正片巖系褶皺早期基性侵入巖變質(zhì)而成。按其所含礦物成分和含量不同，可分為如下幾種主要巖性：付片巖有局部含石榴子石白云母石英納長(zhǎng)片巖（Y23）、富含白云母石英納長(zhǎng)片巖（Y2y3），富含大顆粒石榴子石白云母石英納長(zhǎng)片巖（Y2s3），富含小顆粒石榴子白云母石英納長(zhǎng)片巖（Y2‘3）；正片巖有綠泥陽(yáng)起鈉長(zhǎng)片巖（U1y2），綠泥鈉長(zhǎng)片巖（U1n2）。正、付片巖穿插分布頻繁，規(guī)律性很差。在正、付片巖接觸帶附近，常有寬度不等的硅化，云母化、綠泥化等接觸蝕變現(xiàn)象。左岸臺(tái)地2～15米厚砂質(zhì)粘土層，右壩肩有5～ 15米厚殘坡積層。 付片巖呈面狀風(fēng)化，正片巖以裹狀風(fēng)化較為顯著。巖石風(fēng)化帶厚：河床0～10米，左岸10～35米，右岸30～60米。其巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)下表： 巖石力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表 巖石名稱風(fēng) 項(xiàng)化程度 目正片巖付片巖綠泥化帶構(gòu)造破碎帶新鮮 容量（噸/立米）～飽和抗壓強(qiáng)度（公斤/平方厘米）大于800500～600軟化系數(shù)～～飽和吸水率（%）～變形模量（公斤/平方厘米）11～2410415～22104摩擦系數(shù)（f）弱風(fēng)化容量（噸/立米）飽和抗壓強(qiáng)度（公斤/平方厘米）700～800200～400小于50飽和吸水率（%）變形模量（公斤/平方厘米）～104～12104～104摩擦系數(shù)（f） ～。引水遂洞一般選用巖石堅(jiān)固系數(shù)為2～7；單位彈性抗力系數(shù)為100～600。 本區(qū)地震基本烈度，經(jīng)中國(guó)科學(xué)院地球物理研究所鑒定為6度，場(chǎng)地設(shè)防烈度采用7～。 壩址區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，地下水為基巖裂隙潛水，含水層埋藏深度：左岸14～33米，右岸25～62米。兩岸地下水補(bǔ)給河水。相對(duì)阻水層（W〈〉頂板埋藏深度：河床5～25米，左岸25～35米，右岸25～90米。一般正片巖透水性大于付片巖。 河水及地下水均為重碳酸鈣鎂型水PH值為7～8，呈微弱堿性，對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性。 引水隧洞地質(zhì)條件： 引水隧洞通過(guò)地帶沿線出露有正、付片巖兩類：付片巖主要為白云母石英納長(zhǎng)片巖，正片巖為綠泥鈉長(zhǎng)片巖，綠泥陽(yáng)起鈉長(zhǎng)片巖。巖石飽和抗壓強(qiáng)度約為300～700公斤/平方厘米，屬中等堅(jiān)硬巖石。 巖石堅(jiān)固系數(shù)f和單位彈性抗力系數(shù)K0的選定方法：因無(wú)試驗(yàn)資料，參考已建的相類似的工程比較選取。單位彈性抗力系數(shù)K0是應(yīng)用野外巖體靜彈試驗(yàn)資料，選用以下公式計(jì)算作基本依據(jù)，再類比一些已建工程確定。 K0=E0/（rb（1+181。）） 式中 E0——巖石變形模量； 181?！獛r石泊桑比； rb——遂洞跨度之半，取1米代入。 圍巖不同巖石堅(jiān)固系數(shù)f值及單位彈性抗力系數(shù)K0值表：巖 性f K0綠泥鈉長(zhǎng)片巖 巖石呈弱風(fēng)化 1～2 50～70白云母石英鈉長(zhǎng)片巖 新鮮完整 6～7 600綠泥陽(yáng)起鈉長(zhǎng)片巖 新鮮完整 6～7 500白云母石英鈉長(zhǎng)片巖 巖石呈弱風(fēng)化 3 70～100 廠區(qū)地質(zhì)條件：發(fā)電廠房位于大峽溝右側(cè)，尾水經(jīng)由尾水渠泄入大峽溝，再流入堵河河道。 主、副廠房基礎(chǔ)出露的付片巖主要為白云母石英鈉長(zhǎng)片巖，正片巖為綠泥鈉長(zhǎng)片巖。后者呈穿插分布。片理產(chǎn)狀忌的趨勢(shì)走向北西西，側(cè)向北北東，其上均呈弱風(fēng)化狀態(tài)。 巖 性白云母石英鈉長(zhǎng)片巖硅化白云母石英鈉長(zhǎng)片巖綠 泥 鈉長(zhǎng) 片 巖綠泥化帶斷層破碎帶風(fēng) 化 程 度新鮮或微風(fēng)化弱風(fēng)化新 鮮微風(fēng)化新鮮微風(fēng)化 弱風(fēng)化 弱風(fēng)化容量（噸/立方米）飽和抗壓強(qiáng)度（公斤/平方厘米）400～500250700700~800小于700小于50變形模量E0=A104（公斤/平方厘米）10—152—310—1210—125—6— 各種巖石飽和抗壓強(qiáng)度Ru，變形模量E0等物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如下表： 樞紐布置情況 壩頂高程：▽252m；防浪墻▽ 壩段說(shuō)明： 壩段號(hào)壩段長(zhǎng)（米） 說(shuō) 明2320420520620升船機(jī)716非常溢洪道（表孔），溢流面高程▽2388~1316潛孔溢洪道，溢流面高程▽2231420，設(shè)197泄水孔1516放壩頂門庫(kù)，15~1616壩頂變壓器室1718廠房壩段D=1818廠房壩段D=1916油泵間202122231681616與