【文章內(nèi)容簡介】 對于混流式水輪機，導(dǎo)葉的相對高度；對于軸流式水輪機。根據(jù)已經(jīng)選定的水輪機型號為HL160，并且已經(jīng)選定的水輪機標(biāo)稱直徑，故可知導(dǎo)葉的相對高度為：，取。23 （1）彎肘形尾水管立面圖 單位：m 23 （2）彎肘形尾水管平面圖 單位：m 水輪發(fā)電機的選擇發(fā)電機是實現(xiàn)機械能向電能轉(zhuǎn)化的主要電器設(shè)備。在高水頭電站各種機電設(shè)備中，發(fā)電機的尺寸最大，其型式、尺寸和布置對主廠房的布置和平面尺寸常起控制作用。關(guān)門梁水電站為中型水電站，本設(shè)計采用立式機組，選擇懸式發(fā)電機。 主要尺寸的估算1. 極距：選擇合理的首先要選擇恰當(dāng)?shù)臉O距，根據(jù)統(tǒng)計資料分析，極距與每極的容量關(guān)系： （210）式中——發(fā)電機額定容量（KVA）； ——磁極對數(shù)； ——系數(shù)，一般為，容量大、線速度高的取上限。取，由選定的發(fā)電機標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速，查《水電站》可知磁極對數(shù)，則：2. 定子內(nèi)徑： （211） 3. 定子鐵芯長度： （212）式中：——發(fā)電機額定容量，KW； ——額定轉(zhuǎn)速； ——定子內(nèi)徑，cm； ——系數(shù)，查《水電站機電設(shè)計手冊（水力機械）》，的取值范圍：，故本設(shè)計采用。則有：4. 定子外徑（機座號）： 目前尚無統(tǒng)一規(guī)定的機座號，可按下式估算： （213） （214） 由已確定的可知：5. 水輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)型式的選擇： 時，采用懸式； （215） 時，采用傘式； （216） 時，可采用全傘式。 （217）式中：——定子鐵芯內(nèi)徑，m； ——定子鐵芯長度，m； ——額定轉(zhuǎn)速。 故水輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)型式選用懸式。1. 平面尺寸的估算 1） 定子機座外徑： ； （218） ； （219） ； （220） ； （221） 。 （222） 由已確定的可知：2） 風(fēng)罩內(nèi)徑 ： ； （223） 。 （224） 由已知則：cm3） 轉(zhuǎn)子外徑： （225）式中：為單邊空氣間隙，初步估算時可忽略不計。則：4） 下機架最大跨度： ； （226） 。 （227）式中：——為水輪機機坑直徑。 見《水電站機電設(shè)計手冊（水力機械）》根據(jù)已經(jīng)選定的轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑，由《水電站機電設(shè)計手冊（水力機械）》查得，并由已知的，則： 5） 推力軸承外徑和勵磁機外徑：推力軸承外徑和勵磁機外徑可由發(fā)電機容量查《水電站機電設(shè)計手冊（水力機械）》取推力軸承外徑，勵磁機外徑。2. 軸向尺寸計算1） 定子機座高度： ； （228） ； （229） ； （230） 。 （231） 由已確定的可知：2)上機架高度： 懸式承載機架： ； （232） 傘式非承載機架：。 （233） 已知水輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)形式為懸式，可得：3） 推力軸承高度、勵磁機高度、副勵磁機高度和永磁機高度：推力軸承高度、勵磁機高度、副勵磁機高度和永磁機高度（包括轉(zhuǎn)速繼電器）可由《水電站機電設(shè)計手冊（水力機械）》選取?？刹槿⊥屏S承高度為，勵磁機高度，副勵磁機高度，永磁機高度。4） 下機架高度： 懸式非承載機架：； （234） 傘式承載機架： 。 （235） 已知水輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)型式為懸式，可得：5） 定子支座支承面至下機架支承面或下?lián)躏L(fēng)板之間的距離： 懸式非承載機架：； （236） 傘式承載機架： ； （237） 無下機架： 。 （238） 已知水輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)型式為懸式，可得：6） 下機架支撐面至主軸法蘭底面之間的距離：一般為。本設(shè)計?。?。7） 轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度： 無風(fēng)扇時：； （239） 有風(fēng)扇時：。 （240） 本設(shè)計按有風(fēng)扇時計算轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度，則：8） 發(fā)電機主軸高度： 式中為發(fā)電機總高度，即由主軸法蘭盤底面至發(fā)電機頂部的高度。 =++150+200+100+60++100= 則有：9） 定子鐵芯水平中心線至主軸法蘭盤底面距：3. 型號選擇 發(fā)電機的型號為：，具體尺寸如圖24 ： 圖24 金屬蝸殼示意圖 單位：cm 調(diào)速器和油壓裝置的選擇調(diào)速器一般由調(diào)速柜、接力器油和油壓裝置三部分組成。中小型調(diào)速器的調(diào)速柜、接力器和油壓裝置組合在一起，稱為組合式；大型提速器分開設(shè)置，稱為分離式。 判斷調(diào)速器的型式 假設(shè)本設(shè)計的調(diào)速器為中小型調(diào)速器。 中小型調(diào)速器是根據(jù)計算所需的調(diào)速功查調(diào)速器系列型譜表來選擇的。反擊式水輪機調(diào)速功（Nm）的經(jīng)驗公式： （241） 式中：——水輪機的最大工作水頭，m； ——最大工作水頭下水輪機發(fā)出額定出力時的流量，； ——水輪機轉(zhuǎn)輪的標(biāo)稱直徑，m； 200～250——系數(shù)，高水頭取200，低水頭取250. 由已知的，則Nm 調(diào)速功已超出中小型調(diào)速器調(diào)速功的范圍，假設(shè)錯誤，故本設(shè)計調(diào)速器為大型調(diào)速器，應(yīng)計算主配壓閥直徑，來選定調(diào)速器型號。 大型調(diào)速器為分離式，選擇是應(yīng)對調(diào)速柜。主接力器和油壓裝置分別選配。大型調(diào)速器是以主配壓閥直徑形成標(biāo)準(zhǔn)系列，選擇時先由機型確定采用單調(diào)節(jié)調(diào)速器，再計算主配壓閥直徑來選定調(diào)速器型號。 接力器的選擇大型調(diào)速器常用兩個接力器來操作導(dǎo)水機構(gòu)，每個接力器的直徑按以下經(jīng)驗公式計算： （242） 式中：——計算系數(shù)，查《水電站機電設(shè)計手冊（水力機械）》可得； ——導(dǎo)葉高度，m； ——轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑，m； ——水輪機最大水頭，m。查《水電站》表42可知HL160水輪機的導(dǎo)葉相對高度=，由查《水電站機電設(shè)計手冊（水力機械）》表64可取，且m，查《水電站機電設(shè)計手冊（水力機械）》表65選擇偏大的直徑。接力器最大行程的計算公式為： 式中：——水輪機導(dǎo)葉最大開度，mm。 由模型水輪機導(dǎo)葉最大開度計算出，其計算公式為： （243）式中：——導(dǎo)葉出口邊所在圓的直徑，m； ——導(dǎo)葉數(shù)目； ～——系數(shù)，轉(zhuǎn)輪直徑時用較小系數(shù)。 （244）式中：——水輪機單機流量； ——蝸殼進口平均流速； ——導(dǎo)葉高度，m。由此可得：兩接力器的總?cè)莘e為： 主配壓閥直徑的選擇通常主配壓閥的直徑等于通力接力器的油管直徑。通過主配壓閥油管的流量為： （245） 式中：—— 導(dǎo)葉從全開到全關(guān)的直線關(guān)閉時間，s。一般取。取為 4s。由，則：主配壓閥直徑為： 式中：——管內(nèi)油壓的流速，m/s；一般取。取為， ，=：按計算的，查《水電站》表51選擇與主配壓閥直徑接近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)速器的型號為，具體示意圖如圖25所示。圖25 調(diào)速器示意圖 單位：mm 油壓裝置的選擇油壓裝置的工作容量以壓力油罐的總?cè)莘e為表征，選擇時以壓力油罐的總?cè)莘e為依據(jù)，的經(jīng)驗公式為： （246）取系數(shù)為18，則：按計算的值，由《水電站機電設(shè)計手冊（水力機械）》表615，選擇與壓力油箱總?cè)莘e相近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)油壓裝置 YS—。 具體尺寸如下圖26 所示: (a)壓力油罐 （b）回油箱圖26 YS 型油壓裝置外形尺寸 單位：mm第3章 水電站樞紐布置 電站樞紐主要組成建筑物，包括進水口、引水道、高壓管道、主廠房、副廠房、變壓器場、高壓開關(guān)、尾水渠以及對外交通等，電站樞紐布置應(yīng)確定各建筑物的位置以及各建筑物之間的相對位置關(guān)系。 引水系統(tǒng)的布置 引水系統(tǒng)的布置應(yīng)充分考慮地質(zhì)、地形條件以及施工和水力條件，應(yīng)盡量使水流平順，水頭損失小。進水口要求水流對稱，不發(fā)生回流和旋渦，不出現(xiàn)淤積等，后接高壓管道，應(yīng)與洞線布置協(xié)調(diào)一致；高壓管道布置應(yīng)盡可能布置成進口與廠房之間的最短直線，對于壩后式電站，供水方式可采用單元供水方式；主廠房是電站樞紐的核心，對廠區(qū)布置起決定性的作用，主廠房位置的選擇主要在水利樞紐總體布置中進行，地形地質(zhì)條件常常是決定廠房位置的主要因素。主廠房宜建筑在良好的基巖上，新鮮基巖面的高程最好與廠房底高程相接近，以減少挖方。在陡峻的河岸處選擇廠房位置時，要特別注意廠房后坡的穩(wěn)定問題。主廠房的位置要與高壓管道與尾水渠的布置統(tǒng)一考慮，盡可能保證進出水流平順。廠房位置還應(yīng)考慮選擇在對外交通聯(lián)系方便、容易修建進廠公路的地方。關(guān)門梁上壩址左右兩岸均為陡崖，右岸更為陡峭，不宜布置開敞式溢洪道，由于此處河道向左急轉(zhuǎn)彎，右岸為凹岸，若右岸布置泄洪洞，則洞線較長且進口道路布置困難，因此泄洪建筑物不宜布置于右岸。左岸壩頭部位地形陡峻，若布置開敞式溢洪道進口及控制段則開挖、支護工程量巨大，并且泄槽中段由于知哈溝切割較深的影響，泄槽過溝處則需要布置橋梁結(jié)構(gòu)支撐，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且工程量較大；另外，溢洪道布置于左岸順坡而下時，總長度較大，且因左岸為凸岸導(dǎo)致出口泄流歸槽不順。 綜合以上因素，加之泄洪流量較小，泄洪建筑物選擇布置于左岸，采用開敞式泄洪洞，進口布置于壩軸線上游約210m處，出口布置于壩軸線下游約600m處，洞長約571m。 從地形地質(zhì)條件上，引水隧洞左右岸成洞地質(zhì)條件差別不大，但從洞線布置上看，右岸引水不但洞線較短，跨越的沖溝繞溝難度也相對較小，故引水發(fā)電系統(tǒng)只考慮布置于右岸。電站進水口和放空沖沙洞布置在右岸。電站進水口和放空沖沙洞進口結(jié)合，布置于壩軸線上游430m右岸邊坡處。放空沖沙洞洞長約608m，出口布置于右岸壩軸線下游約140m處右岸。 廠區(qū)樞紐布置 廠區(qū)布置是指水電站的主廠房、副廠房、主變壓器場、高壓開關(guān)站、引水道、尾水道及廠區(qū)交通的相互位置的安排。目的是使廠房的上游進水口和下游尾水道之間銜接好，水流順暢，各建筑物功能發(fā)揮良好。各建筑物之間配合協(xié)調(diào)，滿足運行安全可靠、施工快捷、交通方便、投資少的要求。因此，進行廠區(qū)布置時，要綜合考慮水電站樞紐總體布置、地形地質(zhì)條件、運行管理、施工檢修、農(nóng)田占用、環(huán)境設(shè)計等方面的因素，根據(jù)具體情況擬定出合