【正文】 27 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 1 壓力鋼管布置 ............................................... 27 確定鋼管直徑 ............................................ 27 進(jìn)水口布置 ................................................. 27 確定有壓進(jìn)水口的高程 .................................... 27 漸變段尺寸確定 .......................................... 28 攔污柵尺寸確定 .......................................... 28 通氣孔的面積確定 ........................................ 28 第五章 主廠房尺寸及布置 .............................. 30 廠房高度的確定 ............................................. 30 水輪機(jī)安裝高程 .......................................... 30 . 尾水管頂部高程及尾水管底部高程 .......................... 30 基巖開挖高程 ............................................ 30 水輪機(jī)層地面高程 ........................................ 30 發(fā)電機(jī)層樓板高程 ........................................ 30 吊車軌頂高程 ............................................ 31 廠房頂高程 .............................................. 31 主廠房長度的確定 ........................................... 31 機(jī)組段長度確定 .......................................... 31 端機(jī)組段長度 ............................................ 32 裝配場長度 .............................................. 32 主廠房寬度和橋吊跨度的確定 ................................. 32 第六章 混凝土溢流壩 .................................. 34 溢流壩段總寬度的確定 ....................................... 34 單寬流量 q 的選擇 ........................................ 34 確定溢流前緣總凈寬 L .................................... 34 確定溢流壩段總寬度 ...................................... 35 堰頂高程的確定 ............................................. 35 堰頂高程的確定 .......................................... 35 閘門高度的確定 .......................................... 35 堰面曲線的確定 ............................................. 35 最大運(yùn)行水頭 和定型設(shè)計水頭 的確定 ................ 36 maxHdH 三 圓弧段的確定 .......................................... 36 緊水灘水電站壩后式廠房方案論證設(shè)計 2 曲線段的確定 ............................................ 36 直線段的確定 ............................................ 36 反弧段的確定 ............................................ 37 鼻坎挑角和坎頂高程的確定 ................................ 38 溢流壩倒懸的確定 ........................................ 38 溢流壩強(qiáng)度和穩(wěn)定驗算 ....................................... 38 作用大小 ................................................ 39 承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度和穩(wěn)定驗算 .......................... 40 正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行強(qiáng)度的計算和驗算 .................... 43 消能與防沖 ................................................ 43 挑射距離和沖刷坑深度的估算 .............................. 43 第七章 壓力鋼管應(yīng)力分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計 .................... 44 水力計算 ................................................... 44 水頭損失計算 ............................................ 44 水錘計算 ................................................ 49 壓力鋼管厚度的擬定 ......................................... 52 鋼管、鋼筋、混凝土聯(lián)合承受內(nèi)壓的應(yīng)力分析 ................... 54 混凝土開裂情況判別 ...................................... 54 應(yīng)力計算 ................................................ 58 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 3 第一章 水輪機(jī) 特征水頭的確定1. 在校核洪水位下 , 四臺機(jī)組滿發(fā)，下泄流量 Q=14100m3/s,由廠區(qū)水位流量關(guān)系可得，尾水位▽ 尾 =，▽ 庫 = H1=(▽ 庫 －▽ 尾 )=(－)=2, 在設(shè)計洪水位下，四臺機(jī)組滿發(fā)，下泄流量Ｑ=11000 m3/s,由廠區(qū)水位流量關(guān)系得, 尾水位▽ 尾 =, ▽ 庫 = H2=(▽ 庫 －▽ 尾 )=(－)=3, 在設(shè)計蓄水位下,一臺機(jī)組滿發(fā)，由下列式子試算出該情況下對應(yīng)的下泄流量和水頭N=H=(▽ 庫 －▽ 尾 )▽ 尾= f (Q)η=η 水 η 電 =列表試算，得Q(m3/s) ▽ 庫 (m) ▽ 尾 (m) H(m) N(kw)60 284 65 284 70 284 284 當(dāng)下泄流量為 m3/s 時，一臺機(jī)組滿發(fā)，對應(yīng)水頭為 .，即H3=.，四臺機(jī)組滿發(fā)，試算該情況下對應(yīng)的下泄流量和水頭，列表試算Q(m3/s) ▽ 庫 (m) ▽ 尾 (m) H(m) N(kw)300 284 250 284 270 284 緊水灘水電站壩后式廠房方案論證設(shè)計 4 274 284 當(dāng)下泄流量為 274 m3/s 時，四臺機(jī)組滿發(fā)，對應(yīng)水頭為 ，即H4=。，四臺機(jī)組滿發(fā)，試算該情況下對應(yīng)的下泄流量和水頭，列表試算Q(m3/s) ▽ 庫 (m) ▽ 尾 (m) H(m) N(kw)300 264 400 264 350 264 362 264 184000當(dāng)下泄流量為 362m3/s 時，四臺機(jī)組滿發(fā)，對應(yīng)水頭為 ，即H5=.，一臺機(jī)組滿發(fā)，試算該情況下對應(yīng)的下泄流量和水頭，列表試算Q(m3/s) ▽ 庫 (m) ▽ 尾 (m) H(m) N(kw)80 264 202 90 264 85 264 264 當(dāng)下泄流量為 ，一臺機(jī)組滿發(fā)，對應(yīng)水頭為 ，即H6=. ??max123456HHH? = =??min123456? = =?? 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 5 ??? ==..由 H1=,H2=,H3=,H4=,H5=,H6=，確定：最大水頭 Hmax= ,最小水頭 Hmin=,加權(quán)平均水頭Hav=+ Hmin +=,設(shè)計水頭 Hr= Hav== 水輪機(jī)選型根據(jù)水頭變化范圍 —,在水輪機(jī)系列型譜表 3— 3—4 中查出合適的機(jī)型為 HL220.HL220 型水輪機(jī)的主要參數(shù)選擇1. 轉(zhuǎn)輪直徑 D1 計算 查《水電站》表 3—6 和圖 3—12 可得 HL220 型水輪機(jī)在限制工況下單位流量 Q11M=1150L/s，效率 η=% ，由此可初步假定原型水輪機(jī)在該工況下單位流量 Q11= Q11M=1150L/s，效率 η=90%。3. 效率及單位參數(shù)修正查表 3—6 可得 HL220 型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的模型最高效率為 η Mmax =91%模型轉(zhuǎn)輪直徑 D1M=緊水灘水電站壩后式廠房方案論證設(shè)計 6 η max=1(1η Mmax) =1(191%) =%則效率修正值為 Δη=%91%=%。常在已求得的 Δη 值中再減去一個修正值 ε，現(xiàn)取 ε=%，可得修正值為 Δη=%，原型水輪機(jī)在最優(yōu)工況和限制工況下的效率為 η max=η Mmax+Δη=91%+%=% η=η M+Δη=89%+%=%≠90% 與假定不符重新假定效率 η=%，采用上述過程，得出 D1=,n=, η max=% Δη=%91%ε=%91%1%=% η max=η Mmax+Δη=91%+%=% η=η M+Δη=89%+%=% 與上述假定值相同單位轉(zhuǎn)速的修正值 =( 1)=（ 1）=%10Mn?max?由于 %，按規(guī)定單位轉(zhuǎn)速可不加修正，同時，單位流量 Q11 修正，由上可見，原假定的 η=%，Q 11= Q11M, n110=n110M 是正確的。4. 工作范圍檢查 水輪機(jī)在 Hr,Nr 下工作時，Q 11= Q11max Q11max= = = m3/?%??則水輪機(jī)的最大引用流量Qmax= Q11maxD12 =32 = m3/與特征水頭 Hmax 、H min 、H r 對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速為： = = =? 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 7 = = =? = = =在 HL220 水輪機(jī)模型綜合特性曲線上繪出 Q11max= 1040L/s， =，1maxn=，如圖所示，三根直線所圍成的水輪機(jī)工作范圍基本上1min包含了該特性曲線的高效率區(qū)，故對于 HL220 型水輪機(jī)方案，所選定的參數(shù)D1= 和 n=。故選擇水輪機(jī)型號為 HL220LJ300. 水輪機(jī)蝸殼及尾水管 蝸殼尺寸確定蝸殼采用金屬蝸殼，斷面為圓形。即 =345176。查金屬蝸殼座環(huán)尺寸系列，D 1=3000mm,座環(huán)內(nèi)徑 Db=Da=4700mm,ra=Da/2=