【正文】 鋼管在管外大氣壓 的作用下可能失去穩(wěn)定，管壁被壓扁。 結(jié)合地形、地質(zhì)條件、管線長(zhǎng)度及對(duì)廠房安全的要求，本設(shè)計(jì)擬采用側(cè)向引進(jìn)、聯(lián)合供水（一管多級(jí)）的方式向機(jī)組供水，即由一條壓力管道一個(gè)非對(duì)稱 Y型三岔管向三臺(tái)機(jī)組供水。鋼管發(fā)生事故時(shí)直接危機(jī)廠房安全；側(cè)向引近適用于高、中水頭電站，避免水流直沖廠房。由于鋼襯可以防滲，外包鋼筋混凝土可按允許開(kāi)裂設(shè)計(jì)，以充分發(fā)揮鋼筋的作用。 （ 2）鋼筋混凝土管 鋼筋混凝土管具有造價(jià)低、能承受較大外壓和經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)，通常用于內(nèi)壓不高的中小型水電站。在集中供水和分組供水方式下需要岔管連接。 （ 3）組合式襯砌：由內(nèi)層的鋼板，鋼筋網(wǎng)噴漿，外層為混凝土或鋼筋混凝土，有頂拱為混凝土邊墻或底板為漿砌石和頂拱邊墻噴錨后再進(jìn)行混凝土或鋼筋混凝土等形式。⑤減小表面糙率。 隧洞襯砌的主要類型選擇 為了保證水工隧洞的安全有效運(yùn)行通常需要對(duì)隧洞進(jìn)行襯砌，襯砌作用是①限制圍巖變形，保證圍巖穩(wěn)定。 代入數(shù)值得： ）（ 2a ??? avQA 為了便于進(jìn)水口及壓力水道的維護(hù)與檢修，需設(shè)進(jìn)人孔。 檢修閘門：采用平板閘門，尺寸同工作閘門，要求在靜水中開(kāi)啟，靜水中關(guān)閉。人工清污一般適用于小型水電站的淺水、傾斜攔污柵。 28 柵條的凈距應(yīng)保證通過(guò)攔污柵的污物不會(huì)卡在水輪機(jī)過(guò)流部件中。70186。本設(shè)計(jì)取其長(zhǎng)度為 21m，收縮角約為 8186。 (3)漸變段：漸變段是閘門段到壓力引水管道的過(guò)渡段，其斷面面積和流速應(yīng)逐漸變化，使水流不產(chǎn)生漏流并盡量減小水頭損失。根據(jù)國(guó)內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)口段頂板曲線采用 1/4 橢圓曲線，曲線方程為： 221xyab?? （ 32） 式中： a— 橢圓曲線長(zhǎng)半軸，對(duì)于頂板曲線約等于閘門處的孔口高度 H,本設(shè)計(jì)取 a=； b— 橢圓曲線短半軸，對(duì)于頂板曲線，可取 H/3，本設(shè)計(jì)取 b=. 故進(jìn)口段曲線方程為： 2222 ?? yx 進(jìn)口段的長(zhǎng)度沒(méi)有一定的標(biāo)準(zhǔn)，在滿足工程結(jié)構(gòu)布置與水流順暢的條件下，盡可能緊湊。 有壓進(jìn)水口位置、高程的確定 有壓進(jìn)水口頂部高程應(yīng)保證在上游最低運(yùn)行水位時(shí)仍有足夠的淹沒(méi)深度，以進(jìn)水口前不出現(xiàn)漏斗式吸氣漩渦為原則。 （ 2）壓力墻進(jìn)水口：其進(jìn)口段和閘門段均布置在山體之外適用于洞口附近地質(zhì)條件較差或不宜采用洞式進(jìn)水口時(shí)不宜擴(kuò)大開(kāi)挖坡度較緩時(shí)。 25 進(jìn)水口設(shè)計(jì) 進(jìn)水口型式的選擇 在水利水電工程中，為發(fā)電供水等綜合利用的目的，往往需要在水位便服的天然河道，湖泊或人工水庫(kù)和調(diào)節(jié)池中取水，深式進(jìn)水口及有壓進(jìn)水口為了適應(yīng)這一需要而設(shè)置的一種水工建筑物，深式進(jìn)水口應(yīng)滿足水工建筑物的一般要求，即結(jié)構(gòu)安全，布置簡(jiǎn)單，施工方便，造價(jià)低廉，運(yùn)行可靠并適應(yīng)注意美觀。 為了利于檢修與排水，隧洞縱坡率為 2%，其工作閘門與檢修閘門設(shè)在進(jìn)口，隧洞在平面上有彎角，對(duì)于低流隧洞曲率半徑不宜小于 5倍的洞徑，現(xiàn)取 5倍的洞徑，即 29m，轉(zhuǎn)角不宜大于 60176。扎柯溝、宗達(dá)寺溝、支哈溝均為深切沖溝，谷底較寬緩，谷底沖洪積堆積物較深厚，繞溝線路較長(zhǎng)。隧洞的路線應(yīng)盡量避免不利的地質(zhì)構(gòu)造；洞線在平面上求短直，這樣既可以減少工程量，方便施工；隧洞應(yīng)有一定的埋藏深度；隧洞的縱坡應(yīng)根據(jù)運(yùn)用要求，上下游銜接，施工和檢修等因素，綜合分析比較后確定；對(duì)于長(zhǎng)隧洞，選擇洞線時(shí)還應(yīng)注意地形，地質(zhì)條件。 引水道分為進(jìn)口段、上漸變段、上彎段、斜直段、下彎段、下直段、下漸變段等部分所組成，應(yīng)盡可能保證進(jìn)、出水流平順。 引水系統(tǒng) 引水系統(tǒng)由進(jìn)水口、引水系統(tǒng)及壓力鋼管段等組成。構(gòu)架采用鋼橫擔(dān)、鋼塔頭、水泥管塔身的混合結(jié)構(gòu)。 23 開(kāi)關(guān)站 220 千伏開(kāi)關(guān)站，布置左岸 ,配電裝置采用半高型布置，其構(gòu)架采用田字形封閉式框架結(jié)構(gòu)。由 于本設(shè)計(jì)擋水壩與廠房位置較遠(yuǎn)，選擇將主變壓器布置在廠房上游側(cè)靠近廠房的位置。上游副廠房為鋼筋混凝土預(yù)制框架結(jié)構(gòu)，共分兩層。 （ 3） 為減少下泄水流對(duì)發(fā)電和航運(yùn)的不利影響，常在溢流壩與其他建筑物之間設(shè)置導(dǎo)墻。 圖 25 YS 型油壓裝置外形尺寸圖 22 第 3 章 電站樞紐布置 電站廠 房 根據(jù)首部樞紐的布置，大壩為混凝土面板壩，溢洪道、引水隧洞、導(dǎo)流洞均布置在右岸，因此考慮把廠房布置在右岸。 圖 24 調(diào)速器外形尺寸圖 油壓裝置選擇 油壓裝置的工作容量以壓力油罐的總?cè)莘e作為表征，壓力油罐的總?cè)莘e Vk為 Vk=(18～ 20)Vs，取 mVV Sk ???? 。 已知 a0max=22， D0m=290mm， Z0=16， Z0m=24，取 D0== 2=。 水輪機(jī)所需的調(diào)速功 )m(1 1 5 0 5 ?????? NA 30000N?m 調(diào)速功 A 已超出中小型調(diào)速器調(diào)速功的范圍，假設(shè)錯(cuò)誤，故本設(shè)計(jì)調(diào)速器為大型調(diào)速器。 H=h1+h2+h3+h4+h5+h6+h8+h9=++150+200+120+80++100=1088.98(cm)。 懸式承載機(jī)架 h2== =（ cm）。 17 故 )( 34000 262 cmnCD sl eift ?????? ? （ 4）定子鐵芯外徑 Da(機(jī)座號(hào) ) 因?yàn)?ne）（ 4 8 1DDa i ????? ? 外形尺寸估算 （ 1）定子機(jī)座外徑 D1 300ne500r/min， D1== =（ m） （ 2）風(fēng)罩內(nèi)徑 D2 Sf20210KW， D2=D1+=(m) （ 3）轉(zhuǎn)子外徑 D3 ）（ i3 ?? ? 式中δ為單邊空氣空隙，初步估算時(shí)可以忽略不計(jì) （ 4）下機(jī)架最大跨度 D4 1000Sf100000KW， D4=D5+,式中 D5為水輪機(jī)基坑直徑，查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （ 9） P162表 36， D5=3000mm， D4=D5+=(m)。查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （ 9） 取 h== =（ m） （ 5）尾水管的水平長(zhǎng)度 尾 水管的水平長(zhǎng)度 L 是指機(jī)組中心線至尾水管出口斷面的距離。當(dāng)出口寬度過(guò)大時(shí)，可按水工結(jié)構(gòu)要求加設(shè)中間支墩，支墩厚度 55 )~(b B? ，并考慮尾水門槽布置要求。由于肘管形狀復(fù)雜，所以肘管內(nèi)一般不設(shè)金屬里襯，所需具體參數(shù)見(jiàn)上表。本設(shè)計(jì)取θ =9176。) Qi（ m3/s) ρ i(m) Ri(m) 345 330 315 300 285 270 255 240 225 210 195 180 165 150 135 120 105 90 75 60 45 30 14 續(xù)表 21 蝸殼基本參數(shù)計(jì)算表 15 0 將蝸殼各計(jì)算斷面的外緣連接起來(lái)，便可得到蝸殼平面度的單線圖，如圖所示： 圖 22 蝸殼單線圖 尾水管主要參數(shù)的選擇 尾水 管的型式很多，目前常用的有直錐形，彎錐形和彎肘形三種型式。 流速為 rHKV ?c （ 26） 式中， K流速系數(shù)，可在《水電站》 （ 22） ， P95圖 421 中查得 K= 故 )/( smHKV r ???? 。 （ 2）水輪機(jī)的吸出高驗(yàn)算 計(jì)算出的吸出高 SH =4m,滿足電站要求。1rn 。10n =70r/min。查《水電站》 （ 22） P76 表 46，取與之接近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)直徑D1=。10 ?n ,由于在限制工況處原型水輪機(jī)的效率要高于模型水輪機(jī)，所以初步假定原型水輪機(jī)在該工況點(diǎn)的效率為 89%。由水電站的水頭范圍 (～ )查水輪機(jī)的系列型譜，采用 HLD06a 水輪機(jī)，適用水頭范圍 80m～ 150m。為縮小廠房面積，高水頭大中型電站一般均采用立軸布置方式。 選擇機(jī)組臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)對(duì)加工制造能力和運(yùn)輸條件、總投資、水電站的運(yùn)行效率和運(yùn)行靈活性，運(yùn)行維護(hù)工作量的大小等因 素進(jìn)行綜合考慮。第四系孔隙水主要分布于河谷地帶的松散堆積物中，受大氣降水、冰雪融水及兩岸地下水補(bǔ)給，向河谷排泄。 庫(kù)區(qū)兩岸沖溝較發(fā)育，規(guī)模較大的有布維柯、甲柯溝等 9條較大支溝，其中甲柯及其上游側(cè)右岸一條小溝、指日溝和日則溝常年水系發(fā)育，溝谷深切，溝床縱坡降緩，溝岸巖體較破碎，分布較多坡、殘積覆蓋層?！?45176。 5 XX 水電站壩址 設(shè)計(jì)洪水成果表 表 12 流量： sm/3 洪量：億 3m 項(xiàng)目 設(shè) 計(jì) 值 P=% （加 15%安全修正值） P=% P=% P=% P=% P=1% P=2% P=5% P=10% P=20% Qm 828 720 677 635 577 532 487 424 375 324 W1d W3d W7d XX 水電站廠址 設(shè)計(jì)洪水成果表 表 1 3 流量： sm/3 洪量：億 3m 項(xiàng) 目 設(shè) 計(jì) 值 P=% （加 15%安 全修正值） P=% P=1% P=2% P=5% P=10% P=20% Qm 686 597 551 504 439 388 335 河流泥沙 鮮水河干流泥沙含量不大，懸移質(zhì)泥沙侵蝕模 數(shù)較小，據(jù)道孚水文站泥沙資料統(tǒng)計(jì)，多年平均含沙量 315g/m3，多年平均輸沙模數(shù) (km2 XX 水電站下壩址徑流成果見(jiàn)表 11。鮮水河流域設(shè)有爐霍、道孚兩個(gè)氣象站，其中爐霍站位于爐霍縣城，距離電站下壩址約 ，臺(tái)站海拔高程 ，與壩址區(qū)海拔高程接 近，可以作為本階段進(jìn)行氣象特性分析的依據(jù)站。 水文 氣象特性 鮮水河流域地處青藏高原東緣的高山峽谷區(qū)，屬川西高原氣候，主要受西風(fēng)環(huán)流和印度洋西南季風(fēng)的影響，具有高原型季風(fēng)氣候特征。 15′～ 101176。兩源在爐霍縣城北匯合后稱鮮水河。從成都至爐霍有317 國(guó)道直接相通，亦可經(jīng) 318 國(guó)道在新都橋處經(jīng) S21 S303 省道到達(dá)。Diversion system。 關(guān)鍵詞 ：水輪機(jī) 選型；廠房設(shè)計(jì) ；引水系統(tǒng) ；調(diào)節(jié)保證。第四章為引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括確定進(jìn)水口、高壓管道的的型式、尺寸以及高壓管道的抗外壓穩(wěn)定分析。 I 目錄 摘要 ................................................................................................................................. 1 Abstract ............................................................................................................................ 2 第 1章 基本資料 ............................................................................................................. 3 ............................................................................................................ 3 ............................................................................................................ 3 ................................................................................................................... 3 .................................................................................................. 3 ......................................................................................................... 4 .....................................................................................................