湘贺水电站工程概况和基本资料

湘贺水电站工程概况和基本资料一、工程概况湘贺水利枢纽位于向河上游，河流全长270公里，流域面积6000平方公里属于山区河流。本枢纽控制流域面积1350平方公里，总库容22.15亿立方米，为多年调节水库。本枢纽的目标是防洪和发电。主要建筑物有重力拱坝，坝高77.5米，弧长370米；泄洪建筑物；开敞式溢洪道或泄洪隧洞；发电引水隧洞及岸边地面厂房等工程。水电站总装机60MW，装机4台，单机15MW。电站担任工农业负荷，全部建成后担任系统灌溉负荷。二、电站枢纽电站厂房位于右岸坝下游几十米处，由引水隧洞供水，主洞内径5.5米，支洞内径3.4米，厂内装置4台混流式立式机组，出线方向为下游，永久公路通至左岸。三、设计依据及参数（一）水库及水电站特征参数1、水库水位水库校核洪水位140.00m水库设计洪水位137.00m水库正常高水位125.00m水库发电死水位108.00m设计洪水尾水位77.00m校核洪水尾水位78.50m2、厂址水位流量关系曲线水位（m）68.5069.2069.7569.7569.9070.20流量（m3/s）0.040.080.0120.0160.0200.0水位（m）70.9571.6072.2074.5076.3078.50流量（m3/s）400600.0800.01000.01200.014003、水电站特征水头最大水头56.00m最小水头38.00m平均水头50.84m计算水头48.30m4、地形地质电站枢纽地形参见地形图。左岸地势较平缓，右岸地势较陡。枢纽基岩系凝灰岩，岩石抗压强度较高，厂区有第四纪沉积层，厚约3米，河床砂卵石覆盖层平均深2~4米。5、供电方式本电站初期为三台机组，远景为四台机组，投入系统运行，根据系统要求本电站能作调相运行，水电站主结线采用扩大单元结线方式，采用110千伏、35千伏及发电机电压10.5千伏三种电压等级送电；高压侧采用桥形结线方式。电气主结线见图二。6、对外交通下游左岸有永久公路通过。（二）水电站主要动力设备及辅助设备1、水轮机：型号HL220-LJ-225额定出力15.6MW额定转速214.3r/min单机额定（最大）流量36.2m3/s2、水轮发电机：型号SF15-28/550额定功率（kW）功率因数cos额定转速（r/min）额定电压U(kV)转子带轴重1G（t）150000.8214.310.580图1发电机外形尺寸示意图3、调速器设备（1）调速器型号：DT-100机械柜尺寸：长×宽×高=750×950×1375（mm）电气柜尺寸：长×宽×高=550×804×2360（mm）（2）油压装置型号：YZ-l.0型号油箱长度m(mm)油箱宽度n(mm)油罐总高H（mm）油罐筒高h（mm）油罐直径D（mm）YZ-1.019161900245716949304、厂房附属设备（l）水轮机前的蝴蝶阀型号直径（cm）承受水头(m)装置方式阀重（吨）阀体长（m）吊孔尺寸（m）DF340-8534085立轴201.21.8×4.3（2）桥式吊车详见附表1，选定吊车型号，选用有关尺寸．5、电气设备64708400490438403350335017602430920439011502000（l）三相三线圈主变二台型号：SFSL1-50000/110/35/10尺寸：长×宽×高=6820×4520×8200（mm）轨距：1435（mm）检修起吊高度8200（mm）主变压器身重39.5（吨）（2）厂用变压器二台型号：SJL1－630/10/0.4厂用变压器参考数据：变压器容量(KVA)厂变室面积门高（m）吊物孔尺寸（m）630/105×32.52.5×2.0（3）机旁盘每台机六块：控制盘1块，保护盘1块，表计盘1块，动力盘1块，励磁盘2块。尺寸：宽×厚×高=800×550×2360(mm)（三）副厂房参考面积（单位：m2）（1）直接生产副厂房①中央控制室100~120②电缆室与中控室同③通讯室20~50④发电机电压配电装置室40~50⑤厂用盘室30~40⑥直流系统室蓄电池室40~50酸室10~14套间5~6充电机室10~15通风机室10~15直流盘室20~25⑦母线廓道宽度不少于2.0m⑧厂变室15⑨空压机及贮气筒室3~40⑩油桶及油处理室50~55⑾排水泵室15~20集水井容积30~35（m3）（2）检修、试验用房①测量表计试验室30~40②高压试验室20~30③电工试验室20~30④机修间40~50⑤工具间10~15（3）间接辅助生产用房①交接班室20~25②值班休息室15~20③办公室15~20④浴室厕所10~20⑤警卫室10附表1：桥式吊车型号及尺寸起重机名称容量（吨）跨度起升高度（m）主要尺寸（毫米）极限尺寸（毫米）主钩副钩LK(m)主钩副钩最大宽度轨道中心至外缘距离轨道面到机顶面距离两小车吊钩间距离吊钩到轨顶距离吊钩至轨道中心距离主钩副钩BB1HLh1hL1L2双小车2×502×1010.511.512.513.526920040037002700970500110016002×752×2010.511.512.513.52692004003700270092070011001600单小车752013.516.519.520/228616400365436543660/113611361182479479483L1L2L3L424001900130030001002013.016.019.020/228616400369236923692/147614741472-105-107-1092055130010002355四、厂区布置详见厂区布置图五、设备尺寸确定1、蜗壳设计水头Hr采用设计水头取为48.3m，因其大于40m，故选用金属蜗壳，且断面做成圆形，蜗壳包角φ0=345°。根据设计水头查表可得蜗壳进口平均流速Vc=5.6m/s。选用HL220—LJ—225型水轮机，则转轮直径D1=225cm由座环内径：Db=3250mm，得rb=1625mm由座环外径：Db=3850mm，得ra=1925mmb0D1=0.1—0.39，因Q=36.2m3/s，所以取b0=0.3D1=0.675m取Qmax=36.2m3/s，=√Q/Vc：断面角度φ流量Q半径断面中心距=+ra断面外半径=ra+2034534.6921.4043.3294.734130030.1671.3093.2344.544225525.6421.2073.1324.340321021.1171.0963.0214.116416516.5920.9712.8963.867512012.0670.8282.7533.5816757.5420.6552.5803.2347303.0170.4142.3392.7532、尾水管由于该水轮机的适用水头较低，比转速高，为了减小转轮出口流速，以减小气蚀系数，故要求D2/D1较大，所以按下表第三项查得：h/D1L/D1B5/D1D4/D1h4/D1h6/D1L1/D1h5/D1肘管型式适用范围2.24.51.8081.101.100.5740.941.30金属里衬肘管h4D1=1.1混流式D2D12.34.52.4201.201.200.6001.621.27标准混凝土肘管轴流式2.64.52.7201.351.350.6751.821.22标准混凝土肘管混流式D2≥D1h(m)L(m)B5(m)D4(m)h4(m)h6(m)L1(m)h5(m)5.8510.1256.123.0373.0371.1594.0952.7453、水轮机转轮已知转轮直径D1=2.25m单位：米D2/D1D3/D1D4/D1D5/D1D6/D1b0/D1h1/D1h2/D1h3/D1h4/D11.0820.9280.870.4780.1160.250.0540.1650.4820.309D1D3D4D5D6b0h1h2h3h42.43452.0881.95751.07550.2610.56250.12150.371251.08450.6964、水轮发机尺寸如下：六、厂房布置由于该水电站采用重力拱坝且右岸比较陡峭，故电站厂房选用引水式厂房，机组为一列式布置，从右往左依次为安装场段和机组段，电站厂房为三层结构，自下而上为蜗壳层、水轮机层、发电机层。647084004904384033503350176024309204390115020001、主厂房控制高程（1）水轮机安装高程▽安因吸出高公式：Hs≤10.0—Δ900—Kσ(σm+Δσ)H故取Hs=10.0—▽900—KσσmH=10.0-69.1/900-1.2*0.133*48.3=2.21m其中：根据混流式水轮机HL220查表，得σm=0.133；H=Hr=48.3m；由Q=Qmax=36.2m3/s查水位流量关系得：▽=69.1m则水轮机安装高程：▽安=▽w+Hs+b0/2=69.1+2.21+0.675/2=71.65m其中：▽w—设计尾水位，当电站装机台数在3—4台时，取过流量为一台水轮机的额定流量对应的下游尾水位为设计尾水位，查水位流量关系查得。（2）主厂房开挖高程▽开挖根据尾水管的图纸可知：▽开挖=▽安-b0/2-h-δ=71.65-0.675/2-5.85-1.5=式中：h—尾水管高度；δ—尾水管厚度取1.5m（3）水轮机层地面高程▽水▽水=▽安+ρmax+h1=71.65+1.404+1.5=74.55m式中：ρmax—蜗壳最大半径；h1—蜗壳顶部混凝土厚度，不少于1.0m（4）发电机装置高程▽装▽装=▽水+h2+h3=74.55+2+1=77.55m式中：h2—机墩进人孔高度，一般2m左右；h3—进人孔顶部混凝土厚度，一般1m左右（5）发电机楼板高程▽发▽发=▽装+h4=77.55+2.43=79.98m式中：h4—定子高度（6）吊车轨顶高程▽轨▽轨=▽发+h5+h6+h7+h8=79.98+0.8+7.6+3.5+1.474=93.38m式中：h5—吊钩垂直安全距离，采用柔性吊具，取0.8m；h6—起吊部件高度；1、由图上可知，水轮机转轮带轴长度为▽装-▽安+h3−b0/2=77.55-71.65+1.0845-0.675/2=6.647m2、发电机转子带轴，由发电机外形尺寸示意图，可知为4.39m3、主变压器检修高度为7.6m；取其大者为7.6mh7—吊索或吊具高度，取3.5mh8—吊钩至轨顶距离，选用主钩容量为100t，副钩容重为20t的单小车，吊钩至轨顶距离为1.474m（7）屋顶高程▽顶▽顶=▽轨+h9+h10+h11=93.38+3.692+0.3+1.20+0.6=99.73m式中：h9—桥吊轨顶至小车顶距离；h10—小车顶部到屋面大梁底部的距离，取0.3m；h11—屋面大梁+屋面板+保温防水层高度。2、主厂房平面尺寸(1)、机组段长度L1根据蜗壳层、尾水管层和发电机层所需要的尺寸取最大确定，机组段长度1L由下式确定：1-xxLLL式中：xL代表机组段+x方向的最大长度；-xL代表机组段—x方向的最大长度。-,xxLL用下表分别对尾水管层，蜗壳层和发电机层进行计算：1-xxLLL蜗壳层11xLR21xLR尾水管层22xBL22xBL发电机层3322xbL3322xbL表中1R—蜗壳+x方向最大尺寸，取4.734m；2R—蜗壳-x方向最大平面尺寸，取3.867m；1—蜗壳外部混凝土厚度，取1.5m；B—尾水管宽度，6.12m；2—尾水管边墩混凝土厚度，取1.8m；3—发电机风罩内径，8.4m；3—发电机风罩壁厚，取0.3m；b—两台机组之间风罩外壁的净距，机组之间需设置楼梯，取3.6m。计算得：蜗壳层：xL=4.734+1.5=6.234mxL=3.867+1.5=5.367m尾水管层：xL=6.12/2+1.8=4.86mxL=6.12/2+1.8=4.86m发电机层：xL=8.4/2+3.6/2+0.3=6.3mxL