【正文】 閉時間為：，因此此時發(fā)生的是間接水錘。 調(diào)節(jié)保證計算過程水電站的調(diào)節(jié)保證計算一般按以下兩種工況計算，并取較大值：在設(shè)計水頭下丟棄全負(fù)荷，通常發(fā)生最大轉(zhuǎn)速上升率。計算丟棄負(fù)荷和增加負(fù)荷時轉(zhuǎn)速變化率，并檢驗(yàn)其是否在允許的范圍內(nèi)。 調(diào)壓室設(shè)計 調(diào)壓室作用在引水線路上設(shè)置調(diào)壓室后，利用調(diào)壓室擴(kuò)大的斷面積和自由水面，水錘波就會在調(diào)壓室反射到下游去。所選擇的兩條引水線路分別以1和2表示，2的進(jìn)水口均布置在左岸上游側(cè)140m處，穿過左岸山體布置引水管道。 進(jìn)水口高程計算為保證進(jìn)水口處于有壓狀態(tài)，以使水流流態(tài)穩(wěn)定，進(jìn)水口的高程應(yīng)低于運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最低水位，并有一定的淹沒深度。收縮角不超過10度，以6~9度為宜，本設(shè)計取為6度。引水道經(jīng)濟(jì)直徑為 按經(jīng)濟(jì)流速計算 取為減小引水道內(nèi)的水錘壓力值，引水道直徑取稍大值，這里取D=6m。而塔式則適用于岸坡地質(zhì)條件較差的地方。 轉(zhuǎn)輪重量估算查《水電站設(shè)計手冊水力機(jī)械分冊》143頁圖256水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量估算曲線，根據(jù)轉(zhuǎn)輪直徑及水頭大小可查得水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量為45噸。考慮到制造工藝水平的情況取，由于水輪機(jī)所應(yīng)用的蝸殼和尾水管型式與模型基本相似，故認(rèn)為 ，則效率修正值為：由此求得水輪機(jī)在限制工況下的效率為： 與原來假定的效率91%相同。 可供選擇的水輪機(jī)基本類型有混流式和軸流式。但在大多數(shù)情況下，機(jī)組臺數(shù)增多將會增加投資。故本水電站樞紐工程廠房采用岸邊引水式廠房，在左岸上游側(cè)布置進(jìn)水口，通過引水隧洞或管道引水至左岸下游側(cè)的廠房。并且廠房的尾水與溢流段的水流相隔太近，尾水的消能效果得不到保證，對下游的沖刷影響較大。 主、副廠房基礎(chǔ)出露的付片巖主要為白云母石英鈉長片巖，正片巖為綠泥鈉長片巖。 引水隧洞地質(zhì)條件： 引水隧洞通過地帶沿線出露有正、付片巖兩類：付片巖主要為白云母石英納長片巖，正片巖為綠泥鈉長片巖，綠泥陽起鈉長片巖。其巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見下表： 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） ～。 樞紐區(qū)出露基巖為古老的結(jié)晶片巖，計有正，付片巖兩類。 工程地質(zhì) 壩址位于堵河下游長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。有兩源：南源名官渡河，西源稱泗河，以西源為主源。這次設(shè)計的主要范圍是引水系統(tǒng)和廠房兩部分，設(shè)計達(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。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 水電站廠房設(shè)計(引水隧洞和廠房)畢業(yè)設(shè)計說明書 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)型號及主要參數(shù)選擇 12 水輪機(jī)機(jī)組臺數(shù)和單機(jī)容量選擇 12 水輪機(jī)型號選擇 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)型號的選擇 16 起重設(shè)備的選擇 17 起重機(jī)的型號確定 174 引水系統(tǒng)的設(shè)計 19 進(jìn)水口設(shè)計 19 進(jìn)水口的類型 19 供水方式的選擇 19 引水道直徑計算 19 進(jìn)水口尺寸計算 20 進(jìn)水口高程計算 23 引水道設(shè)計 24 線路比較 24 調(diào)壓室設(shè)計 25 調(diào)壓室作用 25 調(diào)壓室的設(shè)置判斷 25 調(diào)節(jié)保證計算 26 調(diào)節(jié)保證計算的任務(wù) 26 調(diào)節(jié)保證計算的目的 27 調(diào)節(jié)保證計算的標(biāo)準(zhǔn) 27 調(diào)節(jié)保證計算的內(nèi)容 27 調(diào)節(jié)保證計算過程 27 水頭損失計算 32 沿程水頭損失計算 32 局部水頭損失計算 32 壓坡線的繪制 345 廠房布置設(shè)計 35 蝸殼尺寸的確定 35 尾水管單線圖的繪制 38 進(jìn)口直錐段計算 38 肘管計算 38 出口擴(kuò)散段計算 39 尾水管高度 39 尾水管單線圖 39 廠房平面尺寸計算 39 主廠房長度計算 40 主廠房寬度計算 42 主廠房的剖面設(shè)計 44 廠房樞紐布置 47 安裝間的位置選擇及計算 47 尾水平臺的布置 47 廠房電氣設(shè)備布置 486 結(jié)構(gòu)設(shè)計 49 工作閘門結(jié)構(gòu)設(shè)計 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 50 水平次梁、頂梁和底梁設(shè)計 51 主梁設(shè)計 56 橫隔板設(shè)計 62 縱向連接系設(shè)計 63 邊梁設(shè)計 65 閘門附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計 68 行走支承設(shè)計 68 軌道設(shè)計 69結(jié)論 71總結(jié)與體會 72謝 辭 73參 考 文 獻(xiàn) 7472摘 要本次畢業(yè)設(shè)計的題目是湖北黃龍灘水電站廠房設(shè)計。并且想通過這次的設(shè)計將所學(xué)知識合理的運(yùn)用到設(shè)計中去，讓自己所學(xué)的知識在設(shè)計中體現(xiàn)，以順利完成該設(shè)計的目標(biāo)和要求。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。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。在長期物理地質(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變形。巖石風(fēng)化帶厚：河床0～10米，左岸10～35米，右岸30～60米。 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，對混凝土無侵蝕性。 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綠泥鈉長片巖 巖石呈弱風(fēng)化 1～2 50～70白云母石英鈉長片巖 新鮮完整 6～7 600綠泥陽起鈉長片巖 新鮮完整 6～7 500白云母石英鈉長片巖 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。若布置為壩后式廠房，溢流壩段泄洪時，所產(chǎn)生的水霧以及震動等將對廠房造成影響，甚至可能干擾廠房的正常運(yùn)行。綜合考慮，因地形位置因素，河床式廠房與壩后式廠房均不適宜，因地質(zhì)條件因素，地下廠房不適宜，且開挖地下廠房的成本較高。但采用小機(jī)組時，廠房的起重能力、安裝場地、基坑開挖量等可縮減，減少投資。 水輪機(jī)型號選擇根據(jù)水文資料等，已知本水電站的設(shè)計水頭，最大水頭，最小水頭。 效率修正值的計算查水輪機(jī)模型參數(shù)表得。 HL220模型特性綜合曲線如下圖： 水輪機(jī)吸出高的計算由水輪機(jī)的設(shè)計工況，在上圖可查得相應(yīng)的氣蝕系數(shù)；由設(shè)計水頭，在圖上可查得，則可求得水輪機(jī)的吸出高為：3 .2 水輪機(jī)重量估算查《水電站設(shè)計手冊水力機(jī)械分冊》142頁圖255水輪機(jī)總重量估算曲線，根據(jù)轉(zhuǎn)輪直徑可得水輪機(jī)總重為210噸。岸式與塔式相比，岸式適用于岸坡地質(zhì)條件良好的地方，且比較經(jīng)濟(jì)。 引水道直徑計算由水輪機(jī)選擇計算知，水輪機(jī)單機(jī)最大引用流量為，為減少水頭損失。由矩形變成圓形通常采用四角加圓角過渡圓弧的中心位置和圓角半徑r均按直線變化，漸變段長度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，~。則通氣孔面積為： 為了便于進(jìn)水口及壓力管道的維護(hù)與檢修，需設(shè)進(jìn)人孔，其位置設(shè)在工作閘門之后。 線路比較根據(jù)洞線選擇條件初步選擇兩條引水線路，從工程地質(zhì)平面圖上可以看出，因壩址處距離下游大峽溝溝口處較近，且根據(jù)上游地質(zhì)條件選擇的進(jìn)水口位置距離壩址也較近，使得引水線路距離較短，因此整段引水線路均采用壓力鋼管布置。綜合以上因素，并考慮到廠房的位置布置，以及尾水道的布置，確定1線路為最終引水線路設(shè)計方案。 調(diào)節(jié)保證計算 調(diào)節(jié)保證計算的任務(wù)計算有壓引水系統(tǒng)的最大和最小內(nèi)水壓力，最大內(nèi)水壓力作為設(shè)計或校核壓力管道、蝸殼和水輪機(jī)強(qiáng)度的依據(jù)；最小內(nèi)水壓力作為壓力管道線路布置，防止管道中產(chǎn)生負(fù)壓和校核尾水管內(nèi)真空度的依據(jù)。增加全負(fù)荷或部分負(fù)荷時：機(jī)組轉(zhuǎn)速最大降低值，只對單獨(dú)運(yùn)行的電站計算，加入系統(tǒng)運(yùn)行的地在那還能，轉(zhuǎn)速受系統(tǒng)頻率的制約，不可能有很大的降低、壓力管道和蝸殼內(nèi)最大壓力降低值。 這里取。水錘壓力值為： 總壓力值為： 轉(zhuǎn)速上升率為（按列寧格勒金屬工廠公式計算）：上式中：為機(jī)組額定容量。 水頭損失計算引水系統(tǒng)中水頭損失主要包括沿程水頭損失和局部水頭損失兩種。攔污柵處。本建筑物的初步設(shè)計是建立在已經(jīng)選定的水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)型號基礎(chǔ)上的。則錐管的單邊擴(kuò)散角為。 尾水管高度尾水管總高度是由導(dǎo)葉底環(huán)平面到尾水管之間的垂直高度，對于混流式水輪機(jī)可取。 為時的半徑，則。其中：為發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑。則。 主廠房寬度計算 按上下游廠房寬度計算以機(jī)組中心線為界，廠房寬度B分為上游寬度和下游寬度兩部分。則。 為橋機(jī)端部與軌道中心線的距離。它與平面設(shè)計是一個整體，設(shè)計時必須統(tǒng)一考慮。 尾水管底板混凝土厚度，根據(jù)地基性質(zhì)和尾水管結(jié)構(gòu)形式而定。 。為最大吊運(yùn)部件的高度。則 裝配場樓板高程計算因發(fā)電機(jī)層樓板高程高于下游水位，則為運(yùn)輸方便裝配場樓板高程取與發(fā)電機(jī)層樓板高程相同。由于主變壓器較為高大，要檢修主變壓器，必須沿軌道將主變壓器推進(jìn)裝配場，要利用主廠房內(nèi)的起重機(jī)將變壓器鐵芯從芯殼內(nèi)吊出。 開關(guān)站的布置從運(yùn)行上來看，開關(guān)站應(yīng)與升壓變壓器布置在統(tǒng)一高程，多數(shù)布置在岸邊，以便于運(yùn)行人員檢查和維護(hù)。扎成梁用于小跨度，低水頭的閘門，可采用實(shí)腹式和桁架式；對于中等跨度（5~10m）常采用實(shí)腹式和組合梁，為縮小門槽寬度和節(jié)約鋼材，常采用變高度的主梁；對于大跨度的閘門，則宜采用桁架式閘門。 估算面板厚度面板的厚度按下式計算：當(dāng)時，則當(dāng)時，則列表計算如下： 表6—1 面板厚度的估算區(qū)格a（mm）b(mm)b/akP(N/mm2)t(mm)1（頂梁）60079026007903（主梁）60079046007905（主梁）60079066007907（主梁）60079086007909（主梁）6007901060079011（主梁）6007901260079013（底梁）600790根據(jù)上表的計算，選用面板厚度為t=16mm。則對于，得。已知Q235鋼的容許應(yīng)力為，考慮鋼閘門的自重引起的附加應(yīng)力的作用，取容許應(yīng)力為。上翼緣的部分面積可利用面板，故只需設(shè)置較小的上翼緣板同面板相連，選用。主梁支承端截面的集合特性如下表： 表6—3 主梁端部截面的幾何特性部位截面尺寸 （ ）截面面積A（）各形心離面板表面距離各形心離中和軸距離（）面板部分121635上翼緣板4010422658腹板14425091下翼緣78196563合計11800365947截面形心矩為：截面慣性矩為： 截面下半部對中和軸的面積矩為：剪應(yīng)力為：（安全） 圖6—5 主梁支承端截面尺寸結(jié)構(gòu)圖（單位：mm） 翼緣焊縫翼緣焊縫厚度按受力最大的支承端截面計算。橫隔板腹板選用與主梁腹板同高，采用，上翼緣利用面板，下翼緣采用的扁鋼。則閘門自重為： 下游縱向連接系承受 斜桿截面計算采用兩根斜桿連接各主梁，同時考慮閘門偶然扭曲時可能承受壓力，故長細(xì)比的限制應(yīng)與壓桿相同，即。邊梁是閘門的重要受力構(gòu)件，由于受力情況復(fù)雜，故在設(shè)計時可將容許應(yīng)力值降低20%作為考慮受扭影響的安全儲備。由計算得下滾輪受力最大為1664kN，設(shè)滾輪輪緣寬度b=200mm，輪徑D=600mm，輪軸直徑d=200mm，軸套工作長度。在考慮的因素上、考慮的深度上、考慮的全面性等都還有一定值得提高的部分。雖然在