【正文】 132102107113195310924252196392210943112501954138164134164312191069514331819551441881546188612619561342853804192383908327177195738612716236010503061142161958107132112592452195913615315372028034822712389196025117169599298166030327290196114351054253514119419622632022296372841441701963102116028610712434217719647001521366351500261301196521235380513292107太平哨電站年徑流系列表（流量：秒立米） 表4渾江下游主要站年徑流參數(shù)表（流量：秒立米） 表5站名多年平均流量CVCS/CV設(shè)計值P%510509095桓仁14422272051398978回龍山1782280254172110太平哨1872295266181116101沙尖子2442353319216138121東北歷年大暴雨的分布規(guī)律看，在鴨綠江的中下游（包括渾江一帶）暴雨出現(xiàn)的機會和強度都才超過其他流域，多年平均三日暴雨在120毫米以上。太平哨電站應(yīng)盡可能的利用河段自然落差，因而，從與其上級回龍電站尾水位銜接角度的分析。4） 組臺數(shù)與水電站運行維護的關(guān)系當(dāng)機組的臺數(shù)過多時，水電站的進(jìn)行方式激動靈活、易于調(diào)度、每臺機組的事故影響較小，檢修工作也比較容易安排，但運行檢修、維護工作量及年運行費用和事故率將隨機組臺的增多而增加，因此機組的臺數(shù)不宜過多。0176。5）在得輔助曲線上，作某一Hs為常數(shù)的水平線它與該輔助曲線交于許多點，并可各點上的H，N值。1) 進(jìn)口直錐段是一段垂直的圓錐形擴散管,進(jìn)口直徑為D3高度為h3錐管段均設(shè)金屬里襯,以防止旋轉(zhuǎn)水流對管壁的破壞,對混流式水輪機,單邊的擴散角的最優(yōu)值為7176。選屬大型調(diào)速器則接力器,調(diào)速柜和油壓裝置應(yīng)分別為計算和選擇。一般取壩高的8%10%，且小于2。依據(jù)消能工作設(shè)計原則與各消能方式的特點，結(jié)合本電站具體情況，太平哨電站下游尾水位深，壩址巖基為黑云母混合片麻巖，河床及兩岸抗沖能力較強，選用連續(xù)式消力戽消能方式。6 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計 壩體分區(qū)及標(biāo)選擇壩體各部分的工作條件不同,對混凝土強度、抗?jié)B、抗凍、抗沖刷、抗裂等性能的要求也不同．為了節(jié)約和合理利用水泥．通常把壩體按不同部件和不同工作條件分區(qū)，采用不同標(biāo)號的混凝土。適用于下游尾水較深，（大于躍后水深），水位變幅不大，下池流量變化范圍不大，河床和兩岸有較高的抗沖能力。④樞紐中各建筑物布置緊湊、盡量將同一工種的建筑物布置在一起以減少聯(lián)結(jié)建筑。 調(diào)速器設(shè)計 調(diào)速設(shè)備的選擇水輪機調(diào)速系統(tǒng)的基本任務(wù)是：使水輪發(fā)電機組穩(wěn)定地以額定轉(zhuǎn)速運行，在機組負(fù)荷變化或其他外擾作用下，保證機組的轉(zhuǎn)速變化不超過一定的范圍，并能迅速地穩(wěn)定與新的工況，從而保證發(fā)電機輸出的交流電頻率滿足用電設(shè)備的要求。尾水管是反擊式水輪機的重要過流部件，其形式和尺寸在很大程度上影響到水電站下部土建工程的投資和水輪機運行的效率及穩(wěn)定性。發(fā)電機額定出力的限制即為水輪額定出力的限制（=為發(fā)電機的額定效率），因此在運轉(zhuǎn)綜合特性曲線圖上，時出力限制線的一段垂直直線，如下圖由于是水輪機發(fā)出額定出力的最小水頭，所以當(dāng)時，水輪機出力受5%出力儲備線的限制。4）出力校核設(shè)計流量由水輪機運轉(zhuǎn)特性曲線查得M=修正得水輪機效率=+=NT==41771大于40816滿足要求5）運行范圍校核在選定=, = r/min后,水輪機的及特征水頭相對應(yīng)的可以計算出來.= == m3/s水輪機的最大引用流量為各個特征水頭相對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速列表比較如表21所示，由計算值繪運行范圍圖，從模型綜合特性曲線上看出基本包括了高效率區(qū)。有時甚至水輪機的型號也回改變，從而影響水電站的工程投資、運行效率、運行條件以及產(chǎn)品供應(yīng)。庫下寬甸縣太平哨公社有5000畝耕地需灌溉，在水庫水量平衡中可按1秒立方米考慮。太平哨水庫年徑流系用回龍山、沙尖子及支流半拉江上的太平哨水文站徑流資料，按面積比推求而得，詳見表4。砂礫料場位置、儲量及質(zhì)量情況一覽表 表1料場名稱位置面積（米2）體積（萬米2）勘探等級質(zhì)量評價開采意見無效層有效層水上水下合計葫蘆頭（漫灘）壩線上游右岸1公里277，800B各項指標(biāo)均滿足混凝土骨料要求運距短交通方便夾心子—216，300296060120B本料場為土壩方案服務(wù)上長嶺壩線下游右岸6公里414,00001020102B各項指標(biāo)能滿足混凝土骨料要求運輸困難下長嶺175,000047047B同上南天門隧洞進(jìn)口36,800212012B各項指標(biāo)能滿足混凝土骨料要求粘土雜質(zhì)含量較高下甸子廠區(qū)上游右岸1公里90,000024024B同上粘土料場儲量、質(zhì)量情況一覽表 表2料場名稱地貌單元位置體積（萬米3）天然含水量（%）天然容重滲透系數(shù)固結(jié)快剪有效層無效層濕干凝聚力內(nèi)摩擦角葫蘆頭一級階地—231.1063.10626老營溝一級階地壩線上游左岸5公里181.10625 水文與氣象 流域自然地理概況太平哨電站位于鴨綠江支流渾江下游，本站以上集水面積12950平方公里，其上游約86公里和37公里處分別有桓仁，回龍山水電站，其集水面積壩址以上分別為10，375平方公里與12，506平方公里。寬26—30米。若主壩采用土壩型式，則此處可修建岸坡式溢洪道。破碎帶寬5米。前者分布于渾江二級階地，為洪—沖積層，主要為砂卵礫石、砂和亞粘土，后者包括一級階地、河漫灘及河床上堆積的亞砂土、砂礫石，殘積的亞粘土等。流域形狀近于橢圓，南北長160公里，東西寬約170公里。侵蝕堆積地形，本區(qū)可見相對高度為20—30米的二級階地，3—12米的一級階地和2—4米的河漫灘。壩址區(qū)出露的地層有前震旦系和第四系。據(jù)分析，若采用混凝土重力壩壩型時（估計壩高40米左右），大壩將建基于比較完整的半風(fēng)化巖石之上。為了確保建筑物安全，建議在設(shè)計時要加強帷幕灌漿與排水措施。根據(jù)上述情況。渾江流域正處于西風(fēng)帶大陸的東部，冬季在蒙古高壓的控制下，天氣寒冷干燥，為期漫長，全流域一月份平均溫度均在10176。太平哨水電站由于無實測資料，故洪峰洪量參數(shù)用回龍山參數(shù)，洪峰用2/3次方，洪量用一次方，按面積比推求?？紤]到上一級回龍地下電站交通洞的高程。）水輪機額定出力N?=N247。=%作為修正值則原型的最高效率 =+=89%+%=%已知在吸出高程為4m,限制工況點(=115r/min, Q1′=1000L/s)處的模型效率=%而該工況在5176。斷面形式使用平頂梯形，本設(shè)計采用了平頂梯形,所以n=0,當(dāng)n=0時, r= 10176?！?13176。油壓裝置的工作能力由壓力油罐的額定油壓及總?cè)萘縼順?biāo)志，目前國內(nèi)生產(chǎn)的油壓裝置，其額定油壓一般為 ，在不考慮轉(zhuǎn)輪漿液接力器和水輪機進(jìn)水閥門接力器容量時，可用《水力機械》（516）式估算：式中：——壓力油罐總體積（）——導(dǎo)葉接力器的總體積（）查《水力機械》表52選與之接近且偏大的YZ4型分離式油壓裝置所以綜上所述總結(jié)如下：型水輪機調(diào)速器設(shè)備方案：接力器直徑 調(diào)速器主配壓閥直徑 調(diào)速器型號 型電器液壓調(diào)速器油壓裝置型號 型分離式油壓裝置附圖21 工作特性曲線和等效率曲線附圖22 出力限制線附圖23 Hs=f(N)輔助曲線和等吸出高度線附圖24 蝸殼斷面單線圖附圖25 蝸殼半圖解法計算圖附圖26 蝸殼平面單線圖附圖27 尾水管示意圖附圖28 發(fā)電機外形尺寸圖 壩軸線及壩型選擇 壩軸線選擇壩軸線的選擇主要是根據(jù)地質(zhì)條件,地形條件,施工條件建筑材料供應(yīng)和效益及遠(yuǎn)景指標(biāo)等因素選擇合理經(jīng)濟的壩軸線.① 地質(zhì)條件地質(zhì)條件是壩址選擇的重要條件,太平哨電站曾選用兩條壩軸線(上壩軸線與下壩軸線),上下壩軸線相距200～300,地質(zhì)條件基本相同,但下壩軸線與右岸巖石完整性較差,呈片狀破碎,風(fēng)化也較深.② 地形條件在高山峽谷地區(qū)布置水利樞紐,減少開挖,壩址選在峽谷地段,壩軸線斷,壩體工程量小,但不利于泄水建筑物的布置,應(yīng)考慮如何防止泥沙和漂木進(jìn)入,取小建筑物,對與于有通航要求的樞紐,應(yīng)主意通航建筑物與河道的連接.③ 施工條件壩址附近特別是其下游應(yīng)有較開闊的地形,以便布置施工機械應(yīng)在交通干線的附近,便于施工運輸,可與永久電網(wǎng)連接,解決施工用電問題,卻便于施工導(dǎo)流.④ 建筑材料壩址附近有足夠數(shù)量符合質(zhì)量要求的天然建筑材料,對于材料分布埋置深度,開采條件以及施工期淹沒等問題都應(yīng)認(rèn)真考慮.⑤ 綜合效益對于不同壩址要綜合考慮防洪灌溉發(fā)電航運旅游等各個方面的經(jīng)濟效益.綜上所述,并結(jié)合本設(shè)計情況,確定選用上壩線.根據(jù)資料選兩條壩線進(jìn)行比較，上下壩線相距200300，地質(zhì)條件基本相同，但下壩線右岸地形更單薄，左岸巖石完整性較差呈片狀破碎風(fēng)化也較深而上壩線左岸比較完整河谷部分上壩線處巖石風(fēng)化比下壩線輕許多故采用上壩線作為最終方案 壩型選擇(1)重力壩對地形、地址條件要求試用性強，,壩內(nèi)應(yīng)力較低,筑壩材料強度高,耐久性好,樞紐泄洪問題容易解決,便于施工導(dǎo)流.(2)拱壩拱壩壩體輕韌,彈性較好,是一種很優(yōu)越的壩型,但對地形條件和地質(zhì)條件要求嚴(yán)格,地形要求左右兩岸對稱,在平面上向下游收縮的峽谷段,地質(zhì)條件要求巖基較均勻,右岸較緩且下游擴大,因不宜修建拱壩.(3)土石壩可就地,就近取材,適應(yīng)于不同地形,但土壩的泄洪需修溢洪道、泄洪洞，從而提高了工程造價.鑒于上述比較,壩型選用重力壩更為經(jīng)濟合理。① 底流消能底流消能是在壩下設(shè)置消力池等消能設(shè)施，通過水躍將池水建筑物泄出的急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚?，以消除多殺能的消能方式，底流消能是具有流態(tài)穩(wěn)定，消能效果好，對地質(zhì)條件和尾水變幅適應(yīng)性強，可適用于高中低水頭，大中小流量的各類泄水建筑物，多用于低水頭，大流量的溢流重力壩。參照國內(nèi)外二十七項工程的實際尺寸點出的 關(guān)系圖，查用《水力計算手冊》P254消能比式中：q——單寬流量 H——從戽底起算的上游水頭，戽底取與原河床齊平高程161mH==將已知代入上式，得：查圖得：多數(shù)工程采用戽斗的反弧半徑介于12~20之間(《水工設(shè)計手冊》P6376)本設(shè)計采用R=12④ 戽坎高度a的確定為了防止泥沙或石塊卷入戽內(nèi)，戽壩頂高于河床，對于戽端無切線延長時，有a=R(1cos),一般尾水深的1/6，高度不夠的可用切線延長加高（《水工設(shè)計手冊》）a=12x(1cos450)=尾水位=（）=。 閘門閘墩及工作橋設(shè)考慮經(jīng)濟使用因素本設(shè)計采用弧形閘門作工作閘門，用平板閘門作檢修閘門平板門采用1212，寬為孔寬12，弧形門半徑R按規(guī)范R/H=～,=支鉸位置一般在1/2～3/4倍門高處即6～+8=弧形門最低點位置距堰頂靠后一段布置以保證水流沿堰面下泄牛腿距堰頂水平距離L= =閘墩的作用 ：① 將溢流壩分成若干孔，以便控制水流。② 挑流消能泄水建筑物的末端設(shè)置挑流鼻坎，利用集中急流的動能，把水股向下游河床的位置，范圍和流量分布對尾水變幅適應(yīng)性強，結(jié)構(gòu)簡單，施工維修方便，耗資省。而底孔的運用便于施工導(dǎo)流，在運用中可兼作排沙以減少水庫淤積，同時也可更大程度放空水庫便于檢修。當(dāng)出口斷面寬度過大時,可按水工結(jié)構(gòu)要求加設(shè)中間設(shè)墩,它的厚度取(～)，出口擴散段內(nèi)通常不加金屬里襯。, =～ ,本設(shè)計選用r=15176。之間，用內(nèi)差法可求得=%.由此可得該工況點的原型水輪機效率為=%+%=% （與上假定相近）因為==%3%=, n=4）工作范圍校核D1=, n=== m3/s水輪機的最大引用流量為 m3/s各個特征水頭相對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速：在HL240型水