【正文】 順 時(shí) 針逆 時(shí) 針）（ ..0 90)5(???????動(dòng)水壓力因?yàn)闆]有反弧段，所以不考慮水流離心力，只考慮斜坡直線段上的漸變流時(shí)均動(dòng)水壓力，方向垂直于過水?dāng)嗝?，漸變流時(shí)均壓力作用分項(xiàng)系數(shù)為 。河床式水電站設(shè)計(jì)及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計(jì)算 ??KNhpmvq smgHZ . /???????揚(yáng)壓力圖 32 設(shè)計(jì)洪水位時(shí)揚(yáng)壓力分布圖順 時(shí) 針順 時(shí) 針順 時(shí) ... ????浪壓力，冰壓力，地震荷載影響較小，不予考慮。3　3　1　2 溢流壩的穩(wěn)定分析表 33 設(shè)計(jì)洪水時(shí)壩基面上荷載計(jì)算抗滑穩(wěn)定計(jì)算1)抗剪強(qiáng)度 ??.)(?????KPUWfKN作用力 作用力引起的彎矩序號(hào) 作用類別 作用方向計(jì)算結(jié)果 單位作用方向力作用點(diǎn) 計(jì)算結(jié)果 單位1 ↓ 960 + 181762 ↓ + 自重3 ↓ 960 + 117764 ↓ 5568 + 5 ↓ + 6 ↓ + 1 7 ↓ + 水平向 → 8321 + 豎直向 1 ↓ + 23 2上游側(cè)靜水壓力豎直向 2 ↓ + 23．67 水平向 ← 3下游側(cè)靜水壓力 堅(jiān)直向 ↓ + 水平向 ← 4 動(dòng)水壓力 豎直向 ↓ + 1 ↑ 0 02 ↑ 3 ↑ 揚(yáng)壓力4 ↑ KN 河床式水電站設(shè)計(jì)及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計(jì)算2)抗剪斷強(qiáng)度公式 ?? ??339。)( ????????????KPACUWfK所以滿足抗滑穩(wěn)定。分項(xiàng)系數(shù)法進(jìn)行擋水壩段穩(wěn)定分析S(*)=960++960+5568+++++++2?W— =??R(*)= = KNACcfRR??????(*).??????滿足壩段穩(wěn)定。水平截面上的邊緣正應(yīng)力=mM ?W= B=上游面垂直正應(yīng)力= 0239。 6By??? ???2/mkN下游面垂直正應(yīng)力= 0239。 6MWy? 22/?邊緣為壓應(yīng)力，所以也是穩(wěn)定。第 四 章 水 電 站 建 筑 物 設(shè) 計(jì)水電站建筑物的尺寸是由水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的主要尺寸來決定的，初步設(shè)計(jì)要首先選擇水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的型號(hào)，確定其安裝高程。機(jī)組臺(tái)數(shù)型號(hào)選定后，先擬定廠房下部塊體結(jié)構(gòu)布置，并估計(jì)以上各層的各種要求，訂出主廠房各層及副廠房的高程及布置。4．1 特 征 水 頭 的 選 擇裝機(jī)容量： N=32 萬 kw，單機(jī)容量（機(jī)組臺(tái)數(shù) 4 臺(tái)）8 萬 kw。1） 設(shè)計(jì)洪水位 ，由上下水尺水位~流量關(guān)系曲線可查得對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)洪水流量為 20500 m /s 時(shí)的下游水位為 ，則此時(shí)水頭為 。32） 校核洪水位 910m , 由上下水尺水位~流量關(guān)系曲線可查得對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)洪水流量為 25000 m /s 時(shí)的下游水位為 ，則此時(shí)水頭為 。33） 正常蓄水位時(shí)，四臺(tái)機(jī)組發(fā)電。假設(shè)四個(gè)下瀉流量 Q，從水位流量關(guān)系圖上查出相應(yīng)的下游水位。由 可得 Q～N 關(guān)系曲線。?Q=1600m /s Z 下 = H= N=Q=1700m /s Z 下 = H= N=Q=1800m /s Z 下 = H= N=由插值得正常蓄水位，四臺(tái)機(jī)組發(fā)電時(shí) Q= m /s,對(duì)應(yīng) H=,Z3下 =4） 正常蓄水位時(shí)，一臺(tái)機(jī)組發(fā)電。假設(shè)四個(gè)下瀉流量 Q，從水位流量關(guān)系圖上查出相應(yīng)的下游水位。由 可得 Q～N 關(guān)系曲線。?Q=400m /s Z 下 = H= N=Q=450m /s Z 下 = H= N=Q=500m /s Z 下 = H= N=由插值得正常蓄水位，一臺(tái)機(jī)組發(fā)電時(shí)，Q=405 m /s,對(duì)應(yīng) H=,Z 下3=5） 設(shè)計(jì)低水位時(shí)，四臺(tái)機(jī)組發(fā)電。假設(shè)四個(gè)下瀉流量 Q，從水位流量關(guān)系圖上查出相應(yīng)的下游水位。由 ，可得 Q～N 關(guān)系曲線。?Q=2022m /s Z 下 = H= N=Q=2100m /s Z 下 = H= N=河床式水電站設(shè)計(jì)及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計(jì)算Q=2200m /s Z 下 = H= N=由圖得設(shè)計(jì)低水位，四臺(tái)機(jī)組發(fā)電時(shí)，Q=2185 m /s,對(duì)應(yīng) H=,Z 下 =6） 設(shè)計(jì)低水位時(shí)，一臺(tái)機(jī)組發(fā)電。假設(shè)四個(gè)下瀉流量 Q，從水位流量關(guān)系圖上查出相應(yīng)的下游水位。由 ，可得 Q～N 關(guān)系曲線。?Q=490m /s Z 下 = H= N= 3Q=480m /s Z 下 = H= N=Q=470m /s Z 下 =6468m H= N=由圖得設(shè)計(jì)低水位，一臺(tái)機(jī)組發(fā)電時(shí)，Q=489 m /s,對(duì)應(yīng) H=,Z 下 =由以上水頭值可得：最大水頭 H =最小水頭 H =加權(quán)平均水頭為 H = H160%+ H 20%+ H 20% （41）avmaxmin=++=(其中 H1 為正常蓄水位四臺(tái)機(jī)組滿發(fā)時(shí)的水位)設(shè)計(jì)水頭 H = H = （42）rav4．2 水 電 站 水 輪 機(jī) 組 的 選 型在水輪機(jī)型普表查得可選水輪機(jī)有： ZZ460，ZZ560，HL310 四種型號(hào)，下面進(jìn)行選型比較計(jì)算。4．２．１　ZZ460 水輪機(jī)方案的主要參數(shù)選擇1） 轉(zhuǎn)輪直徑 D1 D1= （43 ）)H/(39。1r?式中：Nr——水輪發(fā)電機(jī)額定出力（kW） N r=8/= 萬 kw Hr——設(shè)計(jì)水頭（m） ，取 。——設(shè)計(jì)流量（m179。/s） ，它是限制工況下的 Q1p值查表 37 得39。1Q179。/s η——原型水輪機(jī)的效率（%） ，由限制工況下的模型水輪機(jī)的效率修正可得，由于轉(zhuǎn)輪直徑未知，△ η 為知，可先估算效率修正值△η =7%，限制工況下的模型水輪機(jī)的效率為 η =%，η =η mm+△ η=%。代入計(jì)算得 D1= = =)H/(39。1r?)(93/2??根據(jù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑模型水輪機(jī)尺寸系列的規(guī)定，由上述計(jì)算出的轉(zhuǎn)輪直徑，選用比計(jì)算值稍大的轉(zhuǎn)輪直徑值。D 1=2）選擇水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速 n = = r/min （42）139。10/DHnav??水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速一般采用發(fā)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，選擇與上述計(jì)算值相近的發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 n=60r/min，P=50。3）效率及單位參數(shù)的修正 （43）105maxmax //)(1( HDMM??????=, =, =, H=, 代入上式可求得：)(maxmax???M???葉片在不同轉(zhuǎn)角 時(shí)的 可由模型綜合特性曲線查得，從而可求出相應(yīng)值的原型水輪機(jī)的最高效率?max?當(dāng)選用效率的制造工藝影響修正值 =1 ，即可計(jì)算出不同轉(zhuǎn)角 時(shí)效率?0 ?修正值 ，其結(jié)果如下：???表 41 水輪機(jī)效率的修正葉片轉(zhuǎn)角 10 5 0 +5 +10 +15 +20（%）maxM?? 河床式水電站設(shè)計(jì)及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計(jì)算（%）max?? （%）maxM? 7 （%）?? 6 7ZZ460 水輪機(jī)最優(yōu)工況的模型效率為 = ，由于最優(yōu)工況接maxM??0近于 等轉(zhuǎn)角線，故采用 = 作為修正值，從而原型最高效率為05????0η = + =限制工況的 = ， =1750L/s，則 =10 ~15 ，由內(nèi)插得M?039。M1Q?0= ，從而該工況下原型水輪機(jī)效率???0η = + =與假定值 %相近。4）單位轉(zhuǎn)速、單位流量的修正△ n’1 =n’10M（ 1） （44）maxMa/?△ Q’1 =Q’10M（ 1） （45）axa/式中： n’ 10M —— 模型水輪機(jī)最優(yōu)工況下的轉(zhuǎn)速值（r/min） 。Q’10M —— 模型水輪機(jī)最優(yōu)工況下的流量值（m179。/s） 。△ n’1/n’10M = 1= 1=%3%maxMa/? △ Q’1/Q’10M = 1= 1=%3%x.所以單位轉(zhuǎn)速、單位流量均可不加修正。5）水輪機(jī)的流量Q’1max= = =???179。/s （46）則水輪機(jī)最大引用流量為：Q’max=Q’1max D12 = = m179。/s （47）電站機(jī)組臺(tái)數(shù)為 4 臺(tái)，所以，電站最大引用流量為4Q’max=4== m179。/s6）工作范圍檢驗(yàn)與特征水頭 Hmin 、H max 、H min 、H r對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速為： n’1max =nD1/ = 60（48） n’1min =nD1/ = 60（49） n’1r =nD1/ = 60（410）在 ZZ460 水輪機(jī)模型綜合特性曲線上繪出 Q’1max=179。/s，n ’1max=，n ’1min=，其所圍的區(qū)域?yàn)樗啓C(jī)的工作區(qū)域，圖中陰影部分基本上包括了該特性區(qū)域的高效區(qū)。7）吸出高度 HsHs=10–▽/900–(σ+△ σ)H （411）式中： ▽－－水輪機(jī)安裝高程（m） ，取 。σ－－氣蝕系數(shù)，由水輪機(jī)的設(shè)計(jì)工況參數(shù) n’1r =，Q’ 1M =179。/s 查 ZZ460 水輪機(jī)模型綜合特性曲線可得，σ 取 。 △ σ－－氣蝕系數(shù)修正值，△ σ 取 則 H s=10–▽/900–(σ+△ σ)H=(+) =4．２．２　ZZ560 水輪機(jī)方案的主要參數(shù)選擇1） 轉(zhuǎn)輪直徑 D1 D1= )H/(39。1r?河床式水電站設(shè)計(jì)及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計(jì)算式中：Nr——水輪發(fā)電機(jī)額定出力（kW） N r=8/= 萬 kw Hr——設(shè)計(jì)水頭（m） ，取 ?！O(shè)計(jì)流量（m179。/s） ，它是限制工況下的 Q1p值，查表 3739。1Q得 179。/s 。η——原型水輪機(jī)的效率（%） ，由限制工況下的模型水輪機(jī)的效率修正可得，由于轉(zhuǎn)輪直徑未知，△ η 為知，可先估算效率修正值△ η =%，限制工況下的模型水輪機(jī)的效率為 η =%，η =η +△mmη=%+%=%。D1= = =)H/(39。1r?)(??根據(jù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑模型水輪機(jī)尺寸系列的規(guī)定，由上述計(jì)算出的轉(zhuǎn)輪直徑，選用比計(jì)算值稍大的轉(zhuǎn)輪直徑值。D 1=2）選擇水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速 n = = r/min139。10/DHav??水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速一般采用發(fā)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，選擇與上述計(jì)算值相近的發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 n=，磁極對(duì)數(shù) P=44。3）效率及單位參數(shù)的修正 105maxmax //)(1( HDMM??????=, =, =, H=, 代入上式可求得：M1DH1D61.)(maxmax???葉片在不同轉(zhuǎn)角 時(shí)的 可由模型綜合特性曲線查得，從而可求出相應(yīng)M?值的原型水輪機(jī)的最高效率?max?當(dāng)選用效率的制造工藝影響修正值 =1 ，即可計(jì)算出不同轉(zhuǎn)角 時(shí)效率?0 ?修正值 ，其結(jié)果如下：???表 42 水輪機(jī)效率的修正葉片轉(zhuǎn)角 10 5 0 +5 +10 +15 +20 +23maxM?? max? ?? ZZ560 水輪機(jī)最優(yōu)工況的模型效率為 = ，由于最優(yōu)工況接近maxM??0于 等轉(zhuǎn)角線，故采用 = 作為修正值，從而原型最高效率為0????0η = + = 。限制工況的 = ， =2022L/s，則 m00m039。M1Q=20 ~25 ，由內(nèi)插得 = ，從而該工況下原型水輪機(jī)效率??η = + = ，與假定值 %相近。004）單位轉(zhuǎn)速、單位流量的修正△ n’1 = n’10M （ 1）maxMa/?△ Q’1 =Q’10M （ 1）x式中： n’ 10M —— 模型水輪機(jī)最優(yōu)工況下的轉(zhuǎn)速值（r/min） 。Q’10M —— 模型水輪機(jī)最優(yōu)工況下的流量值（m179。/s） ?！?n’1 / n’10M = 1= 1=%3%maxMa/?% △ Q’1 / Q’10M = 1= 1=%3%axa/.所以單位轉(zhuǎn)速、單位流量均可不加修正。由此可見，以上選用的 D1=，n=。5）水輪機(jī)的流量Q’1max= = =179。/s???則水輪機(jī)最大引用流量為：河床式水電站設(shè)計(jì)及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計(jì)算Q’max=Q’1max D12 = = m179。/電站機(jī)組臺(tái)數(shù)為 4 臺(tái)，所以，電站最大引用流量為4Q’max=4==179。/s6）工作范圍檢驗(yàn)與特征水頭 Hmin 、H max 、H min 、H r對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速為：n’1max =nD1/ = n’1min =nD1/ = n’1r =nD1/ = 在 ZZ560 水輪機(jī)模型綜合特性曲線上繪出 Q’1max=179。/s，n ’1max=，n ’1min= r/min 的直線，其所圍的區(qū)域?yàn)樗啓C(jī)的工作區(qū)域，圖中陰影部分包括了該特性區(qū)域的大部分高效區(qū)域。7）吸出高度 HsHs=10–▽/900–(σ+△ σ)H式中： ▽－－水輪機(jī)安裝高程（m） ，取 。σ－－氣蝕系數(shù)，由水輪機(jī)的設(shè)計(jì)工況參數(shù) n’1r =，Q’ 1M =179。/s 查 ZZ460 水輪機(jī)模型綜合特性曲線可得，σ 取 。 △ σ－－氣蝕系數(shù)修正值，△ σ 取