《水电站建筑物》课程设计——吉达水电站厂房设计共21页
水电站课程设计--水电站厂房及吊车梁设计
目录前言 (1)第一部分水电站厂房 (2)—、设计资料 (2)二、水轮机选型 (2)2.1水轮机型号选择 (2)2.2水轮机参数计算 (2)三、水轮机蜗壳设计 (13)3.1蜗壳形式的选择 (13)3.2断面形状及包角的选择 (13)3.3进口断面面积及尺寸的确定 (13)四、尾水管设计 (15)4.1尾水管的形式 (15)4.2弯肘型尾水管主要尺寸的确定 (15)五、发电机外形尺寸 (17)5.1发电机型式的选择 (17)5.2水轮发电机的结构尺寸 (17)六、厂房尺寸确定 (19)6.1主厂房长度的确定 (19)6.2主厂房的宽度 (20)6.3主厂房各层高程的确定 (21)第二部分吊车梁设计 (24)七、吊车梁截面形式 (24)八、吊车梁荷载计算 (25)8.1均布恒荷载q (25)8.2垂直最大轮压 (25)九、吊车梁内力计算 (25)9.1弯矩计算 (25)92剪力计算 (26)十、吊车梁正截面及斜截面抗剪强度计算 (27)10.1吊车梁正截面承载力计算 (27)10.2斜截面抗剪强度计算 (29)十一、挠度计算 (30)十二、裂缝宽度验算 (31)结语 (32)参考文献 (33)前言本课程设计主要是水利水电枢纽工程中水电站厂房设计的部分工作。
设计目的在于培养学生正确的设讣思想，理论联系实际工作的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。
培养学生综合运用所学水电站知识, 分析和解决水电工程技术问题的能力；通过课程设计实践训练并提高学生解决水利水电工程实际问题的能力。
进一步巩固和加深厂房部分的理论知识，培养学生独立思考、分析问题及运用理论知识解决实际问题的能力，提高学主制图、使用现行规范、查阅技术资料、使用技术资料的能力以及编写设讣说明书的能力。
根据已有的原始资料和设计•要求进行设计，主要内容有：水电站总体布置、水轮机型号的选择以及水轮机特性曲线的绘制、蜗壳尺寸的确定、绘制蜗壳平面和断面单线图、尾水管尺寸的确定及草图、水电站厂房尺寸的确定以及吊车梁内力讣算和吊车梁配筋讣算等，并根据要求绘制相应的平面布置图和剖面图。
水电站厂房设计(图文讲解)
水电站厂房设计第一节水电站厂房的任务、组成及类型一、水电站厂房的任务水电站厂房是将水能转为电能的综合工程设施，包括厂房建筑、水轮机、发电机、变压器、开关站等，也是运行人员进行生产和活动的场所。
水电站厂房的主要任务：(1)将水电站的主要机电设备集中布置在一起，使其具有良好的运行、管理、安装、检修等条件。
(2)布置各种辅助设备，保证机组安全经济运行，保证发电质量。
(3)布置必要的值班场所，为运行人员提供良好的工作环境。
二、水电站厂房的组成(一)从设备布置和运行要求的空间划分主厂房：布置水电站的主要动力设备(水轮发电机组)和各种辅助设备，设置装配场(安装间)。
副厂房：布置控制设备，电气设备和辅助设备，是水电站运行、控制、监视、通讯、试验、管理和工作的房间。
主变压器场：装设主变压器的地方。
水电站发出的电能经主变压器升压后，再经输电线路送给用户。
高压开关站：装设高压开关、高压母线、和保护措施等设备的场所，高压输电线由此送往用户。
此外厂房枢纽中还有：进水道、尾水道和交通道路等。
水电站主厂房、副厂房、主变压器场和高压开关站及厂区交通等，组成水电站厂区枢纽建筑物，一般称厂区枢纽。
(二)从设备组成的系统划分水电站厂房内的机械及水工建筑物共分五大系统(1)水流系统。
水轮机及其进出水设备，包括压力管道、水轮机前的进水阀、蜗壳、水轮机、尾水管及尾水闸门等。
(2)电流系统。
即电气一次回路系统，包括发电机及其引出线、母线、发电机电压配电设备、主变压器和高压开关站等。
(3)电气控制设备系统。
即电气二次回路系统，包括机旁盘、励磁设备系统、中央控制室、各种控制及操作设备如各种互感器、表计、继电器、控制电缆、自动及远动装置、通迅及调度设备等直流系统。
(4)机械控制设备系统。
包括水轮机的调速设备，如接力器及操作柜，事故阀门的控制设备，其它各种闸门、减压阀、拦污栅等操作控制设备。
(5)辅助设备系统。
包括为了安装、检修、维护、运行所必须的各种电气及机械辅助设备，如厂用电系统(厂用变压器、厂用配电装置、直流电系统)，油系统、气系统、水系统，起重设备，各种电气和机械修理室、试验室、工具间、通风采暖设备等。
水电站厂房课程设计
《水电站》课程设计目录目录➢第一章任务书 (1)➢ 1.1 目的 (1)➢ 1.2 设计内容和要求 (1)➢ 1.3 应提交的设计成果 (1)➢第二章基本资料 (2)➢ 2.1 工程概况 (2)➢ 2.2 电站枢纽 (2)➢ 2.3 设计依据及参数 (2)➢第三章设计过程 (5)➢ 3.1 确定设备尺寸 (5)➢ 3.1.1 蜗壳尺寸 (5)➢ 3.1.2 水轮机和尾水管尺寸 (6)➢ 3.1.3 发电机尺寸 (7)➢ 3.2 厂房尺寸 (7)➢ 3.2.1 主厂房的平面尺寸 (7)➢ 3.2.2 主厂房的立面尺寸 (9)➢ 3.3 主厂房各层布置 (10)➢ 3.3.1 发电机层布置 (10)➢ 3.3.2 水轮机层布置 (11)➢ 3.3.3 蜗壳层布置 (12)➢ 3.4 副厂房的布置 (12)➢ 3.5 厂区枢纽布置 (12)第一章任务书➢ 1.1 目的通过本设计，进一步巩固和加深水电站厂房部分的理论知识，使学生初步掌握水电站厂房设计的步骤和方法，培养和提高学生独立分析问题和运用所学理论知识解决实际问题的能力。
➢ 1.2 设计内容和要求根据给定的原始资料及机电设备，决定厂房在枢纽中的位置，进行厂区和厂房内部的布置，确定厂房的轮廓尺寸。
➢ 1.3 应提交的设计成果（－）设计说明书一份。
（二）水电站厂房设计布置图三张：1、沿机组中心线厂房横剖面图（1：100）；2、发电机层平面图（1：100－1：200）；3、水轮机层、蜗壳层综合平面图（1：100－1：200）。
（三）厂房枢纽布置简图一张（1：1000）。
➢第二章基本资料2.1 工程概况湘贺水利枢纽位于向河上游，河流全长270km，流域面积6000km2，属于山区河流。
本枢纽控制流域面积1350km2，总库容22.15m3，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77.5m，弧长370m；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。
水电站课程设计报告引水式径流水电站厂房设计
1．课程设计目的水电站厂房课程设计是《水电站》课程的重要教学环节之一，通过水电站厂房设计可以进一步巩固和加深厂房部分的理论知识，培养学生运用理论知识解决实际问题的能力，提高学生制图和使用技术资料的能力。
为今后从事水电站厂房设计打下基础。
2．课程设计题目描述和要求2.1 工程基本概况本电站是一座引水式径流开发的水电站。
拦河坝的坝型为5.5 米高的砌石滚水坝，在河流右岸开挖一条356 米长的引水渠道，获得平均静水头57.0米，最小水头50m最大水头65n。
电站设计引用流量7.2 立方米每秒，渠道采用梯形断面，边坡为1：1，底宽3.5 米，水深1.8 米，纵坡1：2500，糙率0.275，渠内流速按0.755 米每秒设计，渠道超高0.5 米。
在渠末建一压力前池，按地形和地质条件，将前池布置成略呈曲线形。
池底纵坡为1：10。
通过计算得压力前池有效容积约320 立方米。
大约可以满足一台机组启动运行三分钟以上，压力前池内设有工作闸门、拦污栅、沉砂池和溢水堰等。
本电站采用两根直径1.2 米的主压力钢管，钢管由压力前池引出直至下镇墩各长约110 米，在厂房前的下镇墩内经分叉引入四台机组，支管直径经计算采用直径0.9 米。
钢管露天敷设，支墩采用混凝土支墩。
支承包角120度，电站厂房采用地面式厂房。
2.2 设计条件及数据1.厂区地形和地质条件：水电站厂址及附近经地质工作后，认为山坡坡度约30度左右，下部较缓。
沿山坡为坡积粘土和崩积滚石覆盖，厚度约1.5 米。
并夹有风化未透的碎块石，山脚可能较厚，估计深度约2〜2.5米。
以下为强风化和半风化石英班岩，厂房基础开挖至设计高程可能有弱风化岩石，作为小型水电站的厂址地质条件还是可以的。
2.水电站尾水位：厂址一般水位12.0 米。
厂址调查洪水痕迹水位18.42 米。
3.对外交通：厂房主要对外交通道为河流右岸的简易公路，然后进入国家主要交通道。
4.地震烈度：本地区地震烈度为六度，故设计时不考虑地震影响。
水电站建筑物课程设计样板图
水电站建筑物课程设计样板图
关于样板图的几点说明：
1.此套图纸仅供参考，图中也有很多布置和结构问题，请看懂之后作为参考，不能一一照搬；
2.图纸材料标注详细，完整，可以参考；
3.图纸总体尺寸和文字标注不完全，具体布置和结构问题根据各张图纸，下有说明，不一定完全，请将布置设计图给老师检查；
4.此图打印可调整为A4，不清楚的地方请答疑。
此图为厂房横剖面图，对应厂房水轮机层平面图的A-A（必须标注）。
其中的主要问题：
1.发电机层平面无机旁盘，无发电机转子和水轮机转轮起吊位置示意；
2.主要设备未进行文字标注；
3.上游侧水轮机层地面和下游侧不一致，且楼板偏厚；
4.上游侧集水井未标注尺寸；
5.下游侧尾水平台下设置了母线室，可取消；
6.下游侧尾水平台注意尾水闸门的开孔。
1.发电机层平面图和水轮机层平面图，详细位置见横剖面图的C-C，D-D；（必须标注）
2.发电机层未布置机旁盘（位置和横剖面一致）；
3.发电机层大门可只设置在安装间；
4.安装间请布置一台机组检修的4大件；
5.发电机层必须设计起重机吊钩极限线，点化线表示；
6.水轮机层平面上下游侧不同高，注意设计时要解决的问题；
7.水轮机层下游侧可不考虑设计母线廊道。
1.蜗壳层向上的楼梯可不设计为旋转楼梯；
2.尾水管进人孔E-E没剖到，应该为虚线表示；
3.蝶阀室的立柱可取消。
水电站建筑物PPT课件
（1）坝内埋管安装 （2）阻水环 （3）接触灌浆
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十、岔管
（一）岔管的种类与选型
（1） 三梁岔管 （2）月牙肋岔管 （3）球形岔管 （4）无梁岔管 （5）贴边岔管 （6）外包钢筋混凝土岔管 （7）钢筋混凝土岔管
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（二）布置特点
（1）岔管布置原则 （2）布置型式 （3）管底排水 （4）体形参数
水电站厂房按结构及布置特点可分为地面 式（包括河床式、坝后式、岸边式）、地下式 （包括地下式、半地下式、窑洞式）、坝内式、 厂顶溢流式等型式。
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（一）地面式厂房
（1）河床式厂房 （2）坝后式厂房 （3）岸边式厂房
（二）地下式厂房
（1）地下式厂房 （2）窑洞式厂房
（三）其他型式厂房
（1）坝内式厂房 （2）厂顶溢流式厂房
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2 . 厂房纵轴线方向的选择
1）洞室纵轴线走向，宜与围岩的主要构造弱面断层、 节理、裂隙、层面等呈较大夹角。同时，应注意次要构 造面对洞室稳定的不利影响。 2）对于深埋的地下洞室，地应力往往较大，此时洞室 纵轴线走向不仅要考虑与构造弱面的夹角，还应考虑与 地层主应力的关系。 3）洞室纵轴线走向还要考虑与上下游水道及调压室位 置等因素，避免水道过多转弯甚至延长。
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5 .尾水布置
1) 尾水系统设计应满足SL266-2001《水电站厂房设计 规范》的有关要求。
2) 抽水蓄能电站的尾水洞一般较长，常用多机一洞布 置，各机组后面设尾水闸门或阀门。
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6 .其它附属洞室的布置
1) 附属通道布置 2) 交通运输洞的布置 3) 竖井布置 4) 出线洞 5) 安全交通道 6) 排水廊道
水电站厂房设计课程(PPT 157页)
7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型 7.2 主厂房设备 7.3 立式机组主厂房的布置 7.4 主厂房的轮廓尺寸 7.5 卧式机组厂房的布置 7.6 副厂房的布置 7.7 厂房的采光、通风、交通及防火 7.8 厂区布置
水电站厂房
水电站厂房是将水能转为电能的综合工程设施， 包括厂房建筑、水轮机、发电机、变压器、开关 站等，也是运行人员进行生产和活动的场所。
（2）坝后式厂房
特征：厂房位于拦河坝的下游，紧接坝后，在结构上与 大坝用永久缝分开，发电用水由坝内高压管道引入厂房。
坝后式厂房还可以变化为：溢流式厂房、坝内式厂房、 挑越式厂房等 。
坝后式厂房示意图
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Center Hill Lake and Dam
溢流式厂房
厂房位于溢流坝挑坎下面的混凝土中，水流从厂房顶部流过。 适用：河谷狭窄，洪水流量大，机组台数多、没有合适位置布 置厂房的情况。
7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型
7.1.1 水电站厂房的任务
1.将水流平顺地引进水轮机 2.使水能转变成可供用户使用的电能 3.将各种必需的机电设备安置在恰当的位置，创
造良好的安装、检修及运行条件，为运行人员提 供良好的工作环境
7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型
7.1.2 水电站厂房的组成
机组的支承结构
水轮发电机组的重量、水流推力等荷载通过上、下机架传递 到发电机的支承结构（机墩）上，由机墩传递到水下混凝土， 进一步再传递到厂房的基础上。常见的机墩形式有：圆筒式 机墩、平行墙式机墩、环形梁立柱式机墩、框架式机墩
发电机的布置方式
开敞式、定子埋入式、上机架埋入式
7.2 主厂房设备
水电站厂房课程设计精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版水电站厂房课程设计一、水电站厂房主要设备和辅助设备 主要设备：1、水轮机和发电机：电站最大水头m H 3.64max =，加权平均水头m H cp 63.59=，最小水头m H 02.38min =。
按水头范围及装机容量，套用3台现有机组。
水轮机型号为140220--LJ HL ，单机额定出力为KW 8333，该机组适用m H 65max =，m H 38min =m H p 58=，额定流量35.16m /s ，和电站水头范围比较匹配。
发电机型号为3300/168000-SF ，单机额定出力KW 8000（悬式），采用密封式通风，可控硅励磁。
水轮机导叶0b 为0.35m 。
水轮机带轴长3.74m ，发电机转子带轴长4.785m.。
一台机组在设计水头、额定出力下运行的尾水位为100.1 m 。
2、调速器：选用3500-YDT 型电气液压式3、主阀：采用卧式液压型摇摆式接力器双平板偏心蝴蝶阀4、桥式起重机：本电站的最重部件为发电机转子带轴重37.5t ，结合厂房布置要求。
选用起重机跨度m L k 12=，主副钩最大起升高度分别为20m 和22m ，主钩最高位置至轨顶距离为0.911m ，小车高度2.723m 。
厂房屋顶结构厚度为2.456 m 。
辅助设备：1、供水：本电站水头范围为38.02~64.3m ，且水质、水温均满足要求，所以采用自流供水方式。
取水口设在每台机组蝴蝶阀前的压力钢管上，并与全场技术供水总管连通，互为备用。
每台机组供水管上均设电磁液压阀。
以保证自动投入或切除。
2、排水：分为机组检修排水、厂房渗漏排水和厂区排水。
①检修排水，采用廊道间接排水方式，即检修机组时，蜗壳和尾水管重的积水通过盘形阀的控制，先经廊道排往集水井，然后再由水泵抽排到尾水渠。
集水井上设2台检修排水深井泵。
2台深井泵同时运行，待积水抽空后，再由另一台抽排闸门的漏水。
②、渗漏排水，与检修排水共用一集水井，设一台深井泵。
水电站厂房课程设计(2013秋)
2013年秋季学期水电站厂房课程设计（X水电站厂房设计）1．课程设计的目的课程设计是以工程实例为题，由学生独立思考，灵活应用有关的布置原则和要点，自己动手布置厂房，从而巩固和加深厂房部分的理论知识，并进一步培养学生的计算，制图和应用技术资料的技能。
2．X枢纽概况X水利工程由混凝土面板堆石坝、右岸溢洪道、左岸泄洪兼导流隧洞，左岸发电兼倒流、放空隧洞和发电站等五大建筑物组成。
混凝土面板堆石坝坝高95米，水库总库容2.1亿立方米，电站总装机1.89万千瓦。
工程具有灌溉、发电、养殖、防洪、拦沙等效益。
水库各特征水位如下：死水位：▽285.0m 正常高水位：▽322.0m设计洪水位：▽324.45m 校核洪水位：▽325.30m坝顶高程：▽330.5m主要建筑物包括：（1）挡水建筑物大坝为钢筋混凝土面板堆石坝，由钢筋混凝土防渗面板和堆石体两部分组成。
坝高95米，坝顶长222米，坝顶宽8米。
（2）右岸溢洪道右岸溢洪道座落在右岸山体上，由进水口、闸室、明渠陡槽和鼻坎四部分组成。
闸室宽24米，装有两扇12×14m弧形库门，最大泄量4466m3/s。
（3）泄洪兼导流隧洞泄洪洞布置在左岸，为表孔堰流结合施工导流的“龙抬头”型式无压隧洞，洞长502m，城门型断面，洞宽8.8m，洞高13.1m，底部纵坡1/35，进口装有一扇10×12m弧形钢闸门，最大泄量1594 m3/s。
（4）发电兼导流、泄空隧洞洞长490m，圆形断面，洞泾5m，进口为深式进水口，分上、下两层（即“龙抬头”型式）进水，下层为导流泻汇流量360 m3/s。
（5）电站厂房为地面引水式厂房，安装3台单机容量为6300KW立式混流式水轮机组，设计水头62.5m，单机发电流量12 m3/s。
多年平均发电量5510万度。
3．基本资料和设计依据（1）有关X水电站工程概况的简要说明如前述。
（2）坝址地形图1张，比例为1：3000（3）坝型为混凝土面板堆石坝。
水电站建筑物课程设计
课程设计基本资料(一)、流域概况该水电站位于S河流的上游，电站坝址以上的流域面积为20,300km2，本电站属于该河流梯级电站中的一个。
(二)、水利动能本电站的主要任务是发电。
结合水库特性、地区要求可发挥养鱼等综合利用效益。
本电站水库特征水位及电站动能指标见表15000100001500020000264266268270272274276278280水位 (m )流量(m 2/s)图1 下游水位——流量关系曲线目录第一章 引水系统设计第一节 进水口设计 第二节 引水管道设计 第三节 引水道水力计算 第二章 水轮发电机组设计第一节 水轮机的台数、单机容量与型号选择 第二节 水轮机主要参数确定 第三节 蜗壳设计 第四节 尾水管设计第五节 水轮发电机及辅助设备选择 第三章 水电站厂房设计 第一节 厂区枢纽布置 第二节 主厂房尺寸确定 第三节 桥吊选择第四节 主厂房布置设计 第五节 副厂房设计 第四章 结论摘要水电站是以发电为主的项目。
本次设计主要包括：水轮发电机选择、电站厂房布置、引水系统设计。
根据课程设计资料和水电站建筑物设计参考资料确定了相应设计过程，对坝后式水电站设计进行了详细的介绍。
关键词 坝后式水电站；水轮机；电站厂房；引水系统一、引水系统设计由于本电站为坝后式水电站，故进水口的型式为坝式进水口最大引用流量：'max 1max 1Q Q D式中'max Q -------最大引用流量，取为1.43/m s （经选型之后得出） D1--------转轮直径Hr---------设计水头2max 31.4 6.5285.52/Q m s=⨯=视为对称水流取0.55淹没深度：cr S =0.55610.4m =⨯=式中 C--------经验系数0.55~.73，对称进口取小值，侧向进水口取大值。
选取0.55V---------经济流速，经济流速为5~7m,选择6m/sd -------闸门孔口净高考虑冰冻影响为1m ，故淹没深度为：11.4m ，取11.5m 由水电站工程特性表查得：死水位为289m 故进水口底部高程为：28911.510267.5m --=压力管道直径确定： 可用经济流速法确定即max22Q D v π⎛⎫= ⎪⎝⎭v 为经济流速所以：7.8D m ===进水喇叭口设计：由水利设计参考规范： 1.1 1.17.88.58a D m ==⨯=0.50.57.8 3.9b D m ==⨯=进水喇叭口为椭圆：22221x y a b +=a--------取(1~1.5)D,常用1.1D b--------取(1/3~1/2)D,取0.5D故椭圆方程：222218.58 3.9x y +=（平底，三面收缩形式）闸门段设计：选取宽：7.8m, 高:10m渐变段：()BS L x L =- ()Ha L x L =- ()2Dr L x L =-s ——渐变中断面宽度； a ——渐变中断面高度； r ——渐变中角隅园弧半径； L ——渐变段长度；B ——矩形断面起始宽度 H ——矩形断面起始长度； D —— 圆形断面终端直径； x —— 长度变化参数。
《水电站建筑物》课程设计——吉达水电站厂房设计
目录一、摘要。
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.1二、引言.。
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.2三、基本资料..。
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..31 工程基本情况..。
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.32 工程特性表。
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.5四、厂房设计说明书.。
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(8)1 绘制蜗壳单线图.。
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.8 1.1 蜗壳形式。
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81.2 选择蜗壳主要参数..。
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.81.3 蜗壳水力计算..。
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92 尾水管单线图的绘制。
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.103 设计转轮流道尺寸。
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124 厂房起重设备设计。
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135 主厂房轮廓尺寸设计.。
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.14 5.1 厂房总长度的确定...。
水电站建筑物课程设计1
一、 绘制蜗壳单线图1、蜗壳的型式：在资料中已经给出水轮机的型号为HL220-LJ —225，而且电站设计水头H P =46.2m ＞40m,根据《水力机械》第二版P96页书中蜗壳分类，则蜗壳的型式应为金属蜗壳。
2、选择蜗壳的主要参数（1）金属蜗壳的断面形状为圆形，为了良好的水力性能一般蜗壳的包角取0345ϕ=。
通过计算得出max Q 值,计算如下：错误!15000156250.96fr fN N KW η=== 式中：60000150004f KW N KW ==,0.96f η= 错误!131max 3322221156251.11 1.159.819.812.2546.20.91rr N Q m D H η===<⨯⨯⨯其中：1311150 1.15Q L s m s ==(由附表一查得），1 2.25D m =，46.2r H m =，0.91η=（由附表一查得）。
错误!123max 1max 11.112.2538.2Q Q D m s ==⨯=由蜗壳进口断面流量max0360c Q Q ϕ=得 334538.236.61/360c Q m s =⨯= （2）根据《水力机械》第二版P99中图4—30查得，可知当设计水头为46。
2m ＜60m 时,蜗壳的进口断面的平均流速C V =5.6/m s .（3)因为已知水轮机的型号HL220—LJ —225，则由《水力机械》第二版P162的附表5查得此时蜗壳的座环内径b D =3250mm ，外径a D =3850mm,所以有蜗壳座环的内、外半径分别为:b r =2b D =1625mm=1。
625m ，a r = 2a D=1925mm=1。
925m 。
座环尺寸（mm）比例：1：1003、蜗壳的水力计算 （1)对于蜗壳进口断面：断面的面积：20max 34538.2 6.537360360 5.6c c cc Q Q F m V V ϕ⨯====⨯ 断面的半径：0maxmax 34538.21.443360360 5.6c Q m V ρππ⨯====⋅⨯⨯从轴中心线到蜗壳外缘的半径：max max 2 1.9252 1.443 4.811a R r m ρ=+=+⨯=. （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 c Q V ρπ=，2i a i R r ρ=+.其中：3max 38.2/Q m s =， 5.6/c V m s =，1925 1.925a r mm m ==。
水电站课程设计报告书
《水电站建筑物》课程设计BL电站计算说明书姓名:学号:指导教师:年月日一、基本资料1．1工程概况根据某市供水和灌溉的需求，于X河的Y河口坝址修建BL水电站。
该电站水库控制流域面积2085km2，坝址处多年平均径流量7.21×108m3。
水库属大(2)型，工程等别为Ⅱ等，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。
采用混合坝型，拟建一座坝后式水电站。
电站尾水泄入灌溉渠道，结合工农业用水进行发电。
水电站厂房按3级建筑物设计，厂房经右岸坝下公路对外联系。
1．2设计的目的与任务目的：通过本次课程设计，使学生将所学水电站基本知识加以系统化，能够运用基本理论知识解决实际工程问题，使学生在分析问题、理论计算、制图、编写说明书与计算书等方面得到锻炼，初步掌握水电站的设计步骤、方法、基本理论，为参加工作打下基础。
任务：进行水轮机选型与厂房布置设计。
1．3BL电站设计资料气象资料：该地区多年平均气温9.3℃，最低气温－35.8℃。
最大风速北风21m/s。
最大冰厚0.37m。
地面冻结深度一般在1.1m左右。
水文资料：(1)水库特征水位与溢洪道泄量特征：（2电站尾水渠出口即为灌溉渠道的渠首，渠底高程40.35m，渠顶高程45.90m，渠道设计流量48.0m 3/s 。
渠道加大流量53.0m 3/s 。
电站尾水渠水位流量关系表(Z ~Q )：(3)厂房地质资料水库坝址系由变质岩、沙岩、熔岩及花岗岩类组成，坝址有一组北北西向断层，在厂房围有一小断层通过。
本地区地震基本烈度为Ⅶ度。
厂房设计烈度为7度。
(4)水轮机选型的基本资料：经水能计算，最终确定： １．电站最大水头H max ＝27.8m ； ２．加权平均水头H a ＝22.1m ； ３．设计水头H r ＝21.3m ；４．电站正常运转时的最小水头H min ＝14.0m 。
５．水电站总装机容量N f ＝6400kW ，考虑水电站运行及用水量变化规律，经方案比较，决定选用两台机组。
水电站厂房结构设计PPT课件
1、保证水轮机层的净高不少于3.5～4.0m，否则 发电机出线和油气水管道布置困难。
2、保证下游设计洪水不淹厂房。一般情况下，发 电机层楼板面和装配场楼板面高程齐平。大中型厂 房总是希望将发电机层楼板面设在下游设计洪水位 以上0.5~1.0m。
3、从经济性考虑，也可将发电机层楼板面高程布
置在下游设计洪水位以下。在厂房大门和对外的交
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蓄电池室、酸室、套间、充电机室、通风 机室等构成直流系统。 作用：机组故障，又无外来电源时作为事 故照明以及部分动力设备用电；厂房中部 分仪器、仪表的用电。 其布置要求防止酸气外溢、防爆，套间布 置在酸室外。整套系统不得布置在中控室、 开关室等上面。每小时定时通风多次。
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h5
还须满足水轮机层附属设备
h4
油气水管道和发电机出线布
置要求的高度。
h6——进人孔顶部混凝土厚 度(一般为1.0m左右)。
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5、发电机层楼板高程
2 d hd
hd-定子高度，
hd
如果发电机上
h6
机架为埋入式
h5
则还需加入上
h4
机架高度。
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除应满足发电机层布置要求外，还应满足：
h1
3．水轮机层地面高程 ▽S =▽T + h4
h4=蜗壳进口半径+蜗壳顶部混凝土层厚度。 金属蜗壳顶部混凝土一般不低于1.0m，混凝 土蜗壳顶板厚根据结构计算决定。
h4
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4．发电机装置高程
▽d =▽S +h5＋h6
h7
h5——发电机机墩进人孔高
h6
度 (一般取1.8m ～ 2.0m)；
水电站建筑物课程设计教学大纲
《水电站建筑物课程设计》教学大纲学分：1.5 学时：1.5周课程性质：实践教学面向专业：水利水电工程专业一、课程设计的性质与任务本课程设计是水利水电工程专业的主要专业实践课之一。
目的是：通过本课程设计，使学生加深理解和掌握水电站建筑物课程内容，初步培养学生运用所学的理论知识去解决实际工程问题的能力，提高学生调查研究、查阅技术文献、资料、手册，进行工程设计计算、图纸绘制及编写技术文件的基本能力，为今后从事本专业的工程设计、施工、运行管理以及科学研究工作打下基础。
二、课程设计的主要内容进行水电站厂房布置初步设计。
三、课程设计的基本要求1、时间要求本课程设计共1.5周。
2、设计成果要求（1）设计图3张——总体布置图、厂房横剖面图、厂房发电机层平面图各一张；（2）设计说明书（含计算书）一份。
3、知识和能力要求通过课程设计使学生融汇贯通本课程所学专业理论知识，完成一个较完整的设计计算过程，以加深对所学理论的理解与应用。
四、课程设计任务书和指导书第一部分设计原始资料1、水文分析资料：年径流、洪水、泥沙情况；2、气象资料：库区气温、流域多年平均降雨量、风速、水库吹程等；3、水库水位与库容关系曲线、水位与流量关系曲线及淤积年限；4、规划设计要求及建筑物特性指标；5、水轮机、发电机和相关的电器辅助设备资料。
第二部分毕业设计具体内容和时间安排1、根据地质、地形条件和水利枢纽总体规划，通过分析比较确定水电站枢纽布置方案，绘制枢纽平面布置图。
2、进行水电站布置设计，绘制厂房横剖面图、厂房发电机层平面图3、具体时间安排如下：（1）熟悉基本资料，准备用具和参考资料——0.5d；（2）初步计算厂房各尺寸（长、宽、高）——1.5d；（3）绘图——4.5d；（4）整理计算书、编写说明书——1d。
五、课程设计的前修课程《水力学》、《土力学》、《结构力学》、《钢筋混凝土》、《水力机械》、《电气设备》、《水电站建筑物》、《生产实习》等。
《水电站建筑物》PPT课件
第一节 主厂房的结构布置设计 第二节 厂房混凝土浇筑的分期和分块
第三节 厂房结构的分缝和止水 第四节 厂房上部结构分析
第五节 发电机机墩
第六节 金属蜗壳
第七节 尾水管
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1
第一节 主厂房的结构布置设计
水 电 站 厂 房 的 结 构 组 成
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2
▪ 水电站厂房的结构组成及作用 上部结构：
2) Г 形框架
风罩与发电机楼板整体连接时，可以在风罩上
切取圆周向为单宽的竖向杆件，连同楼板组合
成г形框架，竖杆底部为固结。
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3、钢筋配置 风罩配置竖向和环向钢筋， 都是内外壁各布置一层。 环向筋一般为φ10~20mm， 间距为20~25cm。 竖向筋一般为φ16~30mm， 间距为16~20cm。
若为整浇，梁截面一般做成矩形，梁高 一般为梁跨的1/12 ~ 1/8。
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▪ 吊车梁：单跨简支梁或多跨连续梁
荷载：自重（吊车梁与 钢轨及其附件）；吊车 垂直最大轮压；吊车横 向水平制动力（纵向不 考虑）。 计算内容：内力计算并 据此配筋；挠度验算； 限裂验算。
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吊车梁
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吊车梁通常采用T型断面，其高度一般为跨度 的1/5 ~ 1/8，梁宽约为梁高的1/2 ~ 1/3。
材料：预制钢筋混凝土大型屋面板+隔热层+防水 层+保护层 (2) 屋架或屋面大梁。承受屋面板传来的全部荷载 及自身重量，传至排架柱或壁柱。
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2、排架柱
承受屋架或屋面大梁、吊车梁、外墙传来的荷 载和排架柱自重，并将它们传给厂房下部结构 的大体积混凝土。
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目录一、摘要 (1)二、引言 (2)三、基本资料 (3)1 工程基本情况 (3)2 工程特性表 (5)四、厂房设计说明书 (8)1 绘制蜗壳单线图 (8)1.1 蜗壳形式 (8)1.2 选择蜗壳主要参数 (8)1.3 蜗壳水力计算 (9)2 尾水管单线图的绘制 (10)3 设计转轮流道尺寸 (12)4 厂房起重设备设计 (13)5 主厂房轮廓尺寸设计 (14)5.1 厂房总长度的确定 (14)5.2 主厂房宽度的确定 (14)5.3 厂房各层高程确定 (18)5.4 安装间设计 (21)6 厂区布置 (21)7 副厂房设计 (23)8 主变压器、开关站和输电线路 (24)9 主厂房内部布置 (24)10 结构设计 (25)11 厂房混凝土分期浇筑 (25)12 总结 (26)一、摘要本次课程设计是在已知吉达水电站相关数据的基础上，对其厂房进行设计，具体设计内容如下：1、首先由给定的基本数据查找或查阅有关的工具书确有关机组和设备的尺寸；2、根据已知数据绘出蜗壳与尾水管单线图，拟定转轮流道、座环等尺寸；3、选择厂房起重设备，并摘录该设备相关参数，以供后续计算时取用；5、根据已知数据，结合工程经验及导师意见，设计厂房轮廓尺寸；6、进行厂区布置，按要求设计两种布置方案，并结合各种工程、经济因素进行必选后最终确定一种布置方案；7、进行厂房布置：①对厂房的结构布置的考虑，包括：a．主厂房的分缝 b．一、二期混凝土的划分c．止水的设置 d．下部块体结构的布置 e．上部结构布置②厂房机电设备的布置，主要包括以下五个方面的布置：a.电站主要线路系统设计b．水轮机调速系统及相应的操作柜和机旁盘布置c. 主厂房内各层设备布置d. 厂内起重设备布置 e. 厂内交通安排③副厂房的布置及参考面积二、引言水电站厂房是水电站主要建筑物之一，是将水能转化为电能的综合工程设施。
厂房中安装水轮机、水轮发电机和各种各种辅助设备。
通过能量转换，水能发电机发出电能，经变压器、开关站等输入电网送往用户。
所以说水电站厂房是水（水工）、机（机械）、电（电气）的综合体，又是运行人员进行生产活动的场所。
其任务是满足主、辅设备及其联络的线、缆和管道布置的要求与安装、运行、维修的需要；保证发电的质量；为运行人员提供良好的工作条件；以良好的造型与自然景观协调。
三、基本资料1 工程基本情况1.1 工程概况吉达电站位于乐山市马边彝族自治县白家湾乡暴风坪村境内，属马边河右岸支流高卓营河下游左岸哈罗罗依打河阶梯开发的最上游一级电站，电站装机容量为4×41.7MW。
取水枢纽位于哈罗罗依打河支流郭色拉打河1323.50m处，引水隧洞沿左岸布置长2534m，厂区位于郭色拉打河与戈皆拉打河汇合口右岸滩地，距色拉电站取水口150m。
本电站所处流域内植被良好，森林覆盖率达80%，河流流量稳定，水量丰沛，河床坡度大，特别是本电站开发河段坡降达80%左右，加之电站厂房枢纽下游500m左右即有公路通往马边县城，下游色拉电站、稀泥沟电站等已发电上网，故吉达电站对外交通方便，电站施工用电、上网条件成熟，已具备开发条件。
吉达电站为径流式电站，取水口位于哈罗罗依达河上游郭色拉打河1323.50m处，采用底栏栅坝取水，引水道沿左岸布置，为全隧洞。
压力前池布置于郭色拉打河及戈皆拉打河汇合处山脊，为半洞内式前池，管道顺山脊而下跨郭色拉打河至右岸主厂房。
电站设计引用流量为17.3m3/s，设计水头255m，装机容量166.8MW，年平均发电量10241.52万kw·h，年利用小时6140h，保证出力1.63MW。
工程建设总工期15个月，工程静态总投资2636.15万元，总投资2722.10万元，静态单位千瓦投资5272元/kw，单位千瓦投资5444元/kw，静态单位电能投资0.859元/kw·h，单位电能投资0.887元/kw·h，贷款偿还年限8年，财务内部收益率16.5%(税后)，经济内部收益率15.5%，财务净现值685万元（税后）。
1.2 工程总体布置底栏栅坝建于哈罗罗依打河主流郭色拉打河1323.50m高程处，坝轴线长28m，坝顶高程1325.00m。
坝下游35m左岸布置有沉沙池，引水道沿左岸布置，为城门洞型无压隧洞，长2534m。
压力前池位于郭色拉打河与戈皆拉打河汇合口山脊，为半洞内式前池。
压力管道顺山脊而下跨河进入主厂房。
主副厂房、升压站、综合楼沿汇合口右岸滩地布置。
进厂公路沿河而上进入厂区。
1.3 取水建筑物经比较，底栏栅坝投资低于滚水坝，同时底栏栅坝方案具有施工简单，运行管理方便等优点，适合山区性河流，故以底栏栅坝作为推荐方案。
1.4 引水暗涵栏栅廊道末端接引水暗涵，总长38.6m，为了保证暗涵有较大流速，避免泥沙淤积采用渠底比降1/100。
通过设计流量69.78 m3/s时，水深1.0m，流速2.5m/s，采用钢筋砼箱涵结构、断面尺寸（宽×高）1.2×1.3m，壁厚0.3m。
1.5 沉沙池沉沙池布置于底栏栅坝下游35m的左岸滩地，沉沙池设计沉沙最小粒径0.25mm，池厢设计平均流速v=0.3m/s。
池厢工作流量为发电流量与冲沙流量之和，即Q=69.78m3/s，采用单厢连续式冲沙结构。
池厢工作深度Hp=3.5m，池厢宽度B=4.0m，沉沙池总长40m，其中渐变段长10m，池内正常水位1323.314m，池顶高程1324.014m，根据地基条件，沉沙池采用钢筋混凝土结构。
1.6 进水口进水口布置于沉沙池末端，由露顶式平面闸门、启闭平台组成，底板高程1321.814m，闸孔尺寸（b×h）1.5×2.0m，设计进水流量69.2m3/s。
采用螺杆式启闭机，启闭平台高程1326.514m。
1.7 引水隧洞根据本电站的引水流量及长度拟定三个方案进行经济比较，断面为直墙圆拱型，经计算比较，底坡降1/1000时动能指标较优，故予以选定，相应断面尺寸（b×h）1.5×2.15m2。
主引水道水力计算按明渠均匀流计算，设计流量69.2 m3/s，洞长2534m，底坡i=1/1000，糙率n=0.017，洞宽1.5m，设计水深1.4m，设计流速1.15m/s。
隧洞进口水位1323.214m，隧洞末端设计水位1320.455m，水头损失2.759m。
主隧洞断面为直墙圆拱形，根据围岩性质的不同，采用砼、钢筋混凝土衬砌，厚度25cm。
1.8 压力前池压力前池受地形限制，采用半洞内式前池，渐变段及部分池身段置于洞内，围岩为寒武系灰岩及白云岩，具备成洞条件。
池宽4.4m ,顶拱为半圆形。
采用钢筋砼衬砌，厚度0.4m。
压力前池全长40m，其中渐变段长10m，洞外部分长23.5m，侧墙及底板C20钢筋砼结构，侧墙顶宽0.5m，底宽0.8m，底板厚0.4m，前池左侧布置有溢流堰，宽4.1m，弃水经泄水槽排入戈皆拉打河。
前池末端布置有进水室，进水室长7.5m，宽3.9m，山前往后设有拦污栅、检修闸门、工作闸门以及通气孔等，进水室前设一冲沙孔，尺寸为0.6×0.6cm2。
各闸门均为平板闸门，采用螺杆式启闭机。
压力前池正常水位1320.455m，溢流堰顶高程1320.555m，最高水位1320.955m，最低水位1319.255m，前池顶高程1321.455m，前池底板高程1315.905m，进水室底板高程1316.405m。
1.9 压力管道压力管道连接前池和主厂房，受地形地质条件限制，管道只能沿山脊布置，长526m，其中支敦长22m，布置有8个镇敦，43个支敦。
其中1#～6#镇敦布于左岸，置于基岩上。
6#～7#镇敦之间设管桥跨郭色拉打河进入主厂房。
为满足温度变化，在1#～7#镇敦下游侧设置有伸缩节。
同时为检修方便，在6#镇墩上游侧设有进人孔。
在选定管线后，对主管管径拟定0.8m、0.9m、1.0m三种方案进行比较，推荐管径0.9m。
经水力计算，管道水头损失为12.20m。
1.10 厂区建筑物布置厂区建筑物布置于郭色拉打河与戈皆拉打河汇合口右岸滩地，主厂房位于汇合口下游约20m，紧接主厂房上侧布置副厂房、上游侧布置升压站，下游布置综合楼及生活楼等，进厂公路顺河而上进入厂房，外侧布置有约170m长的防洪墙。
2 工程特性表2.1 枢纽水文特征2.2 枢纽流量及相应下游水位2.3电站水头及装机容量2.4水轮机及发电机2.5 主变及开关站：二、厂房设计说明书1 绘制蜗壳单线图1.1蜗壳的型式：在资料中已经给出水轮机的型号为HL100-LJ-210，而且电站设计水头H=270m＞40m，P根据《水力机械》第二版P96页书中蜗壳分类，则蜗壳的型式应为金属蜗壳。
1.2选择蜗壳的主要参数（1）金属蜗壳的断面形状为圆形，为了良好的水力性能一般蜗壳的包角取0345ϕ=o ,根据已知资料可知 c Q =17.3m ³／s（2）根据《水力机械》第二版P99中图4—30查得，蜗壳的进口断面的平均流速C V =10.2/m s 。
（3）因为已知水轮机的型号HL100—LJ —210，则由《水力机械》第二版P162的附表5查得此时蜗壳的座环内径b D =3250mm ，外径a D =4000mm ，所以有蜗壳座环的内、外半径分别为：b r =2b D =1625mm=1.625m ，a r = 2a D=2000mm=2m 。
座环尺寸（单位：mm ）1.3蜗壳的水力计算 （1）对于蜗壳进口断面：断面的面积：20c 696.1m V Q F cc ===ϕ 断面的半径：m F c735.0max ==πρ从轴中心线到蜗壳外缘的半径：m 470.30.735×222max max =+=+=ρa r R （2）对于蜗壳任意断面的计算设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=o，i ρ=，2i a i R r ρ=+。
其中：s m Q /05.183max =，s m V c /2.10=，m r a 2=。
计算结果见下表：蜗壳单线图（单位mm ）2 尾水管单线图的绘制因为选用的水轮机型号为HL100-LJ-210，说明水轮机的标准直径1D =210cm=2.1m 。
由资料中的图可有下表：对于大中型水轮机，为了减小尾水管的开挖深度，都采用弯肘形尾水管，它由进口直锥段、肘管和出口扩散段三部分组成。
（1）进口直锥段：进口直锥管是一个垂直的圆锥形扩散观，3D 为直锥管的进口直径；对混流式水轮机由于直锥管与基础环相连接，可取3D 和出口直径2D 相等；对于混流式水轮机，其锥管的单边扩散角θ可取7~9︒︒；3h 为直锥管的高度，增大3h 可减小肘管的入口流速，减小水流对管壁的冲刷。