【正文】 (19602009年)年徑流（5月～翌年4月）豐水期（5月～10月）枯水期(11月～翌年4月)可研(19601999年)年徑流（5月～翌年4月）豐水期（5月～10月）枯水期（11月～翌年4月） 3 工程等級(jí)及防洪標(biāo)準(zhǔn)的確定 工程等級(jí)及建筑物級(jí)別大發(fā)水電站位于田灣河下游，是田灣河流域規(guī)劃中最末一個(gè)梯級(jí)，為單一發(fā)電工程，無(wú)供水、灌溉、防洪等綜合利用要求。 洪水標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DL5180和《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB 50201規(guī)定，本工程3級(jí)永久性建筑物的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)100年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)500年一遇；3級(jí)永久性水電站廠房設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)100年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)200年一遇；3級(jí)永久性建筑物消能防沖設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)30年一遇。表31 各永久性主要水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)及洪峰流量建 筑 物設(shè) 計(jì) 洪 水校 核 洪 水重現(xiàn)期（年）流量（m3/s）重現(xiàn)期（年）流量（m3/s）取水壩1009485001400廠 房10010602001280壩下游消能防沖建筑物305894 電站樞紐總布置 廠房類(lèi)型的確定本樞紐工程采用的是底格攔柵壩取水、首部設(shè)置調(diào)節(jié)池、長(zhǎng)引水隧洞的混合引水式開(kāi)發(fā)。本流域山高谷深，河流深切，分水嶺高程一般都在3000~5000m，有雪山冰川分布。嶺谷相對(duì)高差1000~3000m，呈典型的高山峽谷地貌。若廠房類(lèi)型選用岸邊引水式廠房，引水隧洞位于上游左側(cè)，則廠房只能布置在左岸下游側(cè)，但由于該流域地形地勢(shì)險(xiǎn)峻，布置引水式廠房并沒(méi)有合適的位置，就需要開(kāi)挖山體，開(kāi)挖量非常巨大，而且該流域山體地質(zhì)情況復(fù)雜，在岸邊開(kāi)挖山體以后很難保證邊坡的穩(wěn)定，又需要投資巨大的資金來(lái)維護(hù)邊坡的穩(wěn)定。綜合考慮，因地形及地質(zhì)條件因素，岸邊式引水廠房的方案不可行。故該水電站廠房采用地下廠房，布置在下游左岸山體內(nèi)。整個(gè)工程由首部樞紐、引水系統(tǒng)和廠房樞紐三部分組成：壩址位于田灣河下游河段喇嘛溝溝口上游400m處；引水系統(tǒng)布置于田灣河左岸，（含引水涵管），壓力鋼管長(zhǎng)約810m；廠址位于方大坪的左岸山體內(nèi)，壩址、廠址相距約11km。底格欄柵壩壩長(zhǎng)39m，底寬10m，壩內(nèi)設(shè)一排取水廊道，廊道水平寬度2m，～，設(shè)計(jì)取水流量16m3/s（引取區(qū)間流量）。首部采用水平鋪蓋防滲方式。壩下游設(shè)鋼筋混凝土防沖護(hù)坦，縱坡15%。護(hù)坦及海漫下設(shè)排水反濾層，兩側(cè)設(shè)導(dǎo)墻，海漫末端設(shè)置6m深的漿砌石防沖槽。局部為陡壁。引水系統(tǒng)主要由引水涵管、引水隧洞、調(diào)壓室和壓力管道等組成。底坡i=；在涵0+（（引）），同時(shí)該處為進(jìn)洞點(diǎn)和變坡點(diǎn)，底坡變?yōu)閕=；在隧洞段（引）7+=，；隧洞段（引）9+=0。廠區(qū)樞紐由地下廠房（主、副廠房）、交通洞、排風(fēng)洞、尾水洞和地面220kV聯(lián)合開(kāi)關(guān)站等建筑物組成。圖42 廠區(qū)樞紐布置圖5 水輪機(jī)及發(fā)電機(jī)的計(jì)算 水輪機(jī)型號(hào)選擇水電站最大水頭Hmax=514m，設(shè)計(jì)水頭Hr=482m，加權(quán)平均水頭Hav=494m，最小水頭Hmin=482m，裝機(jī)容量為240MW，初步布置2臺(tái)機(jī)組，則單機(jī)容量為120MW。并查得其相關(guān)參數(shù)為：水斗數(shù)；；；直徑比。臥式布置拆卸方便，但每個(gè)轉(zhuǎn)輪只能布置1~2個(gè)噴嘴，蕩噴嘴數(shù)目增多時(shí)，必須增加轉(zhuǎn)輪數(shù)；立式布置可在同一個(gè)轉(zhuǎn)輪上布置2~6個(gè)噴嘴，但當(dāng)噴嘴數(shù)多達(dá)3個(gè)以上時(shí)，轉(zhuǎn)速不宜選得太高以免各射流之間相互影響，而降低水輪機(jī)的效率。 沖擊式水輪機(jī)的標(biāo)稱直徑目前尚未形成系列，即選用。 （3）轉(zhuǎn)速n的選擇 選用相鄰偏高的標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速=300 。 （5）水輪機(jī)工作范圍驗(yàn)算 對(duì)6噴嘴 = 從CJ20型水輪機(jī)模型綜合特性曲線（《水利機(jī)械》P66 圖311）可以看出，由、所包含的工作范圍大部分都在高效率區(qū)，其最高效率=%。 （6）安裝高程的確定 立式水輪機(jī)的安裝高程為： 式中為最高尾水位，= m； 為排水高度，= m 則： m 發(fā)電機(jī)主要尺寸估算 發(fā)電機(jī)內(nèi)部尺寸估算 （1）極距 式中：—發(fā)電機(jī)額定容量，120000； —磁極對(duì)數(shù)，取30； —系數(shù)，一般取8~10，這里取= 則： cm （2）定子內(nèi)徑 ===1210 cm （3）定子鐵芯長(zhǎng)度 式中：—額定轉(zhuǎn)速，=300 r/min； —定子內(nèi)徑； —系數(shù)，這里取 則： = cm 所以采用全傘式發(fā)電機(jī)。 發(fā)電機(jī)外形尺寸估算（1） 定子機(jī)座外徑 ==1280=1446 cm（2） 風(fēng)罩內(nèi)徑 =+200=1446+200=1646 cm（3） 轉(zhuǎn)子外徑 式中：—單邊空氣間隙，取2 cm =1210－22=1206 cm（4） 下機(jī)架最大跨度 =+1 m 式中：—水輪機(jī)基坑直徑，=770 c m = 770+100=870 cm（5） 推力軸承外徑和勵(lì)磁機(jī)外徑 查《水利機(jī)械》，=4200 cm，=3600 cm 軸向尺寸計(jì)算（1） 定子機(jī)座高 =+2=150+2=304 cm（2） 上機(jī)架高度 對(duì)于全傘式承載機(jī)架 ==1210=121 cm（3） 推力軸承高度，勵(lì)磁機(jī)高度，機(jī)架高度和永磁機(jī)高度 =156 cm =150~180 cm，取180 cm =50~70 cm，取70 cm =95 cm（4） 下機(jī)架高度 全傘式非承載機(jī)架 ==1210=272 cm（5） 定子支座支承面至下機(jī)架支承面或下?lián)躏L(fēng)板之間的距離 全傘式非承載機(jī)架 ==1210=234 cm（6） 下機(jī)架支承面至主軸法蘭底面之間的距離 按已生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)統(tǒng)計(jì)資料，一般為70~15 cm，取=94 cm（7） 轉(zhuǎn)子磁軌軸向高度 = cm=150+74=224 cm（8） 發(fā)電機(jī)主軸高度 =（~） 式中：—發(fā)電機(jī)總高度，即由主軸法蘭盤(pán)底面至發(fā)電機(jī)頂部的高度 cm =1560= cm（9） 定子鐵芯水平中心線至主軸法蘭盤(pán)底面距離 =+= cm 發(fā)電機(jī)重量估算（1） 發(fā)電機(jī)總重量（t） 式中：—系數(shù)，對(duì)全傘式發(fā)電機(jī)取8~10，在此處取10 t（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 t（3） 發(fā)電機(jī)飛輪力矩 式中：—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，當(dāng)時(shí)，=； —定子內(nèi)徑，； —定子鐵芯長(zhǎng)度， 尾水管形式及其主要尺寸確定根據(jù)本電站的總裝機(jī)容量為大中型水電站，為了減少尾水管的開(kāi)挖深度，采用標(biāo)準(zhǔn)彎肘型尾水管。表52 尾水管尺寸參數(shù)（m）參數(shù)hL標(biāo)準(zhǔn)81224尾水管肘管是一90度變斷面，起出口為矩形，斷面斷面水流由于在肘管中轉(zhuǎn)彎受到離心力的作用，又去曲率越小，半徑越小，產(chǎn)生的離心力越大。所以外壁半徑m，內(nèi)壁半徑m。 圖51 尾水管示意圖 起重機(jī)的型號(hào)確定由發(fā)電機(jī)的型號(hào)以及水輪機(jī)重量可知，吊運(yùn)部件最大重量為428噸，查大單位雙小車(chē)橋式起重機(jī)主要參數(shù)表選擇起重機(jī)，起各主要參數(shù)如下：小車(chē)起重量，主鉤300 t，副鉤50 t跨度22 m m t起重機(jī)重量215 t小車(chē)軌距5800 mm小車(chē)輪距2880 mm大車(chē)輪距5800 mm大梁底面至軌頂距離250 mm起重機(jī)最大寬度10680 mm軌道中心至起重機(jī)外端距離460 mm軌頂至起重機(jī)頂端距離5400 mm軌頂至緩沖器距離1200 mm車(chē)輪中心至緩沖器外端距離920 mm操作室底面至軌頂距離2500 mm兩小車(chē)吊鉤間距離4300 mm吊鉤至軌面距離，主鉤1300 mm，副鉤610 mm吊鉤至軌道中心距離1800 mm推薦使用大車(chē)軌道型號(hào)QU120起重機(jī)示意圖如下。（1） 機(jī)組段長(zhǎng)度可按下式計(jì)算 =+ 式中：—機(jī)組段方向最大長(zhǎng)度 —機(jī)組段方向最大長(zhǎng)度 和可按《水利機(jī)械》中的公式按發(fā)電機(jī)層計(jì)算。（2） 邊機(jī)組段的附加長(zhǎng)度 =(~)== m（3） 安裝間長(zhǎng)度 =(~)=20=24 m（4） 主廠房長(zhǎng)度 m 圖61 主廠房長(zhǎng)度計(jì)算簡(jiǎn)圖 主廠房寬度B的確定以機(jī)組中心線為界，廠房寬度B可分為上游側(cè)寬度和下游側(cè)寬度兩部分。(1) 水輪機(jī)安裝高程的確定 由水輪機(jī)的計(jì)算部分可知：=(2) 水輪機(jī)層地面高程的確定 從水輪機(jī)安裝高程向上量取噴管半徑和噴管上部混凝土層的厚度，可得到水輪機(jī)層地面高程。一般情況下，發(fā)電機(jī)層樓板面與裝配場(chǎng)樓板面高程齊平。取決于下列要求：機(jī)組拆卸檢修起吊最大和最長(zhǎng)部件時(shí)與機(jī)組、墻、設(shè)備、柱、~，以免由于掛索松弛或雕件擺動(dòng)而碰壞設(shè)備或墻柱；另一方面在裝配場(chǎng)檢修變壓器時(shí)，還需滿足吊起變壓器鐵芯所需要的高度?？捎孟率奖硎荆? = －（++)帶入數(shù)據(jù)=，=，=，得： =－（++）= （9）裝配場(chǎng)的高程的確定 為了起吊方便和運(yùn)輸工具的進(jìn)出要求，取裝配場(chǎng)高程和發(fā)電機(jī)層樓板高程一致。 圖62 主廠房各高程示意圖所以主廠房的高度等于廠房屋頂高程與廠房開(kāi)挖高程之差。 廠區(qū)布置廠區(qū)樞紐主要由主、副廠房、主變室、母線洞、尾水洞、交通洞兼進(jìn)風(fēng)洞出線洞、排風(fēng)洞、排水洞及地面聯(lián)合開(kāi)關(guān)站等建筑物組成。E，主變室位于主廠房下游側(cè)，與主廠房平行布置，（長(zhǎng)寬高）。進(jìn)廠交通洞兼出線洞進(jìn)風(fēng)洞布置于尾水洞下游側(cè)，與對(duì)外公路相連，斷面為城門(mén)洞型。發(fā)電機(jī)出線方式是從下游側(cè)經(jīng)母線洞、主變室、進(jìn)廠交通洞引至洞外聯(lián)合開(kāi)關(guān)站，開(kāi)關(guān)站位于田灣河左岸階地，（長(zhǎng)寬）。排水廊道頂、底設(shè)有兩排排水孔，頂部排水孔深30m，孔距3m，底部排水孔深30m，孔距3m，排水廊道末端與排風(fēng)洞相接。；。廠內(nèi)各層之間由兩端樓梯上下連接。安裝間位于主機(jī)間右側(cè)，長(zhǎng)24m，寬度及頂高程同主機(jī)間，分上、下兩層，安裝場(chǎng)高程同發(fā)電機(jī)層，考慮轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)子、上機(jī)架和定子安裝及檢修； m，布置油罐室、空壓機(jī)室及油處理室。副廠房共分為兩層，一層為中控層，包括中控室、蓄電池室、通信室，；二層包括400V配電裝置室，10kV高壓開(kāi)關(guān)柜室，電纜溝等。 7 吊車(chē)梁的構(gòu)架計(jì)算 吊車(chē)梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)T形截面剛度較大，抗扭性能較好，便于固定軌道：檢查走道較寬，適用于大中型吊車(chē)梁，所以該吊車(chē)梁選T形截面。由于梁的跨度為22 m，所以 m， m， m。表71 起重機(jī)尺寸起重機(jī)（t）跨度（m）起升高 度(m)最大輪 壓（t）起重機(jī)的重量小車(chē)軌距小車(chē)輪距大車(chē)輪距K大梁底面至軌頂距離F起重機(jī)最大寬度B主鉤副鉤19主鉤副鉤782155800288058002501068030050 注：主要單位為mm。對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土吊車(chē)梁，混凝土標(biāo)號(hào)用鋼筋用Ⅳ，混凝土容重為25，吊車(chē)梁的荷載包括均布荷載、自重和鋼軌及附件重，以及移動(dòng)的集中荷載。 = 其設(shè)計(jì)值為： （1） 吊車(chē)梁自重彎矩值計(jì)算 彎矩計(jì)算可根據(jù)公式 式中：—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)， —