水电站厂房课程设计计算书1
水电站厂房课程设计计算书1
⽔电站⼚房课程设计计算书1⽔电站⼚房课程设计说明书1 绘制蜗壳单线图1.1蜗壳的型式：⾸先，本⽔电站⽔轮机的最⼤⼯作⽔头80.440＞=m H m m ，应采⽤⾦属蜗壳；其次，由⽔轮机的型号HL220—LJ —120，可知本⽔电站采⽤⾦属蜗壳。
1.2蜗壳主要参数的选择⾦属蜗壳的断⾯形状为圆形为了获得良好的⽔⼒性能，圆形断⾯⾦属蜗壳的包⾓⼀般取φ0 =345°（P98）。
由基本资料可知: 3max 12.03m /s =Q 蜗壳进⼝断⾯流量max0360=c Q Q 334512.0311.53/360==c Q m s 。
由图4—30（P99）查得蜗壳进⼝断⾯平均流速 6.6/=c V m s 。
1.3座环尺⼨查⾦属蜗壳座环尺⼨系列表可知，表中最⼩转轮直径为1800mm 。
对表中数据进⾏分析，发现转轮直径和座环内外径成线性关系，利⽤excel 拟合直线，求出17.3074983.11+=D D a ， 54.1852938.11+=D D b 。
当11200=D mm 时mm D a 2105=，mm D b 1738=，则mm r a 5.1052=，mmr b 869=。
其中：b D —座环内径；a D —座环外径；b r —座环内半径；a r —座环外半径。
座环⽰意图如下图所⽰座环尺⼨（单位：mm ），⽐例1:1001.4蜗壳的⽔⼒计算1.4.1对于蜗壳进⼝断⾯（P100）断⾯⾯积20max 34512.03 1.75360360 6.6====?c c c c Q Q F m V V断⾯的半径0maxmax 0.746360360 6.6ρππ====c m V 。
从轴中⼼线到蜗壳外缘的半径：max max 2 1.052520.746 2.545ρ=+=+?=a R r m 。
1.4.2对于断⾯形状为圆形的任⼀断⾯的计算设i ?为从蜗壳⿐端起算⾄计算⾯i 处的包⾓，则该计算断⾯处的max 360iiQ Q ?=2i a i R r ρ=+。
水电站课程设计计算书
水电站课程设计计算书一、工程概述本水电站课程设计的目标是设计并计算一个小型水电站的主要参数，包括水电站水头、发电机组的选型和水电站的发电能力等。
该水电站位于一个有山水资源的地区，有足够的水流来供给水电站。
设计要求是最大程度地利用水能，并确保水电站的安全性和经济性。
二、设计要求1.建设水电站的位置应选择水流充沛、水头较高的地方，以便获取更大的水能。
2.发电机组应根据水电站的设计水头，选中适当的发电机组型号。
3.给定的水流量和水头条件下，计算水电站的发电能力。
4.考虑水电站并网运行的需求，确定电压和发电机组的并网点。
5.计算水电站的经济性，包括投资回收期和净现值等。
三、设计计算1.水头计算水头是水电站发电的基础条件之一、按照要求的位置选择，确定水电站的装设高程和尾水位，计算水电站的净水头。
同时，确定引水渠的最大可能高程差，并计算引水渠的净落差。
2.发电机组选型计算根据所给水头和流量条件，选择适当的发电机组型号。
考虑机组的转速和效率等因素，计算并选择合适的发电机组。
3.发电能力计算利用所选发电机组的参数，计算水电站的额定发电能力。
4.并网运行计算确定水电站的并网电压等级，并计算发电机组与电网的并网点。
5.经济性计算依据投资、运营和维护等方面的费用，计算水电站的投资回收期和净现值。
四、设计结果经过计算，得到了该小型水电站的主要设计参数。
1.水头：根据山区资源和地势条件，确定了水电站的坝址和净水头。
2.发电机组：选择了适当的发电机组型号，确保了发电的效率和稳定性。
3.发电能力：计算出了水电站的额定发电能力，表示了水电站的发电潜力。
4.并网运行：确定了水电站的并网点和电压等级，为实现并网运行提供了基础。
5.经济性：计算了水电站的投资回收期和净现值，综合考虑了投资和运营方面的成本和收益。
五、设计总结本水电站课程设计综合考虑了水头、发电机组、发电能力、并网运行和经济性等方面的要求，达到了课程设计的目标。
本设计结果可以作为小型水电站设计和计算的参考，为实际工程的设计和建设提供了基础。
水电站课程设计计算说明书.
水电站厂房设计说明书(MY 水电站)1.绘制蜗壳单线图1.1蜗壳的型式水轮机的设计头头H p =46.2m>40m ，水轮机的型式为HL220-LJ-225，可知本水电站采用混流式水轮机，转轮型号为220，立轴，金属蜗壳，标称直径D 1=225cm=2.25m 。
1.2蜗壳主要参数的选择[1]金属蜗壳为圆断面，由于其过流量较小，蜗壳的外形尺寸对水电站厂房的尺寸和造价影响不大，因此为了获得良好的水力性能一般采用0ϕ= 340°～350°。
本设计采用0ϕ = 345°，通过计算得出通过蜗壳进口断面的流量Q c ，计算如下：①单机容量：60000KW15000KW 4N f ==，选取发电机效率为f η=0.96，这样可求得 水轮机的额定出力：1500015625KW 0.96N fN r fη=== ②设计水头：H p =H r =46.2m ，D 1=2.25m 由此查表得：η= 0.91131150L/s 1.15m /s 1Q ==水轮机以额定出力工作时的最大单位流量： 15625131.11 1.15m /s 1max33229.819.812.2546.20.91221N rQ D H r η===<⨯⨯⨯③水轮机最大引用流量：1231.112.2538.2m /s max 1max 1Q Q D ==⨯= ④蜗壳进口断面流量：3453max 38.236.61m /s 0360360Q Q c ϕ==⨯= 根据《水力机械》第二版中图4-30可查得设计水头为46.2m<60m 时蜗壳断面平均流速为V c =5.6 m/s 。
由附表5可查得：座环外直径D a =3850mm ，内直径D b =3250mm ，；座环外半径r a =1925mm ，座环内半径r b =1625mm 。
座环示意图如图一所示：1.3蜗壳的水力计算1.3.1对于蜗壳进口断面 断面的面积：20max m 537.63606.53452.38360=︒⨯︒⨯=︒==c c c c V Q V Q F ϕ 断面的半径：m 443.16.53603452.383600max max =⨯⨯︒︒⨯===︒ππϕπρccV Q F从轴中心线到蜗壳外缘的半径：2 1.9252 1.443 4.811m max max R r a ρ=+=+⨯=1.3.2对于中间任一断面设i ϕ为从蜗壳鼻端起算至计算面i 处的包角，则该断面处max 360ii Q Q ϕ=，max360i c Q V ρπ=，2i a i R r ρ=+其中：3max 38.2m /s Q =， 5.6m /s c V =，1925mm 1.925m a r ==。
水电站课程设计计算书
水电站厂房课程设计计算书1．蜗壳单线图的绘制 1.1 蜗壳的型式根据给定的基本资料和设计依据，电站设计水头Hp=46.2m ，水轮机型号 ：HL220-LJ-225。
可知采用金属蜗壳。
又Hp=46.2m>40m ，满足《水电站》（第4版）P32页对于蜗壳型式选择的要求。
1.2 蜗壳主要参数的选择金属蜗壳的断面形状为圆形，根据《水电站》（第4版）P35页可知：为了获得良好的水力性能及考虑到其结构和加工工艺条件的限制，一般取蜗壳的包角为0345ϕ=。
通过计算得出最大引用流量max Q 值，计算如下： ○1水轮机额定出力：15000156250.96frfN N KW η=== 式中：60000150004f KWN KW ==，0.96f η=。
○2'31max 3322221156251.11 1.159.819.812.2546.20.904rp N Q m s D H η===<⨯⨯⨯（水轮机在该工况下单位流量''311 1.15M Q Q m s ==由表3-6查得）。
○3'23max1max 1 1.11 2.2538.2Q Q D m s ==⨯=。
由蜗壳进口断面流量max 0360c Q Q ϕ=，得334538.236.61/360c Q m s =⨯=。
蜗壳进口断面平均流速V c 由《水电站》（第4版）P36页图2-8（a ）查得，5.6/c V m s =。
由《水力机械》第二版，水利水电出版社）附录二表5查得：3250,3850b a D mm D mm ==，则1625 1.625,1925 1.925b a r mm m r mm m ====。
其中：b D —座环内径；a D —座环外径；b r —座环内半径；a r —座环外半径。
座环示意图如下图所示：图1 座环示意图（单位：mm ）1.3 蜗壳的水力计算（1）对于蜗壳进口断面（断面0）： 断面面积 35375.66.561.36m V Q F c c c ===断面的半径 m F cc 443.1537.6===ππρ从轴中心到蜗壳外缘的半径：m r R c a c 811.4443.12925.12=⨯+=+=ρ 即断面0：m 443.10=ρ，m r r a 925.10==，m R R c 811.40==。
水电站课程设计计算书
水电站课程设计计算书引言：水电站是一种通过水流的动能转换为电能的设施，它将水流引入并驱动涡轮机运转，通过涡轮机的旋转产生的机械能再转换为电能。
本设计计算书将对水电站的设计参数进行计算和分析，包括选址、装机容量、流量、水头等。
一、选址计算1.附近河流流量计算按照当地地理资料和水文资料，计算附近河流的流量，以评估水电潜力。
2.水头计算通过测量水流到达水电站的高度差确定水头，水头是水流所具有的势能。
3.水电站周围环境评价对选址位置的环境进行评估，包括地质构造、环境保护和社会影响等。
二、装机容量计算1.基于流量计算的装机容量通过已知的水流量和水头，计算水电站的最大装机容量。
2.基于负载需求的装机容量根据所服务区域的负载需求，计算水电站的装机容量，以满足需求。
三、流量计算1.流量计算公式根据附近河流的地理和水文数据，使用流量计算公式计算水电站水流量。
2.水流径流量测定使用水流计等设备进行水流测量，以确定实际的水流量。
四、水头计算1.水头测定方法使用水头测定仪器进行测量，包括压力计、液位计等，以获得准确的水头数值。
2.水头计算公式根据流量测量和水头测量结果，使用水头计算公式计算水电站的平均水头。
五、水电站输出功率计算根据已知的流量和水头，结合水轮机及发电机的性能曲线，计算水电站的输出功率，以评估发电能力。
六、输电线路计算计算水电站到负载区的输电线路的尺寸和材料，以确保电能能够有效输送到负载区。
结论：本设计计算书通过对水电站的各项参数进行计算和分析，为水电站的设计提供了科学依据。
选址计算评估了水电站可能的水流资源，装机容量计算满足了负载需求，流量和水头计算确定了水电站的水力潜力，水电站输出功率计算评估了其发电能力。
此外，输电线路计算确保了电能能够有效输送到负载区。
水电站课程设计计算书
水电站课程设计计算书水电站课程设计计算书一、设计任务本次课程设计的任务是设计一个水电站，要求该水电站能够充分利用水能资源，提高水力发电效率，同时满足经济性和环保性要求。
二、设计计算水轮机选择根据设计任务，我们需要选择适合的水轮机。
考虑到水头高度和流量等因素，我们选择了混流式水轮机。
水轮机的型号为HL200-LJ-250，额定功率为200MW，额定转速为250r/min。
水轮机效率计算水轮机的效率是衡量水力发电效率的重要指标。
根据所选水轮机的技术参数，我们可以计算出水轮机的效率。
具体计算公式如下：η = (输出功率 / 输入功率) × 100%其中，输出功率为水轮机产生的电能，输入功率为水轮机受到的水能。
根据所选水轮机的技术参数，输入功率为26393900 W，输出功率为20000000 W，因此水轮机的效率为：η = (20000000 / 26393900) × 100% = 75.78%3. 水头高度和流量计算水头高度和流量是影响水力发电效率的关键因素。
根据所选水轮机的技术参数，我们可以计算出水头高度和流量。
具体计算公式如下：水头高度 H = (输出功率 / 流量) × 9.81 m流量 Q = (输出功率 / 水头高度) × 1/效率根据计算结果，水头高度为31.5 m，流量为325 m³/s。
4. 水泵选择考虑到抽水蓄能电站的特点，我们需要选择适合的水泵。
根据水泵的技术参数，我们选择了离心式水泵，型号为150CDL-32-250，额定功率为150kW，额定转速为2950r/min。
水泵效率计算水泵的效率同样是衡量抽水蓄能电站效率的重要指标。
根据所选水泵的技术参数，我们可以计算出水泵的效率。
具体计算公式如下：η = (输出功率 / 输入功率) × 100%其中，输出功率为水泵产生的扬水量，输入功率为水泵受到的电能。
根据所选水泵的技术参数，输入功率为167440 W，输出功率为78669 W，因此水泵的效率为：η = (78669 / 167440) × 100% = 47.17%6. 蓄电池选择考虑到抽水蓄能电站的特点，我们需要选择适合的蓄电池。
水电站厂房计算书(可用)
水电站厂房设计计算书一、水轮机吸出高度Hs 的计算。
Hs = 10—∇/900—（σ +Δσ）H公式中∇为电站的海拔高程为69.75m 。
（由多年平均流量Q=100秒立方米）σ 为水轮机的汽蚀系数为0.133。
Δσ 为水轮机的汽蚀系数修正值为0.026。
设计水头H=48.3m ，mHs24.20.348)026.0133.0(9005.76910=⨯+--=二、主厂房控制高程的确定。
1、水轮机的安装高程a ∇在水电站厂房设计中，水轮机的安装高程a ∇是一个控制性指标标高，只有a ∇确定以后才可以确定相应的其他高程a ∇= 2/0b H s w ++∇w ∇w ——电站设计尾水位，由已知为77.00m由已知采用立轴混流式水轮机，∵m mm D D b 25.2.2250,25.0/11===∴m D b 56.025.225.025.01=⨯==又因为mH s 24.2=，所以水轮机的安装高程：a ∇= mb H s w 52.792/56.024.2772/0=++=++∇2、尾水管底板高程：▽1=a ∇－b 0/2－h=79.52－0.5625/2－5.85=73.39m3、主厂房开挖高程厂房∇由上，尾水管高度h=5.85m ，取尾水管底板厚δ=1.5m ，则主厂房开挖高程m 89.715.139.731=-=-∇=∇δ厂房4、水轮机层地面高程 水∇混凝土外包半径蜗壳最大半径水++∇=∇max ρa1.38max =ρm ，上部混凝土厚度取1.0m ，则水轮机层地面高程m9.810.138.179.52=++=∇水5、发电机装置高程装∇装∇=水∇+机墩进人孔高（1.8~2.0）+机墩进人孔顶部混凝土厚度（1~1.5）故, 水∇=81.9+2.0+1.5=85.4m 6、发电机层楼板高程发∇发∇=装∇+风罩高度=85.4+2.43=87.83m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6.9m ，故运行时安全合理。
水电站课程设计计算说明书
水电站厂房设计说明书（MY水电站）1.绘制蜗壳单线图1。
1蜗壳的型式水轮机的设计头头H p=46。
2m〉40m，水轮机的型式为HL220-LJ-225,可知本水电站采用混流式水轮机，转轮型号为220，立轴,金属蜗壳，标称直径D1=225cm=2。
25m.1.2蜗壳主要参数的选择［1]金属蜗壳为圆断面,由于其过流量较小，蜗壳的外形尺寸对水电站厂房的尺寸和造价影响不大，因此为了获得良好的水力性能一般采用= 340°～350°.本设计采用= 345°，通过计算得出通过蜗壳进口断面的流量Q c,计算如下:①单机容量：，选取发电机效率为=0.96，这样可求得水轮机的额定出力：②设计水头：H p=H r=46。
2m,D1=2。
25m 由此查表得：= 0.91水轮机以额定出力工作时的最大单位流量：③水轮机最大引用流量：④蜗壳进口断面流量:根据《水力机械》第二版中图4—30可查得设计水头为46。
2m〈60m时蜗壳断面平均流速为V c=5。
6 m/s。
由附表5可查得:座环外直径D a=3850mm,内直径D b=3250mm，;座环外半径r a=1925mm，座环内半径r b=1625mm。
座环示意图如图一所示：1。
3蜗壳的水力计算1.3.1对于蜗壳进口断面断面的面积：断面的半径：从轴中心线到蜗壳外缘的半径: 座环尺寸(mm) 比例：1：1001.3。
2对于中间任一断面设为从蜗壳鼻端起算至计算面i处的包角，则该断面处，，其中：，,。
表一金属蜗壳圆形断面计算表1.3.3 蜗壳断面为椭圆形的计算对于中间任一断面（依据《水力机械》以及《水电站机电设计手册》（水力机械)）,当圆形断面半径时,蜗壳的圆形断面就不能与座环蝶形边相切这时就改成椭圆形断面.则由椭圆断面过渡到圆形断面时的临界角计算如下:当时，如上图所示，由《水电站动力设备设计手册》查得：蝶形边高度可近似地定为，为座环蝶形边锥角，一般取55°。
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外婆大寿祝福语1、亲爱的外婆，您尊敬的形象，就像一座巨大的丰碑，永远矗立在我们的心灵深处！2、您正是一位不断掘取生活乐趣的老人，是我们人生的榜样，真心祝福您在生活的乐趣中，越活越年轻！外婆，生日快乐。
3、满脸皱纹，双手粗茧，岁月记载着您的辛劳，人们想念着您的善良；在这个特殊的日子里，祝您福同海阔、寿比南山，愿健康与快乐永远伴随着您！4、让我的祝福，像那悦耳的铃声，飘进你的耳畔，留驻您的心间，祝您生日快乐！5、今天是个喜庆的日子，外婆，在您辛劳了六十年的今天，子孙欢聚一堂，同享天伦之乐，祝您寿与天齐，并祝美好明天！6、甜甜的蛋糕，甜甜的祝福，柔柔的烛光，深深的祝福。
今天是您生日，愿所有的快乐、所有的幸福、所有的温馨、所有的好运围绕在您身边。
外婆祝您生日快乐！7、献上天天都属于您的赤诚和爱心，寄上声声都祝福您的亲情，亲爱的外婆，祝您生日快乐，永远快乐，福如东海！8、岁月飞逝，青春易去心难老；仙福永享，寿比南山不老松。
年年有今日，岁岁有今朝，愿您万寿无疆，福禄天齐。
9、外婆，你给我的回忆，是我童年里，最温暖的那一抹色彩！希望你今天是最快乐的一天！真心祝你，健康长寿！10、亲爱的外婆，今天是您的七十岁大寿，希望您在100岁大寿的时候，比现在还要精神百倍！我们永远爱您的！11、外婆的心，是最温暖的春风；外婆的手，是最灵巧的画家；外婆的笑容，是世界上最温暖的彩虹！亲爱的外婆，祝您年年有今日，岁岁有今朝！12、亲爱的外婆，您养育子孙的恩典，真是深如东海、重如泰山！在您生日的今天，祝愿您生日快乐，外婆，生日快乐。
13、在外婆生日到来的今天，愿所有的欢乐和喜悦，不断涌向您的窗前，愿你生日快乐。
14、外婆，你给我的回想，是我童年里，最热和的那一抹色彩！希看你今天是最快乐的一天！真心祝你，健康长寿！15、外婆愿你今天的回忆温馨，愿你今天的梦甜在心，愿你这一年欢欢喜喜，祝你生日美好无比！16、安逸静谧的晚年，是一种休息，是一种愉悦，是一种至高的享受！在这个特殊的日子里，祝您福如东海长流水、寿比南山不老松，健康与快乐永远伴随您！17、亲爱的外婆，真心祝你福寿康宁！希望你永远都健康长寿，我们永远爱你！18、亲爱的外婆，健康就是幸福，祝您乐观长寿，祝您生日快乐。
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目录1设计资料 (1)1.1概述 (1)1。
2水文 (1)1.3工程地质 (2)1.4水库水位 (2)1。
5灌溉 (3)1。
6旅游 (3)1。
7航运 (3)1.8养殖 (3)1。
9其它 (4)2 枢纽布置 (5)2.1工程等级及主要建筑物级别的确定 (5)2.2坝型的选择 (5)2。
3厂房型式选择 (6)2。
4枢纽总体布置 (6)3 水轮发电机组选择 (8)3。
1水轮机的选型 (8)3.2确定水轮机的尺寸 (9)3。
3蜗壳尺寸估算 (148)3。
4尾水管 (161)3。
5发电机、调速器、油压装置的选择 (18)4 进水口设计 (24)4。
1进水口的进口高程选择 (25)4。
2进水口的主要设备 (26)5 水电站厂房布置 (27)5。
1立轴反击式机组的布置 (27)5.2机组附属设备的布置 (30)5。
3安装场的布置及尺寸的确定 (322)5.4主厂房主要尺寸的确定 (33)5.5副厂房的布置 (37)5.6厂房的通风、空调、采暖与采光 (40)5。
7厂房结构布置 (436)6 结构计算 (460)6.1厂房稳定性计算 (460)6。
2吊车梁计算 (541)参考文献................................................................................................. 错误!未定义书签。
致谢......................................................................................................... 错误!未定义书签。
附录附件1开题报告附件2译文及原文影印件1设计资料1。
1 概述元木山水电站位于湖南省隆回县境内，资水主源赧水下游，距隆回县城3。
2km。
工程以发电为主，兼有通航、旅游等综合效益。
坝址控制流域面积6656km2，占赧水总流域面积7103km2的93.71％,多年平均流量175m3/s，总装机容量18MW。
水电站课程设计计算书
水电站课程设计计算书
【最新版】
目录
1.课程设计概述
2.水电站简介
3.水电站的计算方法
4.计算书的具体内容
5.结论
正文
1.课程设计概述
本课程设计旨在帮助学生深入理解和掌握水电站的基本原理和设计
方法。
通过本课程的设计，学生将能够熟练运用所学的知识，对水电站进行全面的计算和设计。
本设计计算书是课程设计的一个重要部分，它将详细介绍水电站的计算过程和结果。
2.水电站简介
水电站是一种利用水力发电的电站，通常包括一个大坝和一座发电厂。
大坝用于拦截河流，形成一个水库，以便调节水流，发电厂则利用水流的动能来发电。
水电站的优点包括清洁、可再生和可靠的能源来源，因此，它在我国的能源结构中占有重要的地位。
3.水电站的计算方法
水电站的计算主要包括以下几个方面：水头计算、流量计算、发电功率计算、大坝结构计算等。
其中，水头计算是确定水电站发电的关键参数，它决定了发电厂的装机容量；流量计算是为了确保发电厂有足够的水可供发电；发电功率计算则是为了确定发电厂的发电能力；大坝结构计算是为了保证大坝的安全。
4.计算书的具体内容
本计算书首先介绍了水电站的基本情况，包括大坝的高度、水库的容量、河流的流量等。
然后，我们根据水头、流量等参数，计算出发电厂的装机容量和发电功率。
最后，我们对大坝的结构进行了详细的计算，以确保大坝的安全。
5.结论
通过本课程的设计，我们深入理解了水电站的设计原理和计算方法，通过编写计算书，我们更深入地理解了水电站的工作原理和计算过程。
水电站厂房设计计算书
1.设备各尺寸确定1.1蜗壳尺寸的确定根据所给资料，取其包角为345º，断面外半径i a i r R ρ2+=（式中2/a a D r =）,1.2尾水管尺寸的确定水轮机为混流式，且采用D 1<D 2，，可查《水电站》（河海大学 刘启钊主编）表2-1得1D =4.1m取α=11o 取 蜗壳尺寸示意图1.3水轮机转轮尺寸的确定根据资料所给HL240型水轮机转轮流道尺寸图，又D 1=4.1m ，D 2/D 1=1.078，可画出水轮机图，尺寸见水轮机图。
1.4发电机尺寸确定发电机型号：TS 900/135-56查《水电站机电设计手册（水力机械）》P166-P170页可得： 丁字机座高度 h 1= 2.59m上机架高度 h 2= 0.838m 推力轴承高度 h 3= 0.870m 励磁机高度 h 4= 2.07m h 6= 0.455m h 8=0.785m 发电机主轴高度 h 11=7.02m 机座外径 D 1= 10.17m 风罩内径 D 2=12.8m 转子外径 D 3=8.39m 下机架最大跨度 D 4= 7.76m 水轮机机坑直径 D 5=6.0m 推力轴承外径 D 6=3.2m 励磁机外径 D 7=2.64m2. 主厂房的立面尺寸的确定2.1水轮机的安装高程T ∇在水电站厂房设计中，水轮机的安装高程T ∇是一个控制性指标标高，只有T ∇确定以后才可以确定相应的其他高程 ①T ∇= 2/0b H s w ++∇w ∇——下游最低尾水位,由给定的资料，可确定w ∇为1579.8m s H ——水轮机的吸出高，由水轮机的气蚀特性决定，H H m s )(9000.10σσ∆+-∇-=式中 ▽=1581.20m ，由所给资料 m σ=0.201；设计水头H=38m ，由《水电站》（河海大学 刘启钊主编）图2-26，查得0.030σ∆=，代入上式，得10 1.7570.2010.030380.535s H m =--+⨯=-（），导叶高度b 0=1.5m ，则水轮机安装高程 T 1579.80.535 1.5/21580.015m ∇=-+=②水轮机安装高程还需按照最低尾水位需淹没尾水管一定水深反算，这里取淹没水深为2m,又最低尾水位为1579.8mT ∇= 最低尾水位-2+h+b 0/2又h/D 1=2.6 所以h=4.1×2.6=10.66m则水轮机安装高程 T ∇=1579.8-2+10.66+1.5/2=1589.21m③水轮机安装高程还需根据地质条件的最大开挖高程进行确定。
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一、绘制蜗壳单线图1．蜗壳的型式水轮机的型号为HL220—LJ —225，则蜗壳型式应为金属蜗壳。
2．蜗壳主要参数的选择 （1）断面的型式；金属蜗壳的断面形状均做成圆形，根据水轮机的型号，查《水利机械》附表5得到蜗壳座环的内外径分别为：内径3150D mm b =，外径3850D mm a=。
座环蝶形边切线与水平中心线的夹角为=55α 。
（2）蜗壳的包角0ϕ，工厂大都采用=3450ϕ 。
（3）蜗壳进口平均流速V c ；由于电站设计水头 5.5/V m s c=。
3.蜗壳的水力计算 发电机的单机容量15NMW f=,发电机效率取96%fη=所以水轮机的出力15.625N fN MW rfη==根据附表1查得：'1150/1Q L S =,91%η=615.6251033' 1.1' 1.151max 13322229.819.812.2546.20.911N rQ m s Q m s D H r η⨯===<=⨯⨯⨯则水轮机的最大引用流量maxQ 为：23' 1.1 2.2537.85max 1max 1QQ D m s ==⨯=1）对于蜗壳进口断面断面面积 34537.8520m a x 6.595360360 5.5Q Q c F m c V V C Cϕ⨯====⨯ ；断面的半径51.45m a xm ρ====从轴中心线到蜗壳外缘的半径： 2 1.9252 1.45 4.82maxmaxRr m a ρ=+=+⨯=2）对于中间任意断面设i ϕ为从蜗壳鼻端起算至计算断面i 处的包角，则该计算断面处的：max 360iQ Q iϕ=iρ=2R r iaiρ=+选取特殊角进行计算，计算成果见下表：二、尾水管单线图的绘制根据所给资料确定采用弯肘形尾水管，由单位参数可得到蜗壳尾水管尺寸：见图所示。
其中直锥管的长度 5.625 3.43 2.19523h H H m =-=-=；肘管外壁半径 3.11412R m φ==；肘管内壁半径0.60.6 3.114 1.86822R m φ=⨯=⨯=。
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水电站课程设计计算书1.设计背景和目的水电站是利用水能转化成电能的设施，是一种清洁、可再生、低碳的能源发电方式。
本课程设计的目的是培养学生对水电站的设计和运营的能力，让学生熟悉水电站的工作原理、设备选型和运营管理。
2.设计内容和步骤本课程设计主要包括以下内容和步骤：第一步：水电站工作原理和分类-学习水电站的工作原理，包括水能转化成电能的过程和原理。
-了解不同类型的水电站，如常见的水轮发电站、水力蓄能发电站等。
第二步：水电站选址与规划-学习水电站的选址原则和方法，包括地形、水源、水质等因素的考虑。
-学习水电站的规划和设计，如水库容量、泄洪能力等。
第三步：水电站水轮机和发电机组选型-学习不同类型的水轮机，如水轮发电机、斜流式水轮机等，并了解其特点和适用场合。
-了解不同类型的发电机组，如交流发电机组、直流发电机组等，并学习其选型原则。
第四步：水电站机电设备的布置和安装-学习水电站机电设备的布置原则，包括水轮机与发电机组的布置、输电线路和变压器的布置等。
-学习水电站机电设备的安装和调试，包括机械设备的安装、电气设备的接线、系统的调试等。
第五步：水电站的运营与管理-学习水电站的运营与管理，包括人员组织、设备检修与维护、安全生产等方面的知识。
-学习水电站的经济运行，包括发电量的计算、成本的控制、效益的评估等。
3.设计要求本课程设计的要求如下：-学生要了解水电站的工作原理、分类和选址原则。
-学生要掌握水轮机和发电机组的选型原则和设计方法。
-学生要了解水电站机电设备的布置和安装。
-学生要熟悉水电站的运营和管理，包括安全生产和经济运行等方面的知识。
本课程设计计算书包括以下计算内容：-根据水电站的设计参数和水流情况，计算水轮机的额定功率和转速。
-根据发电机组的额定功率和功率因数，计算发电机的额定电流和额定电压。
-根据水电站的装机容量和发电量，计算其年发电量和可再生能源发电量。
-根据水电站的运行状态和工况，计算其效益和经济效益。
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水电站课程设计计算书1.引言水电站是一种重要的雄伟工程，利用水流能将水能转化为电能。
在设计水电站时，需要进行各种计算来确保其安全可靠、经济高效。
本文将通过计算书的方式，详细介绍水电站课程设计的相关计算工作。
2.设计参数根据设计要求，我们选择建设一座小型水电站，水库总库容为1000万立方米，调节库容为500万立方米，装机容量为100兆瓦，设计年供水量为5000万立方米。
3.水库调度计算3.1平均流量计算根据设计年供水量和供水天数，可以计算出平均流量。
假设供水天数为365天，则平均流量为5000万/365≈136,986.3立方米/日。
3.2调度流量计算调度流量是指发电机组平均年发电小时数所确定的流量。
假设设计年发电小时数为3500小时，则调度流量为100兆瓦/3.5小时≈28.57立方米/秒。
3.3标准尺寸计算根据调度流量和设计年供水量，可以计算出水库的有效蓄水面积和水位变化量。
假设调度流量为28.57立方米/秒，年供水量为5000万立方米，则有效蓄水面积为5000万/28.57≈1,747,908.7平方米。
水位变化量为5000万/1000万≈5米。
4.电站水头计算5.发电机组计算5.1发电机组数量计算根据设计年发电小时数，装机容量和调度流量，可以计算出发电机组的数量。
假设设计年发电小时数为3500小时，装机容量为100兆瓦，调度流量为28.57立方米/秒，则发电机组数量为(100×3500)/(28.57×3600)≈3.85个，取4个。
5.2单台发电机组出力计算单台发电机组的平均出力可以通过装机容量和年发电小时数计算得到。
假设年发电小时数为3500小时，则单台发电机组的平均出力为100兆瓦/3500小时≈28.57兆瓦。
6.发电量计算根据发电机组数量和单台发电机组的平均出力，可以计算出年发电量。
假设发电机组数量为4个，则年发电量为4×100兆瓦×3500小时≈140,000万千瓦时。
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2013年秋季学期课程设计水利与环境学院系（院）水利水电工程专业题目水电站厂房课程设计学生姓名胡浩凡班级10水利水电工程（1）班学号**********指导教师朱士江日期2014 年01 月08 日三峡大学教务处订制水电站厂房课程设计说明书1 绘制蜗壳单线图1.1蜗壳的型式：首先，本水电站水轮机的最大工作水头80.440＞=m H m m ，应采用金属蜗壳；其次，由水轮机的型号HL220—LJ —120，可知本水电站采用金属蜗壳。
1.2蜗壳主要参数的选择金属蜗壳的断面形状为圆形为了获得良好的水力性能，圆形断面金属蜗壳的包角一般取φ0 =345°（P98）。
由基本资料可知: 3max 12.03m /s =Q 蜗壳进口断面流量max0360ϕ=c Q Q 334512.0311.53/360=⨯=c Q m s 。
由图4—30（P99）查得蜗壳进口断面平均流速 6.6/=c V m s 。
1.3座环尺寸查金属蜗壳座环尺寸系列表可知，表中最小转轮直径为1800mm 。
对表中数据进行分析，发现转轮直径和座环内外径成线性关系，利用excel 拟合直线，求出17.3074983.11+=D D a ， 54.1852938.11+=D D b 。
当11200=D mm 时mm D a 2105=，mm D b 1738=，则mm r a 5.1052=，mmr b 869=。
其中：b D —座环内径；a D —座环外径；b r —座环内半径；a r —座环外半径。
座环示意图如下图所示座环尺寸（单位：mm ），比例1:1001.4蜗壳的水力计算1.4.1对于蜗壳进口断面（P100）断面面积20max 34512.03 1.75360360 6.6ϕ⨯====⨯c c c c Q Q F m V V 断面的半径0maxmax 34512.030.746360360 6.6ϕρπππ⨯====⋅⨯⨯cc F Q m V 。
从轴中心线到蜗壳外缘的半径：max max 2 1.052520.746 2.545ρ=+=+⨯=a R r m 。
1.4.2对于断面形状为圆形的任一断面的计算设i ϕ为从蜗壳鼻端起算至计算面i 处的包角，则该计算断面处的max 360ii Q Q ϕ=，max360i i c Q V ϕρπ=，2i a i R r ρ=+。
其中：3max 12.03/=Q m s ， 6.6/=c V m s ， 1052.5 1.0525==a r mm m 。
表 １—１()i ϕ︒3max (/)360ii Q Q m s ϕ︒=()2c F mmax ()360ii cQ m V ϕρπ︒=2()i a i R r m ρ=+0 0.000 0.000 0.000 1.053 15 0.501 0.076 0.156 1.364 301.0030.1520.2201.492根据计算结果表１－１，画蜗壳单线图，如下图所示:蜗壳单线图（单位：m ）比例1:502 尾水管单线图的绘制为了减少尾水管的开挖深度，采用弯肘形尾水管，由进口直锥段、肘管和出口扩散段三部分组成。
由以下公式:1958.022000038.096.0100038.096.0121<=⨯+=+=s n D D可得12 1.21.2530.9580.958===D D m 当混流式水轮机出口直径21＞D D 时，由《水利机械》（第二版）表4-17知， 当1=1D m 时当1=1.2D m 时,乘以直径数即得所需尾水管尺寸。
2.1进口直锥段2.1.1导叶底环至转轮出口高度m D n h s 2028.02.1)117.02200013.0()117.00013.0(11=⨯-⨯=-=2.1.2转轮出口至尾水管进口高度h 2，对混流式机组约为0。
2.1.3直圆锥管高度： m h h h h h 2972.14213=---= 2.1.4出口直径m D 62.14=，进口锥管直径等于转轮出口直径，m D D 253.123== 则锥管的单边扩散角()() 9~705.82334∈=-=h D D arctg θ。
2.2肘管肘管是一90变截面弯管,其进口为圆断面，出口为矩形断面。
水流在肘管中由于转弯受到离心力的作用，使得压力和流速的分布很不均匀，而在转弯后流向水平段时又形成了扩散，因而在肘管中产生了较大的水力损失。
影响这种损失的最主要的因素是转弯的曲率半径和肘管的断面变化规律，曲率半径越小则产生的离心率越大，一般推荐使用的合理半径4(0.6~1.0)R D =，外壁6R 用上限，内壁7R 用下限。
则64741.0 1.62,0.60.6 1.620.972=⨯==⨯=⨯=R D m R D m 。
2.3出口扩散段：出口扩散段是一水平放置断面为矩形的扩散段，其出口宽度一般与肘管出口宽度相等，其顶板向上倾斜，长度()()1123~2216.3D m L L L ∈=-=仰角()() 13~1049.11265∈=-=L h h arctg α因为出口宽度m m B 10264.35<=，所以尾水管出口扩散段之间不设中间支墩。
2.4尾水段的高度总高度h 是由导叶底环平面到尾水管之间的垂直高度。
因为D1<D2，所以属于高比速混流式水轮机。
增大尾水管的高度h ，对减小水力损失和提高ωη是有利的。
但对混流式水轮机尾水管中产生的真空涡带在严重的情况下不仅影响机组的运行而且还会延伸到尾水管地板引起机组和厂房的振动。
为了改善这一情况，常采取增大尾水管高度的办法，但将会增大开挖量，从而引起工程投资的增加，经过试验，一般对于高比速取12.6h D ≥。
因此，m D m h 12.36.212.31=≥=,满足要求。
()15.4~5.34.5D L ∈=,满足要求。
2.5尾水管单线图根据以上的数据绘制单线图3 拟定转轮流道尺寸根据水电站动力设备设计手册中混流式水轮机转轮流道尺寸表，已知转轮型号为HL220型的尺寸如下：转轮型号D1D2D3D4D5D6bh1h2h3h4HL220 1 1.082 0.928 0.87 0.478 0.116 0.25 0.054 0.165 0.482 0.309 HL220 1.2 1.2984 1.1136 1.044 0.5736 0.1392 0.3 0.0648 0.198 0.5784 0.3708当1=1D m时，转轮流道尺寸如图所示：转轮流道尺寸（1=1D m ）（单位：mm ）比例1:10当1=1.2D m 时，转轮流道尺寸在上图各数据基础上乘1.2即可。
4 厂房起重设备的设计水电站厂房内桥式起重机的容量大小通常取决于起吊最重件(发电机转子带轴重)的重量，其跨度决定于桥式起重机标准系列尺寸，起重机台数取决于机组台数的多少，大小和机组安装检修方式。
水轮发电机重量估算由于发电机型号为SF630-12/2600得出该水轮机为立式空气冷却的水轮发电机，额定容量为6300kV A ，发电机极数为12，定子铁芯外径a D 为2600mm 。
查水轮发电机的标准额定转速与极数对照表，122=p ，得出min /500r n e =。
由机电设计手册得出： 极矩4463001047.9212f fS K cm p τ=== 定子铁芯内径2183.1i pD cm τπ==定子铁芯长度262630093.96410183.1500f t i e S l cm CD n -===⨯⨯⨯（当f S ＜10000kV A 时，C 取6410-⨯）。
水轮发电机重量估算：（大于150/min r 的高转速机组多半采用悬式支承方式） 水轮发电机总重量：231()=f f eS G K n式中： f G ——发电机总重量（t ）； f S ——发电机额定容量（kW ）；e n ——额定转速（/min r ）；1K ——系数，对于悬式发电机取18~10=K ，这里取19=K 。
代入数据得：2363009()48.73500fG t =⨯=发电机转子带轴重：0.524.4==z f G G t 。
显然，根据起重量系列GB783-65，且机组台数3=n ，故选1台单小车桥式起重机，型号为t 125/630。
查水电站动力设备设计手册中水电站大吨位单小车桥机主要参数，其具体数据如下：取跨度：16L m =； 起重机最大轮压：35.9T ； 起重机总重：77.3T ； 小车轨距：4400T L mm =； 小车轮距：2900T K mm =； 大车轮距；6250K mm =；大梁底面至轨道面距离：130F mm =； 起重机最大宽度：8616B mm =； 轨道中心至起重机外端距离：1400B mm =； 轨道中心至起重机顶端距离：3692H mm =； 主钩至轨面距离：1474h mm =；吊钩至轨道中心距离（主）：122655,1900L mm L mm ==；副吊钩至轨道中心距离：341300,2355L mm L mm ==；轨道型号：100QU 。
厂房轮廓尺寸5.1主厂房总长度的确定：厂房总长度取决于机组段的长度、机组台数和装配场长度。
主厂房的总长度：12=++∆L nL L L 。
其中n 为机组台数，1L 为机组段长度， 2L 为装配厂长度，L ∆为端机组段附加长度。
5.1.1机组段的长度的确定机组段的长度1L 按下式计算：1x x L L L +-=+。
其中，+x L 和-x L 分别为机组段+x 与 -x 方向的最大长度。
+x L 和-x L 可用表12-1中公式按蜗壳层、尾水管层和发电机层分别计算，然后取其中的最大值。
（１）蜗壳层：11222.544, 1.5, 2.084δδ====R m m R m11 4.044δ+=+=x L R m22 3.584δ-=+=x L R m则1 4.044 3.5847.628+-=+=+=x x L L L m 。
（2）尾水管层：523.264, 1.5δ===B B m m 2 3.264 1.5 3.13222δ+-==+=+=x x B L L m 则1 3.132 3.132 6.264+-=+=+=x x L L L m 。
（3）发电机层：查《水电站机电设计手册》可知：当500/min ≥e n r 时，定子机座外径1.30=j a D D ；当20000≤f S kVA 时，发电机风罩内径212.0=+D D m .而由发电机型号63012/2600-SF 可知，定子铁芯外径2600 2.6==a D mm m ，则发电机风罩内径3 1.30 2.6 2.0 5.38φ=⨯+=m由于一般取发电机风罩壁厚m 4.0~3.03=δ，这里取30.3δ=m ；两台机组之间风罩外壁净距一般取1.52m ，此处取2m 。