【正文】 思考題(1)．如何確定本電站各種建筑物的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?主要建筑物和臨時建筑物的標(biāo)準(zhǔn)如何確定？(2)．如何選定水輪機(jī)的標(biāo)稱直徑和額定轉(zhuǎn)速、吸出高度和安裝高程?(3)．水輪機(jī)的特征水頭有哪幾個，如何確定?(4)．水輪機(jī)的單機(jī)容量及機(jī)組臺數(shù)是如何確定的?(5)．水輪機(jī)機(jī)組選型時為什么要對效率進(jìn)行修正？如何修正?(6)．蝸殼的型式是如何選取的? 其斷面是如何確定的?畫出蝸殼平面圖，指出何為包角。[5] 中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范(DL 51081999)，中國電力出版社，2000。橋式吊車的主要參數(shù)見附表14~附表15。選擇橋吊跨度時應(yīng)綜合考慮下列因素：(1) 橋吊跨度要與主廠房下部塊體結(jié)構(gòu)的尺寸相適應(yīng)，使主廠房構(gòu)架直接座落在下部塊體結(jié)構(gòu)的一期混凝土上。 副廠房的布置設(shè)計為了保證機(jī)組正常運(yùn)行，在主廠房近旁布置的各種輔助機(jī)電設(shè)備、控制、試驗(yàn)、管理和運(yùn)行人員工作和生活的房間，稱為副廠房。次要樓梯較窄，有的部位可用爬梯。(4) 水輪機(jī)層地板高程：▽水=▽安+ b0/2+蝸殼頂部混凝土厚度(約1m)。(3) 蝸殼層一般由設(shè)置的檢查廊道、進(jìn)人孔等確定寬度。(1) 發(fā)電機(jī)層中，首先決定吊運(yùn)轉(zhuǎn)子(帶軸)的方式，是由上游側(cè)還是下游側(cè)吊運(yùn)。 主廠房的長度主廠房的長度L=機(jī)組段長度L0機(jī)組數(shù)+裝配場長度+邊機(jī)組段加長ΔL。 選擇蝸殼型式、包角、進(jìn)口尺寸，并繪制蝸殼單線圖由于本電站水頭較高，因此建議采用鋼蝸殼。方法：根據(jù)Nr、DHr求出Q39。由此計算出的D1應(yīng)改取為與其計算值相近的標(biāo)稱直徑(表55)。 確定水輪機(jī)的主要參數(shù)當(dāng)水輪機(jī)的型號確定后，需要計算水輪機(jī)的主要參數(shù)，包括水輪機(jī)標(biāo)稱直徑D轉(zhuǎn)速n、吸出高度Hs、安裝高程Za。為了使電氣主結(jié)線對稱，大多數(shù)情況下機(jī)組臺數(shù)為偶數(shù)。 壓力管道的布置設(shè)計壓力管道的涉及內(nèi)容包括確定壓力管道的直徑；經(jīng)定性分析比較確定壓力管道的布置方式，各段尺寸及結(jié)構(gòu)型式。進(jìn)水口的輪廓尺寸主要對進(jìn)口段、閘門段、漸變段的斷面尺寸進(jìn)行計算和論證，要求水流平順，水頭損失小，進(jìn)口流速不宜過大，結(jié)構(gòu)受力條件好。主要比較左岸廠房方案和右岸廠房方案，考慮的因素包括主河床的位置、地質(zhì)條件對大壩及廠房的影響、河道的沖刷與淤積、廠房進(jìn)水和尾水的順暢、各種建筑物的布置和施工是否方便、工程量等，可列表進(jìn)行定性比較。水庫水面面積按10萬畝計，則年產(chǎn)魚約750t。壩址下游的灌溉用水，不需要從水庫直接引水，水電站的放流已能滿足灌溉用水約20m3/s的要求。為此除設(shè)想在本地區(qū)建設(shè)一些大火電廠外，還須建設(shè)相當(dāng)容量的水電站在系統(tǒng)內(nèi)擔(dān)任峰荷，故急需LH水電站投入運(yùn)行。(iv) 二壩壩基受F1大斷層影響，風(fēng)化較深，但下挖5~7m即為塊狀風(fēng)化巖，此種巖石在作管涌試驗(yàn)時，水力坡降達(dá)到30，未見異常情況，故心墻可建基于此巖石上。壩區(qū)基巖裂隙潛水，含水層性能受構(gòu)造和巖石裂隙發(fā)育程度及充填物的控制。寬度較大。(iii) 北西向斷層，走向NW325176。由數(shù)條小斷層組成，~，由破碎巖塊及斷層泥組成，各條小層間的巖體未見構(gòu)造異變，但表部巖石強(qiáng)烈風(fēng)化成砂狀。南側(cè)20176。水庫周邊山體巖石主要為花崗巖，巖石較堅硬完整，滲透性弱，風(fēng)化淺。經(jīng)分析比較，本電站的洪水采用1964年典型，推算得出各種頻率的洪水過程線，見表51。圖51 電站地理位置圖 自然條件 流域概況MD江近南北方向，全長725km，‰，總落差1007m。 選作內(nèi)容 引水系統(tǒng)設(shè)計(1) 進(jìn)水口設(shè)計。確定進(jìn)水口高程、型式及輪廓尺寸；(2) 壓力管道的布置設(shè)計。流域面積37600km2，呈南北向狹長形。多年平均降雨量528mm，%集中在6~9月。本電站的下游已修筑堤防，能防1964年洪水(1964年洪峰QM=7920m3/s)，所以本電站放流以不超過8000m3為宜。覆蓋不厚，植被良好。~45176。(ii) 北東向斷層，一般走向NE25176。~335176。與混合花崗巖接觸部位破碎，完整性較差。單位吸水率隨深度增加而減小。(4) 建筑材料建筑材料分為砂石料和土料，其料場情況為：(i) 砂礫石料砂礫石料主要有兩個料場：料場1：~5km，無效儲量194萬m3，有效儲量325萬m3。本電站的設(shè)計保證率為90%。(3) 航運(yùn)。在綜合考慮以上因素之后，確定本電站的裝機(jī)容量為500MW，水頭范圍為30～65m，設(shè)計水頭為50m。選定廠房位置后，需要對壩段進(jìn)行布置設(shè)計。進(jìn)口段一般為喇叭口形狀，閘門段一般為矩形斷面，而漸變段主要是矩形斷面和管道圓形段面的連接段。對于壩式水電站來說一般采用單管單機(jī)供水的壩內(nèi)壓力管道，其布置原則上應(yīng)力求管道短，穿過壩體時盡量減少對壩體的消弱，減少水頭損失，降低水擊壓力，滿足機(jī)組的調(diào)節(jié)保證為要求。我國已建成的中型水電站一般采用4~6臺機(jī)組。大中型水輪機(jī)的參數(shù)一般由模型綜合特性曲線計算確定。通常D1選用較計算值稍大的標(biāo)稱直徑。1max，由Hmax、Hmin、Dn求出：n39。蝸殼的包角可用345176。本電站屬于中低水頭水電站，其機(jī)組段長度一般根據(jù)下部塊體結(jié)構(gòu)的最小尺寸確定。若由下游側(cè)吊運(yùn)，則廠房下游側(cè)寬度主要由吊運(yùn)之轉(zhuǎn)子寬度決定。蝸殼和尾水管進(jìn)人孔的交通要通暢，集水井水泵房設(shè)置應(yīng)有足夠的位置，以此確定蝸殼層平面寬度。(5) 發(fā)電機(jī)層地板高程：▽發(fā)=▽水+進(jìn)人孔高度(約2m)+混凝土結(jié)構(gòu)厚度(約1m)+定子外殼高度。廠房內(nèi)每層的交通要求不盡相同，以發(fā)電機(jī)層的交通最為重要，參見“主廠房的寬度”。對于本電站，副廠房可以設(shè)在主廠房靠對外交通的一端。(2) 滿足發(fā)電機(jī)層及裝配場布置要求，使主廠房內(nèi)主要機(jī)電設(shè)備均在主副鉤工作范圍之內(nèi)，以便安裝和檢修。在完成上述設(shè)計工作以后，繪制主廠房橫剖面圖、發(fā)電機(jī)層平面圖、水輪機(jī)層平面圖、蝸殼尾水管層平面圖各一張。[6] 水電站機(jī)電設(shè)計手冊編寫組，水電站機(jī)電設(shè)計手冊(水力機(jī)械)，水利電力出版社，1983。(7)．尾水管的型式及尺寸是如何選取的? 其尺寸的大小對水輪機(jī)的效率有何影響?(8)．水輪機(jī)的型號及尺寸是怎樣選取的?寫出你所選用的水輪機(jī)型號，各代表什么意義？(9)．發(fā)電機(jī)的型式是如何選取的? 其優(yōu)點(diǎn)是什么?套用機(jī)組時采用什么原則？(10)．水輪機(jī)的安裝高程是如何確定的? 設(shè)計中考慮了哪些因素?下游水位如何選取?(11)．說明調(diào)速器和油壓裝置是如何選擇的?(12)．?dāng)⑹鲞M(jìn)水口的尺寸及其設(shè)備的布置。[17] 袁銀忠主編，水工建筑物專題(泄水建筑物的水力學(xué)問題)，中國水利水電出版社，1997。[4] 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范(DL 50731997)，電力工業(yè)部，1997。若采用柔性吊具，~。橋吊跨度是指橋吊大梁兩端輪子的中心距。因?yàn)闇囟瘸料菘p有一定的寬度，為了防止水通過分縫進(jìn)入廠房，需要在縫中設(shè)置止水，一般為橡膠止水或銅片止水，其設(shè)置方法和構(gòu)造與壩的止水相同。~，坡度一般為25176。(3) 開挖高程：▽挖=▽尾混凝土底板厚度(約1~2m)。以這些設(shè)備放下后，不影響水輪機(jī)層交通來確定水輪機(jī)層的寬度。 主廠房的寬度主廠房的寬度應(yīng)由發(fā)電機(jī)層、水輪機(jī)層和蝸殼層三層的布置要求來共同決定。 廠區(qū)樞紐及電站廠房的布置設(shè)計廠房設(shè)計包括廠區(qū)樞紐的布置、主廠房尺寸的確定、廠房內(nèi)設(shè)備的布置、起重機(jī)的選擇、廠房的結(jié)構(gòu)布置、副廠房布置等。(4) 計算允許吸出高度HS，并確定水電站的安裝高程ZA計算公式