湘贺水电站课程设计

水电站课程设计说明书[键入文字]水电站课程设计[键入文字]-2-目录1.工程概况及基本资料........................................-3-1.1工程概况...............................................-3-1.2电站枢纽...............................................-3-1.3设计依据及参数.........................................-3-2主要设备尺寸的确定.........................................-5-2.1蜗壳尺寸...............................................-5-2.2尾水管尺寸.............................................-6-2.3水轮机转轮尺寸.........................................-7-2.4发电机尺寸.............................................-7-3主厂房剖面设计.............................................-8-3.1水轮机安装高程.........................................-8-3.2主厂房开挖高程.........................................-9-3.3水轮机层楼板高程.......................................-9-3.4发电机安装高程........................................-10-3.5发电机层楼板高程......................................-10-3.6吊车安装高程..........................................-10-3.7屋顶高程..............................................-11-4主厂房平面尺寸确定........................................-11-4.1机组段长度............................................-11-4.2端机组段长度..........................................-12-4.3主厂房宽度............................................-13-4.4安装场尺寸............................................-13-4.5主厂房长度............................................-14-5厂区枢纽布置..............................................-14-5.1主厂房布置............................................-14-5.2副厂房布置............................................-14-5.3主变站布置............................................-15-[键入文字]水电站课程设计[键入文字]-3-1.工程概况及基本资料1.1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道；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。1.2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，出线方向为上游，永久公路通至左岸的开阔平地上。1.3设计依据及参数（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78.50m（2）厂址水位流量关系曲线[键入文字]水电站课程设计[键入文字]-4-表1.1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）400.0600.0800.01000.01200.01400.0（3）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48.30m（4）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2～4m。（5）供电方式本电站初期为3台机组，远景为4台机组，投入系统运行，根据系统要求本电站能作调相运行，水电站主接线采用扩大单元接线方式，采用110千伏、35千伏及发动机电压10.5千伏三种电压等级送电；高压侧采用桥型接线方式。（6）对外交通下游左岸有永久公路通过。[键入文字]水电站课程设计[键入文字]-5-2主要设备尺寸的确定2.1蜗壳尺寸由设计基本资料可知，计算水头为48.3m，水轮机型号为HL220—LJ—225，查《水电站机电设计手册（水力机械）》可得：标称直径D12250mm座环外径Da3850mm座环内径Db3250mm取1/Db=0.25，蜗壳断面为圆形断面，包角为345°。由计算水头H=48.3m，查蜗壳进口断面平均流速曲线得cv=5.76m/s。由下列公式计算蜗壳的断面尺寸：断面半径ciciiVQVQ0max360断面中心距iaira断面外半径iairR2式中maxQ为单机额定流量，值为36.2m3/s；ra=Da/2。计算过程如表2.1，计算出的蜗壳如图2.1所示。表2.1蜗壳断面尺寸计算表i（°）i（m）ia(m)iR(m)30o0.412.332.7575o0.652.583.23120o0.822.753.57165o0.962.883.85210o1.083.014.09255o1.193.124.31300o1.293.224.51[键入文字]水电站课程设计[键入文字]-6-345o1.383.314.69图2.1蜗壳示意图2.2尾水管尺寸水轮机为混流式，D1=2.25m，且D1D2，查《水电站》表2-1，计算可得尾水管的主要尺寸如表2.2所示，其中5.11。表2.2尾水管尺寸计算表（m）1/Dh1/DL15/DB14/DD14/Dh16/Dh11/DL15/Dh2.64.52.7201.351.350.6751.821.22hL5B4D4h6h1L5h5.8510.1256.123.03753.03751.518754.0952.745[键入文字]水电站课程设计[键入文字]-7-图2.2尾水管示意图2.3水轮机转轮尺寸水轮机的型号为HL220—LJ—225，相关参数如下。额定出力15.6MW额定转速214.3r/min查《水电站动力设备设计手册》表1-12，列表计算得到转轮主要尺寸如表2.3所示。表2.3水轮机转轮尺寸计算表（m）12DD13DD14DD15DD16DD10Db11Dh12Dh13Dh14Dh1.0820.9280.870.4780.1160.250.0540.1650.4820.3092D3D4D5D6D0b1h2h3h4h2.43452.0881.95751.07550.2610.56250.12150.371251.08450.695图2.3水轮机转轮示意图2.4发电机尺寸水轮发电机型号为是F15-28/550，如图2.4所示，其相关参数如表2.4所示[键入文字]水电站课程设计[键入文字]-8-表2.3水轮发电机参数表额定功率(kW)功率因数cosφ额定转（r/min）额定电U(kV)转子带轴G1(t)150000.8214.310.580图2.4水轮发电机示意图查《水电站机电设计手册（水力机械）》，可得该水轮发电机的主要尺寸如下：上机架高度1.22m下机架最大跨度3.84m水轮机机坑直径3.35m转子外径4.904m风罩内径8.40m机座外径6.47m发电机主轴高度5.02m3主厂房剖面设计3.1水轮机安装高程水轮机的安装高程安是一个控制性指标，按下式计算：2/0bHsw安[键入文字]水电站课程设计[键入文字]-9-10.0()900smHH式中：w—下游最低尾水位，由水轮机的额定流量为36.2m3/s，由给定的水位流量关系曲线，可确定为69.13m；b0—导叶高度，1/Db=0.25，求得b0=0.5625；—水轮机安装位置的海拔高程，可取为69.84m；K—气蚀系数的安全系数，取1.2；m—模型气蚀系数。水轮机的工作效率：最大单位流量：与特征水头对应的单位转速：由水轮机的设计工况，，可查的相应的气蚀系数约为0.115=m，并在图2-26上查的气蚀系数修正值，，由此可求出水轮机的吸出高度为：则水轮机安装高程：计算可得：sH=3.257m，安=72.67m。3.2主厂房开挖高程主厂房开挖高程按下式确定：hb2/0安挖式中：h—尾水管高度，值为5.85m；—尾水管底板垫层厚度，取1.2m。计算可得：挖=65.34m。3.3水轮机层楼板高程水轮机层楼板高程按下式计算：[键入文字]水电站课程设计[键入文字]-10-1maxh安水式中：max—蜗壳最大半径，值为1.38m；1h—蜗壳顶部混凝土厚度，取1.1m。计算可得：水=75.15m。3.4发电机安装高程发电机安装高程按下式计算：32hh水装式中：2h—机墩进人孔高度，取2.1m；3h—进人孔顶部混凝土厚度，取1.5m。计算可得：装=78.75m。3.5发电机层楼板高程发电机层楼板高程按下式计算：4h装发式中：4h—定子高度，值2.43m。计算可得：发=81.18m。在本高程布置时，满足发电机出线安全，且装比下游最高洪水位78.5m高出2.68m，故运行时安全合理。3.6吊车安装高程吊车安装高程按下式计算。8765hhhh发吊式中：5h—吊钩垂直安全高度，取0.5m；6h—起吊部件高度，取发电机转子带轴的高度，值为4.39m；7h—吊索或吊具高度，取1.5m；8h—吊吊运部件到轨顶距离，极限尺寸为1.476m。[键入文字]水电站课程设计[键入文字]-11-吊车安装高程应满足在检修时吊运最大部件，故计算可得：吊=81.18+0.5+4.39+1.5+1.476=89.046m。3.7屋顶高程屋面大梁底板高程按下式计算。11109hhh吊梁式中：9h—桥吊轨顶至小车顶距离，取3.692m；10h—小车顶部到屋面大梁底部的距离，检修吊车时需在小车上留有0.5m高度，取0.5m；11h—屋面大梁（或桁架）+屋面板+保温防水层高度，屋面大梁高1.2m，外加屋面板厚度、屋面保温防水层的厚度0.5m，取1.7m。计算可得：梁=89.046+3.692+0.5+1.7=94.938m。取95m。3.8尾水管底板高程4主厂房平面尺寸确定4.1机组段长度机组段长度的基本计算公式如下所示：xxLLL