【導(dǎo)讀】本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)。程，樞紐建筑物由溢流閘壩、重力式擋水壩、右岸引水發(fā)電隧洞和引水式廠房組成。選擇、水電站廠房布置、主副廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、廠區(qū)樞紐布置、發(fā)電機(jī)樓板層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。壩址下游2km有洪江～綏寧省級(jí)公路從若水鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)過(guò)，交通較為便利。為避免庫(kù)區(qū)高椅古民居淹沒(méi)，早日實(shí)現(xiàn)中級(jí)電氣化縣目標(biāo)，復(fù)核后本工程初擬正常蓄水位192m，迥水至高椅壩址，庫(kù)容億3m，裝機(jī)。本工程以發(fā)電為主，兼有防洪、旅游等綜合效益。SL252-2021規(guī)定，工程規(guī)模為小型，工程等別為Ⅳ等。永久性建筑物閘壩、電站廠。房等屬4級(jí)建筑物，臨時(shí)建筑物屬5級(jí)。相應(yīng)洪水標(biāo)準(zhǔn)為：。校核洪水重現(xiàn)期為100年（%1?各頻率洪峰流量詳見(jiàn)下表1-1。

　　

【正文】 表 28 油壓裝置基本尺寸表 油壓裝置型號(hào) 油罐長(zhǎng)度 m 油罐寬度 n 總高 H 油罐高 h 油罐外徑 D ? 2400 1700 3270 2370 1028? 油壓裝置外形尺寸 如圖 29 所示 ： 圖 29 油壓裝置簡(jiǎn)圖 （單位： mm） 第四節(jié) 發(fā)電機(jī)的選擇 一 水輪發(fā)電機(jī)的型式選擇 本設(shè)計(jì)為大中型電站 ,故選用大中型機(jī)組 ,采用立式布置 SF1042/940 已知發(fā)電機(jī)主要參數(shù)如表 29所示 ： 表 29 發(fā)電機(jī)主要參數(shù)表 額定功率 KW 功率因素?cos 轉(zhuǎn)速（ r/min） 額 定 電 壓 U（ kv） 額定容量 KVA 8000 10000 二 水 輪 發(fā)電機(jī)的通風(fēng)冷卻方式及其選擇 大中型水輪發(fā)電機(jī)常采用密閉式空氣循環(huán)冷卻和水內(nèi)冷兩種冷卻方式。通過(guò)兩個(gè)通風(fēng)方式的比較，本電站采用密閉式空氣循環(huán)冷卻。 密閉式空氣循環(huán)冷卻的冷卻方式是借助轉(zhuǎn)子風(fēng)扇或輪同的風(fēng)扇作用合空氣在發(fā)電機(jī)內(nèi)部循環(huán)流通，熱空氣通過(guò)冷卻器用水冷卻。 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文 31 三 水輪發(fā)電機(jī)外形尺寸估算 1 主要尺寸估算 （ 1） 極距 ? ： 4 2pSK fj?? 式中 fS — 發(fā)電機(jī)額定容量（ 10000KVA）； p — 磁極對(duì)數(shù)（ 42）； jK — 系數(shù)，一般取為（ 810）。此處取 8 0 0 0 08 4 ????? （ 2） 定子內(nèi)徑 iD cmpD i ????? ? ? （ 3） 定子鐵芯長(zhǎng)度 tl eift nCDSl 2? 式中 en — 額定轉(zhuǎn)速（ ） C— 系數(shù) (4 106),此處取為 4 106 cml t 6104 10 00 0 26 ????? ? 706 0 .1 4 0 .0 57 0 .2 7 1 .4itDln ??? ， 故采用傘式發(fā)電機(jī)。 （ 4） 定子鐵芯外徑 aD (機(jī)座號(hào) ) en ﹤ , cmDD ia ????? ? 2 外形尺寸估算 （ 1） 平面尺寸估算 定子機(jī)座外徑 1D cmDD a 8 3 3 ???? (en ﹤ ) 風(fēng)罩內(nèi)徑 2D 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文 32 mmDD ????? ( fS ≦ 20210KVA) 轉(zhuǎn)子外徑 3D ? ?忽略不計(jì)?? cmDD i 7 0 623 ??? 下機(jī)座最大跨度 4D mDD ?? (10000﹤ fS ﹤ 100000KVA) 5D — 水輪機(jī)機(jī)坑直徑 (6300mm) 4D =+= 推力軸承外徑 6D 和勵(lì)磁機(jī)外徑 7D 查表 37, 6D =20212600,取為 2021 7D =14001600,取為 1400 （ 2） 軸向尺寸計(jì)算 定子機(jī)座高度 1h mmmmlh t 1 8 3 0600264270260021 ???????? ? (en ﹤ ) 上機(jī)架高度 2h mmDh i 7 0 67 0 6 ???? （傘式非承載機(jī)架） 推力軸承高度 3h ,勵(lì)磁機(jī)高度 4h , 副勵(lì)磁機(jī)高度 5h 和永磁機(jī)高度 6h 查表 38,當(dāng) fS ﹤ 20210KVA 時(shí) , 3h =1000mm 4h =15001800,此處取為 1500mm,其中機(jī)架高 500700,此處取為 500mm 5h =600mm 6h =500mm 下機(jī)架高度 7h mmDh i 1 7 78 8 ???? (傘式承載機(jī)架 ) 定子支座支承面至下機(jī)座支承面或下?lián)躏L(fēng)板之間的距離 8h 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文 33 8h = iD = 7060=1765mm（傘式承載機(jī)架） 下機(jī)座支承面至主軸法蘭底面之間的距離 9h mmmmh 7 0 0,1 5 0 07 0 09 此處取為?? 轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度 10h ? ? mmmmlh t 1 2 0 250070260050010 ?????? (無(wú)風(fēng)扇 ) 發(fā)電機(jī)主軸高度 11h ? ?Hh ?? H — 發(fā)電機(jī)總高度 ,即由主軸法蘭盤底面至發(fā)電機(jī)頂部的高度 mmhhhhhhhH7 6 0 17001 7 6 51 8 3 07061 5 0 06005009812456??????????????? 11 0 . 7 0 . 7 7 6 0 1 5 3 2 1h H m m? ? ? ? 定子鐵芯水平中心線至主軸法蘭盤底面至發(fā)電機(jī)頂部的高度 12h mmhhh 2 0 3 21 2 0 21 8 3 10112 ?????? 3 水輪發(fā)電機(jī)重量估算 （ 1）發(fā)電機(jī)總重量 fG 3/21 ?????????eff nSkG 式中 fG — 發(fā)電機(jī)總重量 (t )； 1k — 系數(shù) ,對(duì)懸式發(fā)電機(jī)取 810,此處取為 8。 tG f 3/2 ????????? （ 2）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重量一般可按發(fā)電機(jī)總重量的 1/2 估算 tGG f 1052 ?? （ 3）發(fā)電機(jī)飛輪力矩 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文 34 ti lDKGD ? 2 ?? ，Kn e 時(shí)當(dāng) .2 9 5 mtlDKGD ti ????? 發(fā)電機(jī)外形尺寸如 圖 210所示 ： 圖 210 發(fā)電機(jī)外表尺寸示意圖 （單位：米） 第四節(jié) 起重設(shè)備 水電站起重設(shè)備一般采用橋式起重機(jī)或門式起重機(jī)。橋式起重機(jī)有單小車和雙小車兩種。雙小車橋式起重機(jī)與單小車起重機(jī)不同之處是在橋架上設(shè)有兩臺(tái)可以單獨(dú)或聯(lián)合運(yùn)行的小車，每臺(tái)小車只有一個(gè)起重吊鉤，藉手動(dòng)變速作主鉤 或副鉤使用，當(dāng)?shù)踹\(yùn)最重件（如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子）時(shí)，兩臺(tái)小車借助平衡梁聯(lián)合起吊。 一 吊車形式的選擇 最重吊運(yùn)件的重量為 105 噸，且機(jī)組臺(tái)數(shù)小于 4臺(tái)，故可選用一臺(tái)單小車橋式起重機(jī)。 二 主要工作參數(shù)的選擇 1 起重量 查表 71（水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)），額定起重量為 110 噸。 2 跨度 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文 35 起重機(jī)大車軌道中心線之間的垂直距離（或起重機(jī)大車兩端車輪中心線之間的垂直距離）稱為跨度，以米表示。根據(jù)廠房寬度起重機(jī)跨度定為 22 米。 3 起升高度 雙小車起重機(jī)每臺(tái)小車只有一套起重機(jī)構(gòu)，其吊鉤的下極限位置應(yīng) 保證發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子或水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪從機(jī)坑吊出，同時(shí)還應(yīng)滿足吊運(yùn)進(jìn)水閥及水輪機(jī)埋設(shè)部件及安裝的要求。 4 主要附屬裝置 （ 1） 吊鉤 主廠房每臺(tái)單小車橋式起重機(jī)一般都設(shè)置主、副鉤各一個(gè)。主鉤一般應(yīng)滿足起吊額定起重量的要求，副鉤則按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)配置。 吊鉤裝置基本尺寸如表 210 所示： 表 210 吊鉤裝置尺寸 吊鉤起重量 ??t 吊鉤形式 吊鉤尺寸 ? ?mm 重量??t A 1D 1L 2L 3L 4L 5L d 250 雙鉤 770 240 750 750 650 710 200 350 圖 211 吊鉤裝置圖 （ 2） 平衡梁 平衡 梁基本尺寸如表 211所示 表 211 單小車橋式起重機(jī)配用的平衡梁外形尺寸 單位： mm 主鉤起重量 ??t L 1L H 1h 2h S B 4002? 12100 10500 2600 500 686 120 3000 續(xù)表 211單小車橋式起重機(jī)配用的平衡梁外形尺寸 單位： mm 主鉤起重量 ??t 1b ? D 2b 2L 3h 平衡梁重??t 4002? 600 40 320 360 1300 1300 46 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文 36 圖 212 平衡梁外形 尺寸圖書館 （單位： cm） （ 3） 其它主要尺寸 如表 212 所示： 表 212 其它主要尺寸表 起重量 ??t 跨度??Lm 起升高度? ?min/m 起升速度 ? ?min/m 運(yùn)行速度? ?min/m 主鉤 副鉤 主鉤 副鉤 主鉤 副鉤 小車 大車 400 100 22 26 35 起重量??t 極限尺寸 ? ?mm 大車最大輪壓??t 重量 ??t 吊鉤至軌面距離 吊鉤至軌道中心距離 小車重 起重機(jī)總重 主鉤 副鉤 主鉤 h 主鉤 副鉤 1L 3L 2L 4L 400 100 900 3200 4800 5650 2350 60 113 208 起重量 ??t 主要外形尺寸 ? ?mm 兩臺(tái)橋機(jī)并車尺寸 ? ?mm 主鉤 副鉤 小車軌距TL 起重機(jī)最大寬度 B 小車長(zhǎng)度1B 軌面至起重機(jī)頂端距離H 軌面至緩沖器距離1H 并車后起重機(jī)最大寬度0B 兩主鉤之間距離 0L 軌道面至平衡梁掛鉤的距離Ah 掛鉤中心至上下環(huán)底距離 bh 400 100 5500 10380 8400 6450 1200 20880 10500 900 114 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文 37 第四章 水電站廠房布置 廠房布置的基本要求是： （ 1） 應(yīng)適應(yīng)地質(zhì)、地形、水文、氣象等自然 條件 ，并根據(jù)電站樞紐布置的具體情況、不同類型廠房的特點(diǎn)，全面考慮，合理布置。 （ 2） 應(yīng)滿足設(shè)備安全運(yùn)行，便于安裝檢修及操作管理，廠內(nèi)各種設(shè)備布置 協(xié)調(diào)，并考慮水工結(jié)構(gòu)上的要求。 （ 3） 應(yīng)充分考慮設(shè)備進(jìn)廠以及廠內(nèi)吊裝、運(yùn)輸?shù)囊蟆? （ 4） 應(yīng)考慮電站初期運(yùn)行要求，盡可能不設(shè)或少設(shè)臨時(shí)設(shè)施，對(duì)于分期建設(shè)的電站，應(yīng)考慮遠(yuǎn)、近期結(jié)合。 （ 5） 應(yīng)考慮防火、防淹、防潮及勞動(dòng)保護(hù)等方面的要求，力求布置 整齊美觀。 （ 6） 在滿足電波運(yùn)行及安裝檢修要求的前提下， 盡量減少土建工程量，節(jié)省投資。 第一節(jié) 立軸反擊式機(jī)組的布置 主廠房由機(jī)組段（包括端機(jī)組段）和安裝場(chǎng)組成，所以主廠房布置和尺寸的確定，主要就是機(jī)組段和安裝場(chǎng)的布置和尺寸的確定。而機(jī)組段尺寸主要取決于水輪機(jī)蝸殼、尾水管、發(fā)電機(jī)等設(shè)備的外形尺寸。 一 尾水管層的布置 反擊式水輪機(jī)的泄水設(shè)備 —— 尾水管的頂部與基礎(chǔ)底板之間的空間是尾水管層，布置有： 1 尾水管 為減少開挖量，采用彎肘形尾水管。它由直錐段、肘管段和擴(kuò)散段幾個(gè)部分組成。 水輪機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)型尾水管。尾水管底板高程為 米，厚 米，基 礎(chǔ)開挖高程為 米，出口底板高程為 米。 為減小擴(kuò)散段結(jié)構(gòu)跨度，通常設(shè)有 2 個(gè)隔墩。 廠內(nèi)設(shè)有通往尾水管的通道和進(jìn)人孔，進(jìn)人孔的尺寸為 600800 毫米。進(jìn)人孔的位置，布置在尾水管的圓錐段。 當(dāng)停機(jī)放空尾水管的水，檢修人員從水輪機(jī)沿進(jìn)水閥坑的爬梯下去，然后水平進(jìn)入廊道，打開設(shè)在尾水管直錐段的金屬蓋，利用梯繩爬進(jìn)尾水管內(nèi)。 2 集水井、集水廊道和水泵室 主廠房?jī)?nèi)常在下部結(jié)構(gòu)部分的基礎(chǔ)塊體最低部位設(shè)置集水井或集水廊道，并在上方設(shè)水泵室，以便及時(shí)利用水泵排除基礎(chǔ)滲水。一般蝸殼有不管通到尾水管，尾水 管將水引入集水井或集水廊道，然后由水泵抽水向下游排出。出口高程一般設(shè)在下游水位以上。 二 蝸殼層的布置 蝸殼層是反擊式水輪機(jī)的引水設(shè)備蝸殼及其周圍的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)塊體和空間部分。 本電站采用單元供水，廠內(nèi)不設(shè)蝴蝶閥，而在調(diào)壓井處設(shè)控制閘門。此為引水隧洞設(shè)計(jì)部分，故在本設(shè)計(jì)中不做進(jìn)一步探討。 機(jī)組轉(zhuǎn)輪直徑 米，蝸殼為混凝土蝸殼，蝸殼的包角為 180 度。蝸殼內(nèi)設(shè)進(jìn)人孔， 若水電站樞紐工程水電