【正文】 水輪發(fā)電機(jī)的通風(fēng)冷卻方式及其選擇 大中型水輪發(fā)電機(jī)常采用密閉式空氣循環(huán)冷卻和水內(nèi)冷兩種冷卻方式。后者結(jié)構(gòu)緊湊，但容量較小，僅適用于中小型水輪機(jī)。同時(shí)也可作為進(jìn)水閥、調(diào)壓閥以及液壓操作元件的壓力油源。水輪機(jī)調(diào)節(jié)是通過(guò)調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化不斷地改變水輪機(jī)過(guò)流量來(lái)實(shí)現(xiàn)的 。 尾水管的水平長(zhǎng)度 L 是指機(jī)組中心線至尾水管出口斷面的距離，此處取 。彎肘形尾水管是由進(jìn)口直錐段、肘管和出口擴(kuò)散段三部分組成，其大致形狀如圖示： 圖24 混 流式水輪機(jī)尾水管 由推薦的尾水管尺寸表查得， 310HL 水輪機(jī)各尺寸如下： 表 21 尾水管標(biāo)準(zhǔn)型式與實(shí)際計(jì)算表 參數(shù) 1D h L 5B 4D 4h 6h 1L 5h 標(biāo)準(zhǔn) 實(shí)際 尾水管高度 h ，指從水輪底環(huán)平面到尾水管底板的高度，是決定尾水管性能的主要參數(shù)。蝸殼頂角點(diǎn)和底角點(diǎn)的變化形式有直線和拋物線兩種，直線變化規(guī)律對(duì)設(shè)計(jì)及施工比較方便，而拋物線變化《水電站》課程設(shè)計(jì) 13 規(guī)律水利條件較好。 水輪機(jī)結(jié)構(gòu)與外型尺寸估算 混流式水輪機(jī)主要由以下幾部分組成：埋入部分，包括蝸殼、座環(huán)、尾水管等；導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，包括頂蓋、底環(huán)、導(dǎo)葉和導(dǎo)葉操作機(jī)構(gòu)等；轉(zhuǎn)動(dòng)部分，包括轉(zhuǎn)輪、主軸等；導(dǎo)軸承、密封裝置及其他附屬裝置。 5． 吸出高的計(jì)算 可知，對(duì)于 310HL 轉(zhuǎn)輪，其吸出高可按下式計(jì)算： HHzs ????? 90010 式中 z? 為電站裝置氣蝕系數(shù)，查得 ?z? 。1 ???? HrnDn r min/r 在 310HL 型 水 輪機(jī) 的 模型 綜 合特 性 曲 線圖 上 分別 繪 出 39。 m a x1 ?????? ?NrQ =﹤ sm/3 則水輪機(jī)的最大引用流量為： HrD 2139。1n 值即可計(jì)算。1039。1Q 也可不加修正。10 Mnn ? ，將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入，可得 n = min/r ，選用與之接近而偏大的同步轉(zhuǎn)速min/ rn? 。 《水電站》課程設(shè)計(jì) 10 2． 轉(zhuǎn)速 n 的計(jì)算 139。由此可初步假定原型水輪機(jī)在該工況下的單位流量 sm M / 339。綜合考慮機(jī)組臺(tái)數(shù)與機(jī)電設(shè)備制造、水電站投資、水電站運(yùn)行效率、水電站運(yùn)行維護(hù)工作等的關(guān)系，采用兩臺(tái)機(jī)組，單機(jī)容量為 MWNgr 8? 。 《水電站》課程設(shè)計(jì) 9 第二章 機(jī)電設(shè)備選擇 輪機(jī)的選型 水輪機(jī)選擇的基本資料 裝機(jī)容量 16zN MW? , mHmHmHmH avr , m i nm a x ???? 水輪機(jī)型號(hào)的選擇 根據(jù) 設(shè)計(jì)水頭 mHr ? ， 從水輪機(jī)系列型譜參數(shù)表中查 出合適的機(jī)型有 310HL 型和560ZZ 型 水輪機(jī) 兩種 。 (2)上壩址 正常蓄水位： ；設(shè)計(jì)洪水位（ P=2%）： ，下泄流量 Q=5220m3/s，相應(yīng)下游水位 ；校核洪水位（ P=%）： ，下泄流量 Q=8440m3/s，相應(yīng)下游水位 ；死水位： 。各料場(chǎng)均無(wú)公路相通，需修建簡(jiǎn)易公路。表部無(wú)用層為風(fēng)化破碎巖石，厚度 0～ 20m 。 (3)石料：共調(diào)查 5 個(gè)料場(chǎng)，總儲(chǔ)量 410 3m 。基本沒(méi)有無(wú)用層， 開(kāi)采條件好。團(tuán)河、巫水河的料場(chǎng)單個(gè)儲(chǔ)量較小，一般 1～ 3 410 3m 。 (2)砂礫料： 共調(diào)查 26 個(gè)料場(chǎng)，總儲(chǔ)量 410 3m ，其中砂約 410 3m ，礫 410 3m ，水上 410 3m ，水下 410 3m ，主要分布在團(tuán)河、巫水、沅水等河流。料場(chǎng)分布面積大，有用層厚度 3 ～4m ，無(wú)用層厚度僅 。但 NE 及 NEE向兩組緩傾角（ 35?～ 36?）節(jié)理較發(fā)育，且傾向坡外，對(duì)廠房開(kāi)挖邊坡穩(wěn)定不利，建議采取加固處理措施。 《水電站》課程設(shè)計(jì) 6 (2)廠房 下壩址廠房位于河彎下游 9沖溝出口的沖積堆積Ⅰ級(jí)階地一帶，階地寬 10～ 12m ，階面高程 183～ 184m ，后山坡坡角 45?，基巖裸露。主要發(fā)育 N30?E， NW∠ 35?， N85?W， SW∠ 86?， N15?W， SW∠ 79?及 N80?E ，NW∠ 36?四組節(jié)理，面多閉合，延伸長(zhǎng) 1～ 5m 。其中平距 110～ 310m 段屬Ⅲ類(lèi)圍巖， f =4～ 5， 0K =30～ 35 cmMPa/ ；平距 310～350m 段屬Ⅳ類(lèi)圍巖， f =3～ 4， 0K =15～ 20 cmMPa/ 。其中平距 40～ 70m段屬Ⅲ類(lèi)圍巖， f =4～ 5， 0K =35～ 40 cmMPa/ ；平距 70～ 110m 段屬Ⅱ類(lèi)圍巖， f =6～ 7，0K =50～ 55 cmMPa/ 。 洞身段（ 40～ 110m ）：上覆巖體厚 18～ 66m ，圍巖為 Zaj23 巖組上部灰白色厚層狀長(zhǎng)石砂巖，圍巖呈弱～微風(fēng)化狀 態(tài)。 進(jìn)口段（ 0～ 40m ）：地形坡角 28?～ 60?，上覆巖體厚 6～ 18m ，圍巖為 Zaj 24巖組灰綠色絹云母板巖，劈理發(fā)育，巖層產(chǎn)狀 N20?E， SE∠ 65?，傾向洞外 偏右側(cè)，與洞軸線交角 36?，主要發(fā)育產(chǎn)狀 N70?W， SE∠ 78?， N50?W， SW∠ 87?及 N10?E， SE∠ 85?三組節(jié)理，面多閉合平直，延伸長(zhǎng) ～ 。 (3)壩基巖石物理力學(xué)指標(biāo) 表 15 壩基巖石物理力學(xué)指標(biāo)建議值表 巖 石 名 稱(chēng) 風(fēng) 化 程 度 天 然 密 度 ( 3/cmg ) 飽和 抗壓 強(qiáng)度 (MPa ) 砼與巖石 抗剪強(qiáng)度 砼與巖石 抗剪斷強(qiáng)度 彈 性 模 量 ( aGP ) 抗 沖 流 速 ( sm/) 臨時(shí) 開(kāi)挖 坡比 備 注 f c(MPa) 39。 壩區(qū)巖石風(fēng)化主要受巖性所控制，壩基及壩肩大部分為絹云母板巖，其抗風(fēng)化能力較弱，兩岸肩強(qiáng)風(fēng)化相對(duì)較深。左岸坡角 400～ 430，為崩坡積物所覆蓋，山頂高程 ；右岸坡角 420～ 450，基巖裸露 ,山頂高程 。壩基巖體透水率小于 5lu占 %，基本屬弱透水巖體；防滲帷幕下限（ q5lu）埋深，左岸 ～ 20m ，河床 5～ 7m ，右岸 ～ 12m 。 壩區(qū)巖層走向與河流交角 700～ 800，傾上游偏左岸，壩址區(qū)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，僅上游見(jiàn) F1 斷層及物探探測(cè)的 F3斷層，破碎帶寬 ～ ，延伸長(zhǎng)度均小于 50m 。河床基巖裸露，高程 181～ 184m ，河床寬 136m ，水深 ～ 。 下壩址：飽和抗壓強(qiáng)度： 15～ 25MPa ；抗剪指標(biāo)： 巖砼 /f =～ ；抗剪斷指標(biāo)：39。 工程地質(zhì)與水文地質(zhì) 工程地質(zhì)資料 (1)該工程區(qū)地震基本烈度小于Ⅵ度，不考慮地震荷載。 水庫(kù)正常蓄水位 191m 時(shí)庫(kù)容為 億 m3，電站裝機(jī)容量為 16MW ， 根據(jù)水利水電工程等級(jí)劃分的規(guī)定，工程規(guī)模為?。?1）型，工程等別為Ⅳ等?！端娬尽氛n程設(shè)計(jì) 1 第一章 原始資料及設(shè)計(jì)條件 概述 工程概況 某水電站位于沅水一級(jí)支流巫水下游峽谷河段，下距會(huì)同縣若水鄉(xiāng)鎮(zhèn) 2km ，距洪江市15km 。 工程等別和建筑物級(jí)別 本工程以發(fā)電為主，兼有防洪、旅游等綜合效益。 氣象 多年平均氣溫： ?C；極端最高氣溫： ?C；極端最低氣溫： ?C；多年平均水溫： ?C；歷年最高氣溫： ?C；歷年最低氣溫： ?C；多年平均風(fēng)速： sm/ ； 歷年最大風(fēng)速： sm/ ，風(fēng)向： NE；水庫(kù)吹程： ；最大積雪厚度： 21cm ；基本雪壓： 2/mKN 。c =～ 。 壩址工程地質(zhì)條件 (1)上壩址工程地形、地質(zhì)條件 上壩址位于河流彎曲段下游，流向 2790，基本為“ U”型橫向河谷。 壩址區(qū)除兩岸均分布有寬度較窄，厚 3～ 4m 沖積階地堆積及左岸分布厚 1～ 3m 殘積堆積外，基巖大部分裸露，出露的主要巖性為砂質(zhì)板巖、絹云母板巖夾長(zhǎng)石砂巖、厚層長(zhǎng)石砂巖、含礫砂巖、含礫砂質(zhì)板巖。 據(jù)鉆孔壓水試驗(yàn)和地下水觀測(cè)資料，壩區(qū)巖體透水性較差，地下水位坡降陡達(dá) 40～50%，埋藏較淺，遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)正常蓄水位。兩岸地形對(duì)稱(chēng)，邊坡較陡峻。巖層產(chǎn)狀 N200～ 250E,SE＜ 600～ 700，其走向與河流交角 600～ 650，傾向上游偏左岸。壩基防滲帷幕下限（ q5lu）埋深，左岸 10～ 28m ，河床 2～10m ，右岸 6～ 20m 。洞軸向 N16?W。洞臉邊坡由于受層面與多組節(jié)理組合切割穩(wěn)定性較差，建議采取加固處理措施。該段位于地下水位以下，巖體完整性較好，基本穩(wěn)定，成洞條件較好。該段位于地下水位以下，巖體完整至較完整，大部分洞段基本穩(wěn)定，成洞條件較好，但局部洞段（ 310～ 350m ）劈理、節(jié)理較發(fā)育，穩(wěn)定性較差。巖層產(chǎn)狀 N15?E， SE∠ 65?～ 70?，傾向洞內(nèi)偏右側(cè)，與洞軸線交角 31?。由于 N10?E及 N80?E，傾向洞外的兩組緩傾角節(jié)理較發(fā)育，加上與 NWW 向、 NNW 向高傾角節(jié)理組合形成不穩(wěn)定塊體，對(duì)洞臉邊坡與開(kāi)挖邊坡穩(wěn)定不利，建議采取錨固處理措施。強(qiáng)風(fēng)化帶下限埋深 2～ 5m ，廠房基礎(chǔ)持力層為弱風(fēng)化巖體，其強(qiáng)度滿(mǎn)足建筑物地基應(yīng)力要求。 (1)土料： 共調(diào)查了 7個(gè)料場(chǎng)，總儲(chǔ)量 410 3m ，