【正文】 andstation,andandmanagementdomesticmanagementarticlethesmallrushistechnology,andAbstract:mediumsized17 陳德新，楊建設(shè)主編，水輪機(jī)、水泵及輔助設(shè)備，中央廣播電視大學(xué)出版社，2001。她對(duì)學(xué)生嚴(yán)格要求、對(duì)工作盡職盡責(zé)的，給我們留下深刻的影象。 謝 辭為期兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)緊張有序的做完了。故壓力升高值在允許的范圍內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求。代入數(shù)據(jù)可得：故上述公式適用于沖擊式水輪機(jī)，對(duì)于反擊式水輪機(jī)利用此公式時(shí)需給予一修正系數(shù)，與轉(zhuǎn)速有關(guān)，對(duì)混流式水輪機(jī)可近似取=由此可以算出壓力管道末端水擊壓力上升相對(duì)值：蝸殼末端水擊壓力上升相對(duì)值：不在壓力允許上升的范圍內(nèi)，不滿足設(shè)計(jì)要求。所以，(t水擊壓力的最大升高值通常以相對(duì)值ξmax表示： （62）式中，—水輪機(jī)的靜水頭 Hmax—最大水頭值，其限制值主要根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求確定，目前一般采用下列數(shù)值：所以調(diào)壓室的頂高程由上述計(jì)算可知，,，壓力管道長(zhǎng)度為470m。則： 同理，壓力管道水頭損失計(jì)算（局部水頭損失忽略不計(jì)）： （54） 式中：L—壓力管道長(zhǎng)度取為470m。調(diào)壓室位置選擇的一般原則為：（1）調(diào)壓室的位置需根據(jù)壓力管道的地形、地質(zhì)條件與廠房位置統(tǒng)一考慮，應(yīng)盡可能靠近廠房，以減少壓力管道與水輪機(jī)的水擊壓力。水電站廠房還必須妥善考慮采光、通風(fēng)、取暖、防潮、防火保安、交通運(yùn)輸?shù)葐栴}，以確保水電站的正常運(yùn)行，并給運(yùn)行人員提供良好的工作環(huán)境。各房間的面積和內(nèi)部布置取決于電站裝機(jī)容量、機(jī)組臺(tái)數(shù)、電站在電力系統(tǒng)中的作用等因素。可用下式表示：3）發(fā)電機(jī)層樓板最好高于下游最高洪水位，以便于對(duì)外交通和防潮、通風(fēng)。（1）水輪機(jī)的安裝高程水輪機(jī)的安裝高程是水電站非常重要的一個(gè)特征高程，在進(jìn)行水電站廠房設(shè)計(jì)時(shí)，該高程是計(jì)算水電站廠房其他高程的基準(zhǔn)值。一般主要通道寬2～3m,次要通道寬1～，周圍應(yīng)有一定的空間，以便于運(yùn)行人員觀察和操作。故蝸殼層：蝸殼平面尺寸確定以后，機(jī)組段長(zhǎng)度可表達(dá)為 (43)式中，—蝸殼在廠房縱向的尺寸，=； —蝸殼外圍的混凝土結(jié)構(gòu)厚度。電能經(jīng)過主變壓器升高到規(guī)定的電壓后引到開關(guān)站。（1）主廠房。光滑無剛性環(huán)的明鋼管不失穩(wěn)的最小管壁厚度計(jì)算公式為： （36）式中，D鋼管直徑，m； 鋼管管壁厚度，m； P抗外壓荷載設(shè)計(jì)值，取100KPa E鋼材的彈性模量， K安全系數(shù)，K=2 忽略不計(jì)。壓力管道向多臺(tái)機(jī)組供水的方式有三種，單元供水、聯(lián)合供水和分組供水。在內(nèi)水壓力作用下鋼襯與外包鋼筋混凝土聯(lián)合受力，從而可減小鋼襯的厚度，適用于大HD值的管道。（1）鋼管（2）單層襯砌：由混凝土、鋼筋混凝土或漿砌石等組成，適用于中等地質(zhì)條件斷面較大，水頭及流速較高情況。隧洞斷面形式取決于水流流態(tài)、地質(zhì)條件、施工條件及運(yùn)行條件等，有壓隧洞一般采用圓形斷面，原因是圓形斷面的水流條件受力條件都較為有利，本設(shè)計(jì)中隧洞斷面采用圓形。(2）閘門設(shè)計(jì)工作閘門：選用平板閘門，門寬B=，門高h(yuǎn)=。的平面攔污柵，過柵的水流凈流速應(yīng)盡量小，以減小水頭損失和清污困難，不宜大于1m/s，本設(shè)計(jì)取過柵流速為1m/s。以6～9186。因?yàn)槁┒肥轿鼩怃鰷u會(huì)帶入空氣，吸入漂浮物，引起噪音和振動(dòng)，減小過水能力，影響水電站的正常發(fā)電。其組成為：進(jìn)口段，閘門段，漸變段。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?？刹捎谜蛞蛘邆?cè)向引水，考慮減小管線長(zhǎng)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。共有八個(gè)間隔，三個(gè)進(jìn)線間隔，三個(gè)出線間隔，一個(gè)母線間隔，一個(gè)避雷器和電壓互感器間隔。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(chǎng)。（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。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。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(cuò)誤，故本設(shè)計(jì)調(diào)速器為大型調(diào)速器。懸式承載機(jī)架h2===（cm）。查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)》（9）取h===（m）（5）尾水管的水平長(zhǎng)度尾水管的水平長(zhǎng)度L是指機(jī)組中心線至尾水管出口斷面的距離。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。)Qi（m3/s)ρi(m)Ri(m)345 330 315 300 285 270 255 240 225 210 195 180 165 150 135 120 105 90 75 60 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。（2）水輪機(jī)的吸出高驗(yàn)算計(jì)算出的吸出高=4m,滿足電站要求。通常是選用比計(jì)算值稍大的標(biāo)準(zhǔn)直徑作為水輪機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)直徑。為縮小廠房面積，高水頭大中型電站一般均采用立軸布置方式。 電站動(dòng)能參數(shù)裝機(jī)容量 102MW枯水年枯水期平均出力 年利用小時(shí)數(shù) 3961h多年平均年發(fā)電量 .h 水庫特性正常蓄水位 3385m死水位 3360m校核洪水尾水位 設(shè)計(jì)洪水尾水位 正常尾水位(機(jī)組滿發(fā)) 最低尾水位(一臺(tái)機(jī)) 最大水頭 最小水頭 設(shè)計(jì)水頭 118m加權(quán)平均水頭 泥沙特性多年平均含沙量 汛期（6～9月）多年平均含沙量 年平均過機(jī)含沙量 第2章 水輪發(fā)電機(jī)組的選擇水電站總裝機(jī)容量等于機(jī)組臺(tái)數(shù)和單機(jī)容量的乘積。左岸以基巖為主，右岸植被發(fā)育，以淺表層覆蓋層為主。XX水電站壩址徑流成果表表11位 置集雨面積（km2）項(xiàng) 目均值（m3/s）各頻率設(shè)計(jì)值（m3/s）P=5%P=50%P=95%XX水電站壩址5921年（6～翌年5月） 枯期（12～翌年4月） XX水電站壩、廠址設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算采用朱巴站設(shè)計(jì)洪峰流量成果用面積比指數(shù)n=2/3次方搬移至壩、廠址處，XX水電站壩、廠址設(shè)計(jì)洪量計(jì)算采用朱巴站的設(shè)計(jì)洪量成果用面積比指數(shù)n=1搬移至XX水電站壩、廠址處，得到XX水電站壩、廠址設(shè)計(jì)洪水成果。主要特點(diǎn)是：氣溫低，冬季長(zhǎng)，無霜期短，降水少，干濕季分明；輻射強(qiáng)，日照豐富，風(fēng)速大，氣溫隨海拔的升高呈明顯的垂直分布。鮮水河由西北向東南流經(jīng)仁達(dá)鄉(xiāng)、孔色、在道孚縣城下游折向南經(jīng)瓦日、扎拖、瓦多鄉(xiāng)等地，在雅江縣城上游匯入雅礱江。 33 33 35 37 副廠房布置 41第6章 調(diào)壓室設(shè)計(jì) 43 43 43 44 44 44 46 46第7章 調(diào)節(jié)保證計(jì)算 48 48 48 48 48 49 49 50 50 55謝 辭 59參考資料 60外文文獻(xiàn) 62附錄 71 第1章 基本資料XX水電站位于XX省XX縣境內(nèi)，地處鮮水河兩源之一泥曲河上，下游為朱巴水電站，電站裝機(jī)容量102MW，h，年利用小時(shí)數(shù)3961h。鮮水河全長(zhǎng)541km，‰，流域面積19338km2。流域內(nèi)干、濕季分明：干季為11月至次年4月，受高空西風(fēng)帶南支氣流控制，天氣晴朗，氣候干燥，多大風(fēng)，降水少，多冰雹、雷電；5～10月為流域的濕季，由于南支西風(fēng)急流逐漸北移到中緯度地區(qū)，與北支西風(fēng)急流合并，西南季風(fēng)盛行，攜帶大量水汽，使流域內(nèi)氣候濕潤(rùn)、降雨集中，雨量約占全年雨量的90～95%，雨日占全年的80%左右，并且日照少、濕度較大、日溫差小。由于本階段泥曲河段無歷史洪水資料，因此在XX水電站壩、廠址校核洪水基礎(chǔ)上增加15%作為安全修正值。局部段分布第四系松散堆積體。在裝機(jī)容量確定的情況下，可以擬定出不同的機(jī)組臺(tái)數(shù)方案。根據(jù)原始資料，故應(yīng)按照立軸方式布置機(jī)組。查《水電站》（22）P76表46，取與之接近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)直徑D1=。（3）工作范圍的檢驗(yàn)計(jì)算在最大水頭Hmax=，有在最小水頭Hmin=，有在HLD06a型水輪機(jī)的主要特性曲線圖上，分別畫出Q/1max=，n/1min=，這些直線所圍成的陰影部分（如下圖）就是水輪機(jī)的工作范圍，其基本處于特性曲線的高效率區(qū)，符合設(shè)計(jì)要求。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。（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。本設(shè)計(jì)取L===（m）。（8）推力軸承高度h3，勵(lì)磁機(jī)高度h4，副勵(lì)磁機(jī)高度h5和永磁機(jī)高度h6 推力軸承高度h3，勵(lì)磁機(jī)高度h4，副勵(lì)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(cè)》P163表38中選取，取h3=1500mm，h4=2000mm，h5=1200mm，h6=800mm。應(yīng)計(jì)算主配壓閥直徑來選定調(diào)速器型號(hào)。按計(jì)算的Vk=179。應(yīng)防止由于泥沙淤積造成尾水壅高，降低發(fā)電水頭。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。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。由于設(shè)計(jì)中流量小、機(jī)組臺(tái)數(shù)少，采用一條壓力管道（地下埋管）向三臺(tái)機(jī)組供水的聯(lián)合供水方式（即一管多級(jí)）。，右岸引水方案穿越林場(chǎng)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(duì)左岸沖溝較淺，谷底相對(duì)左岸沖溝較窄，谷底沖洪積堆積物相對(duì)左岸沖溝較淺。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(huì)引起塌方，坡度適中?！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 C—系數(shù)，取C=； S—閘門頂?shù)陀谧畹退坏呐R界淹沒深度，m。為宜。則攔污柵凈面積為：攔污柵通常由鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)支承，攔污柵框架由柱墩及橫梁組成，本設(shè)計(jì)取2m；橫梁間距一般不大于4m，間距過大會(huì)加大柵片的橫斷面積，過小會(huì)減小凈過水面積，增加水頭損失，本設(shè)計(jì)取4m。要求在靜水中開啟，動(dòng)水中關(guān)閉。隧洞斷面面積為： （34） 式中：ve經(jīng)濟(jì)流速，取由上式得：隧洞面積洞徑本設(shè)計(jì)中取。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，混凝土及鋼筋混凝土厚度，一般約為洞徑或洞寬的1/8～1/12且不小于25cm，由襯砌最終計(jì)算確定。鋼管具有強(qiáng)度高，防滲等優(yōu)點(diǎn)，常用于大中型水電站。由于鋼襯可以防滲，外包鋼筋混凝土可按允許開裂設(shè)計(jì)，以充分發(fā)揮鋼筋的作用。分組供水為多管多級(jí)，適用于管道較長(zhǎng)、機(jī)組臺(tái)數(shù)多的電站，本水電站設(shè)計(jì)僅有三臺(tái)機(jī)組，因此分組供水不適用；單元供水方式一條壓力管道只向一臺(tái)機(jī)組供水，工程量大，造價(jià)高，適用于水頭低而流量大、管線長(zhǎng)度較短的水電站，本設(shè)計(jì)電站水頭高、管線長(zhǎng)，故不適用單元供水方式；聯(lián)合供水即在一條壓力管道的末端分岔后分別向廠房?jī)?nèi)全部機(jī)組供水，節(jié)省了管道工程量，降低造價(jià)，適用于管道長(zhǎng)、水頭高的電站。故，不能滿足抗外壓穩(wěn)定要求，需要設(shè)置加勁環(huán)增加管壁厚度。布置著水電站的主要?jiǎng)恿υO(shè)備（水輪發(fā)電機(jī)組）和各種輔助設(shè)備的主機(jī)室（主機(jī)間），及組裝、檢修設(shè)備的裝配場(chǎng)（安裝間），是水電站廠房的主要組成部分。主廠房主要尺寸的確定，即主廠房的總長(zhǎng)，總高和寬度的確定。故尾水管層：與蝸殼層類似，尾水管寬度確定后，機(jī)組段長(zhǎng)度可表達(dá)為 (44)式中，B—尾水管的寬度，B=； —尾水管邊墩的混凝土厚度。如機(jī)旁盤前應(yīng)留有1m寬的工作場(chǎng)地，～1m寬的檢修場(chǎng)地。立軸混流式水輪機(jī)的安裝高程為