【正文】 采用了平頂梯形,所以n=0,當n=0時, r= 10176?！?70176。然后將各點連成光滑曲線即得該吸出高的等吸出高度線如附圖23(b),計算過程見表27表27 吸出高度計算表HN()HHs3224. 蝸殼形式的選擇蝸殼形式有金屬蝸殼和混凝土蝸殼，金屬蝸殼適用于水頭大于40m或小型臥式機組，～，同時考慮為了節(jié)約鋼材,且梯形斷面與圓形斷面相等時，梯形斷面可以沿軸向上下延伸,與圓形相比徑向尺寸較小,可以減少廠房的面積和土建投資,所以本設計采用了混凝土蝸殼,并采用平頂梯形斷面。4）根據(jù)表中對應的Hs和N作各水頭下的的輔助曲線如附圖23(a)。在相應的模型綜合特性曲線圖中的5%出力儲備線上找出相應于的工況點然后求出對應的在圖中把點與點連成直線，即得到時的出力限制線，如附圖22。做法上見圖。6）安裝高程的計算ZZ440型水輪機安裝高程的計算ZA=ZDmin+Hs+xD1=+=始終x為高度系數(shù)從《水電站》 HL240型水輪機及ZZ44型水輪機兩種方案的比較表2－5 水輪機方案參數(shù)對照表序號項目HL240ZZ4401模型水輪機參數(shù)推薦使用的水頭范圍25～4520～362最優(yōu)單位轉速721153最優(yōu)單位流量11008004限制工況單位流量124016505最高效率92896氣蝕系數(shù)7 原型水輪機參數(shù)工作水頭范圍～～8轉輪直徑9轉速10最高效率11額定出力408164081612最大引用流量13吸出高度14安裝高程由表2－5可見兩種方案中HL240型水輪機運行效率高，安裝高程較高使得其開挖量較ZZ40型水輪機的開挖量要小得多且有利于提高年發(fā)電量，而ZZ440型水輪機機組轉速較高使得其氣蝕系數(shù)較高不利于安全，雖然發(fā)電機尺寸較小但同時使得水輪機調節(jié)系統(tǒng)造價升高綜合以上因素選擇HL240型方案更為有利水輪機運轉特性曲線時表示轉速，轉輪直徑為常數(shù)時水頭，流量，出力，效率，河吸出高度等參數(shù)間的關系曲線包括等效率曲線，出力限制線和等吸出高曲線，它反映了水輪機實際運行中各個參數(shù)間的關系是指導水電站運行的依據(jù)。之間，用內差法可求得=%.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的單位轉速：在HL240型水輪機模型綜合特性曲線圖上分別繪出，的直線，可看出，包括了高效率區(qū)。=%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。15176。5176。5176。表21項目水頭單位轉速73單位流量6）吸出高程的計算式中：————氣蝕系數(shù)H——水頭表22 HL240型水輪機吸出高度計算見表項目最小水頭設計水頭最小水頭水頭單位轉速73氣蝕系數(shù)修正值吸出高度Hs采用最小值作為其吸出高度Hs=7）安裝高程的計算HL240型水輪機的安裝高程的計算=+=式中：導葉相對高度b0/D1=為吸出高度 ZZ440型水輪機方案主要參數(shù)選擇ZZ440型適用水頭范圍25～45,其模型參數(shù)如表23表23葉片數(shù)m0導葉相對高度b0/D1’最優(yōu)單位轉速（r/min）限制工況單位流量（m3/s）氣蝕系數(shù)模型直徑D1m（m）實驗水頭Hm （m）61151）轉輪直徑D1的計算由上表查得ZZ440型水輪機在限制工況下的單位流量′=,同時該工況的氣蝕系數(shù)=,[]=4時其相應的氣蝕系數(shù)：==式中為氣蝕系數(shù)修正值，由圖226查得=。則原假定的 n= r/min, Q1′= m3/s, D1=。它可使發(fā)電機的安裝高程較高不易受潮,機組的傳動效率較高而且水電站廠房的面積較小,因此本設計采用立軸式裝置。98﹪= 水輪機型號及裝置方式的選擇水輪機型號的選擇中起主要作用的是水頭,～～40,HL24型適應水頭25～45兩種型號均適用。）水輪機額定出力N?=N247。單機容量N=16萬247。上述各種因素是相互聯(lián)系而又相互對立的，不可能同時一一滿足，為了制造安裝運行，維護及設備供應的方便，在一個水電站內應盡可能選擇相同型號的機組，大中型水電站機組常采用擴大單元信線，為了使電器主結線對稱。3）機組臺數(shù)與水電站運行的關系當水電站在電力系統(tǒng)中擔任基荷工作時，引用流量較固定，選擇機組臺數(shù)較少，可使水輪機在較長時間內以最大工況運行，使水電站保持較高的平均效率，當水電站擔任系統(tǒng)尖峰負荷時，由于負荷經(jīng)常變化，而且幅度較大，為使每臺機組都可以高效率工作，需要更多的機組臺數(shù)。因此，在選擇機組臺數(shù)時，應從下列幾方面綜合考慮：1） 臺數(shù)與機電設備的關系機組臺數(shù)增多，單機容量減少，尺寸減小，制造及運輸較易，這對制造能力和運輸條件較差的地區(qū)有利的，但實際上說，用小機組時單位千瓦消耗的材料多，制造工作量大，所以最好選用較大容量的機組。附圖11：渾江下游梯級開發(fā)示意圖附圖12：太平哨水庫容積、面積曲線附圖13：太平哨壩下H—Q關系曲線附圖14：太平哨水電站尾水H—Q關系曲線附圖15：HL24046轉輪綜合特性曲線附圖16：ZZ44046轉輪綜合特性曲線附圖17： 壩址區(qū)地形圖附圖18：引水道沿線地形、地質圖附圖11：渾江下游梯級開發(fā)示意圖附圖12：太平哨水庫容積、面積曲線 附圖13：太平哨壩下H—Q關系曲線 附圖14：太平哨水電站尾水H—Q關系曲線 機組臺數(shù)與單機容量的選擇 機組臺數(shù)選擇水電站總裝機容量等于機組臺數(shù)和單機容量的成積，在總裝機容量確定的情況下可以擬訂出不同的機組臺數(shù)方案，當機組臺數(shù)不同時，則當單機容量不同，水輪機的轉輪直徑、轉速也就不同。特征水頭：，發(fā)電機效率98%。經(jīng)與東北電力局研究認為，太平哨水電站將在負荷曲線的尖峰位置上工作，并應適當擔任一部分備用容量，為此，本電站的利用小時數(shù)不宜過高，可控制在2500小時左右或更低些，可結合機組選擇合理確定?？紤]到上一級回龍地下電站交通洞的高程。Q=12400m3/s,校核洪水位（P= %）=17500m3/s）。水庫死水位則應結合輸水建筑物的布置分析確定。由于桓仁水庫的修建，極大的改變了渾江的徑流在年內分布的不均勻性，彌補了太平哨水庫的庫容小，調節(jié)性能差的缺陷。渾江自然落差較大，水量豐富，在太平哨水庫回水范圍內多為崇山峻嶺，淹沒耕地、村屯較少。電站建成后以下沿江無較大城鎮(zhèn)與工礦企業(yè)，對水庫無防洪要求。太平哨水庫入庫洪水成果表 表6流量：秒立米 單位水位：米 12桓仁入流量出流量庫水位298001850023200146001850011200165009470144008780回龍山入流量出流量庫水位16900168001200012000110001100095009500回—太區(qū)間洪峰流量3170253022601970太平哨入庫流量1750014000.124001080051020桓仁入流量出流量庫水位89907750802068806550583049604120回龍山入流量出流量庫水位92909250750075006550610045004500回—太區(qū)間洪峰流量1610902835557太平哨入庫流量9820807069504980、動能及水庫 電站任務太平哨水電站位于渾江干流，是桓仁、回龍山的下一級，本工程開發(fā)主要目的是發(fā)電。太平哨水電站設計洪水地區(qū)組成曾用典型年法和頻率組合法（以回龍山為控制）推求組合洪水進行比較,兩種方法計算成果相近,故采用典型年法成果,即桓仁，桓—回，回—太區(qū)間設計洪水過程線，系以回龍山三日洪量為控制，按典型年分配，同倍比放大各控制點設計洪水過程線。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?；溉收緦崪y洪水資料較長，加之歷史洪水調查資料，故洪水分析成果較為可靠。渾江歷史洪水的調查曾先后進行了5次，調查河段上至通化，下至沙尖子。就較大洪水年份分析，形成暴雨的天氣系統(tǒng)有臺風，氣旋（華北氣旋，渤海氣旋、江淮氣旋、黃海氣旋）以及副熱帶高壓邊緣的幅合擾動，如1960年發(fā)生了渾江的50年一遇洪水，形成此次暴雨的天氣系統(tǒng)在黃海上空正在恢復中的臺風輸送水汽與副熱帶高壓邊緣的擾動，再加上南部連續(xù)移來三個低壓想遭遇。各站年徑流有關參數(shù)詳見表5。各站資料以桓仁較長。C(桓仁)，年差很大，參見表3。以下。渾江流域正處于西風帶大陸的東部，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。渾江屬于山區(qū)性河流，流域內高山群立，山勢陡峭，地勢起伏較大，山坡上一半多生雜草和林從，植被較好。10′之間。36′，北緯40176。渾江流域地理坐標在東經(jīng)124176。葫蘆頭石料場位于壩址上游左岸約3公里，交通方便，基巖為黑云母混合片麻巖，榆樹底位于壩上游右岸約3公里，料場山體比高100—500米，山勢陡峻，覆蓋厚約1米，基巖仍為黑云母混合片麻巖。通過勘探、試驗工作，可以滿足上述要求，砂礫料與粘土料場分布、儲量、質量評價等詳見表1與表2。廠房基礎將坐落在新鮮的黑云母混合片麻巖上。根據(jù)上述情況?！?5176?！?4176?！?0176。據(jù)地表槽探觀察，巖脈與圍巖接觸良好，但從鉆孔資料分析，石英斑巖裂隙比較發(fā)育，故建議，通過巖脈處的參數(shù)選用為：f=4,K0=300。洞線前部通過兩條較大巖脈，均大致與洞線相交，一條為石英斑巖，寬30—40米，另一條為正常閃長巖。第四紀包括出口和進口河漫灘的沖積洪積層，巖性為亞砂土，細沙和砂卵礫石，兩側山坡的坡積殘積層，巖性為亞砂土，細砂和砂卵礫石；兩側山坡的坡積殘積層，巖性為亞砂土夾碎塊石。太平哨水電站的引水隧洞和廠房位于南天門嶺，此處分水嶺寬約800米，而兩端河水位差達13米。為了確保建筑物安全，建議在設計時要加強帷幕灌漿與排水措施。這些斷層大多延伸不長，對建筑物無影響，設計與施工時按常規(guī)方法處理即可。本地段地層主要是前震旦紀黑云母斜長石注入片麻巖，混合巖化程度較低，巖性不均一，有的地方可見變質巖基體?！?0176。此處山體最狹窄處寬僅70米，上、下游水為差7米。 付壩工程地質條件葫蘆細子地段山體低緩，最低點地面高程僅為192米，需要修建付壩。建議處理意見是：砂礫狀全風化層（深15米左右）可采用混凝土防滲墻方法處理，塊狀全風化層以下采用帷幕灌漿方法處理。壩址右岸巖石強烈風化，全風化巖石深達30米。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化巖石之上。壩址區(qū)基巖的透水性，根據(jù)19個孔、75次壓水試驗成果統(tǒng)計，單位吸水量由上而下逐漸減小。斷層帶寬3—4米。 F2 位于右岸，產(chǎn)狀為走向北東40—50176。另外兩條北東向斷層F1與F2176。,傾向南東，傾角70176。河床砂卵礫石厚0—。第四系包括各種不同成因的松散堆積物。壩址區(qū)出露的地層有前震旦系和第四系。從上述分析確定選用上壩線。上、下壩線相距200—300米，地質條件基本相同，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，風化也較深，而上壩線左岸則比較完整。不存在塌岸問題。 水庫區(qū)工程地質條件本庫區(qū)兩岸山體高峻，高程為360—700米。第四系：在本區(qū)出露的有上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)。寒武系：該系出露更少，僅局部可見，主要為灰?guī)r。各水工建筑物均位于本地層的混合變質巖上。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。有關渾江下游梯級開發(fā)情況可參見附圖1。目前，在桓仁水電站早已建成投產(chǎn)的情況下，實際上變成為沙尖子高壩大庫與回龍、太平哨、高嶺、金坑等梯級開發(fā)方式之爭。渾江流域水系圖參見圖1。根據(jù)渾江河道自然特性的變化，大致以通化為上、中游之分界：以桓仁為中、下游之分界。流域面積15000平方公里。目錄1 基本資料…………………………………………………………………………6 任務的提出………………………………………………………………………6 工程地質條件………………………………………………………