水电站计算

水电站课程设计计算书姓名：***学号：***********班级：水工一班教师：***水电站课程设计计算书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.工程概况XX江水电站大坝工程已经完毕，坝型为拱坝，按规划，电站为引水式，场基地质条件良好，电站将坐落在新鲜岩基上，在站址处970米高程有公路通过，电站引水流量为112m³/s，装机年利用小时约5000小时。

水电站总装机10万kw，装机4台，单机25000kw。

3. 设计参数及依据1、水库及水电站特征参数（1）水库水位上游最高水位 1075m正常高水位 1074m上游最低水位 1066m设计洪水下泄量 900m³/s（2）厂址水位流量关系曲线（3）对外交通下游右岸有永久公路通过，高程为970米。

2、水电站主要动力设备及辅助设备（1）水轮机：型号 HL180—LJ—200额定出力 26000kw额定转速 375r/min 单机额定（最大）流量 112m 3/s 设计水头 107m 主轴直径 0.4m 导叶高度0b 0.4m 座环直径a D 3.40m 3、水轮发电机：型号TS10/32-164、调速器设备调速器型号：DT —100机械柜尺寸：长×宽×高=750×550×1300（mm ） 电气柜尺寸：长×宽×高＝800×550×2360（mm ） 油压装置型号：YZ —2.55、厂房附属设备 （1）水轮机前蝴蝶阀（2）厂用变压器型号：1500000/110SPL厂用变压器参考数据:4.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。

于是总长0a L nL L L =++∆。

其中n 为机组台数，0L 为机组段长度， a L 为安装间长度，L ∆为端机组段附加长度。

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 +-=+。

1L 应是蜗壳层、尾水管层、发电机层中的最大值。

（１）蜗壳层： 13.689, 1.5, 2.864x x R m m R m δ+-===1 3.689 1.5 5.189x x L R m δ++=+=+=1 2.864 1.5 4.364x x L R m δ--=+=+= 则1 5.189 4.3649.553x x L L L m +-=+=+=。

（2）尾水管层：采用尾水管对称布置，25.46, 1.6B m m δ== 2 5.46 1.6 4.3322x x B L L m δ+-==+=+= 则1 4.33 4.338.66x x L L L m +-=+=+=。

（3）发电机层：336.8,0.4,2m m b m φδ=== 33 6.820.4 4.82222x b L m φδ+=++=++= 33 6.820.4 4.82222x b L m φδ-=++=++=则1 4.8 4.89.6x x L L L m +-=+=+=。

由以上计算的各层1L ，其中发电机层0L 最大为9.6m ，故取09.6L m =。

其中:x R +——蜗壳x +方向最大平面尺寸；x R -——蜗壳x -方向最大平面尺寸；1δ——蜗壳层外部混凝土厚度，初步设计时取1.2~1.5m ，此处取1.5m ； B ——尾水管宽度（已知资料），5.46m 2δ——尾水管边墩混凝土厚度，一般取1.5~2.0m ；3φ——发电机风罩内径；3δ——发电机风罩壁厚，一般取0.3~0.4m ；b ——两台机组之间风罩外壁静距，一般取1.5~2.0m ，如设楼梯取3.4m 。

2、边机组段长度的确定L ∆L ∆=(0.1～1)1D = (0.1～1)×2=0.2～2，取L ∆=2m1D ——水轮机转轮直径，2m 3、安装间尺寸a L 确定a L =（1～1.5）0L =(1～1.5)×9.6=9.6～14.4，取a L =12m 因此，可得主厂房总长度为：0449.613253.4a L L L L m =++∆=⨯++= 5.主厂房宽度的确定以机组中心线为界，厂房宽度B 可分为上游侧宽度s B 和下游侧宽度x B 两部分。

（1） 水上部分净宽确定3.40.458.8s B m =++=， 3.40.4 2.5 6.3x B m =++=3.4——发电机风罩半径，0.4——发电机风罩壁厚，5——布置调速器，油压设备及机旁屏必需的距离。

8.8 6.315.1s x B B B m =+=+=（2） 水下部分净宽确定2.325147.325,3.3314.33s x B m B m =++==+=2.325——蜗壳上游侧半径，1——蜗壳外围混凝土厚度，4——蝶阀坑宽度，3.33——蜗壳下游侧宽度7.325 4.3311.625s x B B B m =+=+=综上，可取15.1B m =，考虑到吊车跨度因素，最终取16B m =。

其中9,7s x B m B m ==6.主厂房高程的确定 1、水轮机组安装高程T ∇立轴混流式水轮机安装高程由下式计算，0min 2T T s b H ∇=∇++。

其中：水轮机导叶高度00.4b m =，已知0.057,2-260.017σσ=∆=查表得，10.0()900s H H σσ∇=-+∆-， 所以 961.5310.0(0.0570.017)107 1.01900s H m =-+⨯-=， 则：0min 0.4960.85 1.01962.0622T T s b H m ∇=∇++=++=。

其中：s H ——吸出高度；0b ——导叶高度；min T ∇——下游设计最低水位。

由于4n =，故取1台机组流量相应的尾水位；由已知资料，画出下游水位与流量的关系，取min 960.85T m∇=，max 962.2T m∇=，则min max 960.85962.2961.5322T T m ∇+∇+∇===；σ——气蚀系数；σ∆为气蚀系数修正值；H ——计算水头，107m ；900∇——水电站厂房所在地点海拔高程的校正值。

２、尾水管底板高程∇尾：2T w b h ∇=∇--尾 其中：w h —底环顶面至尾水管的距离 5.424w h m =；T ∇—机组安装高程；0b —导叶高度。

所以，0962.06 5.4240.2956.442T w b h m ∇∇--=--=尾＝ 3、主厂房基础开挖高程11F h ∇=∇-其中1h 为底板厚度，取1.5m11956.44 1.5954.94F h m ∇=∇-=-=4、水轮机层地面高程1∇：14T c h ρ∇=∇++14 2.5962.061964.312T c h m ρ∇=∇++=++= 其中：c ρ—蜗壳进水段半径 1.25c m ρ=；4h —蜗壳上部混凝土厚度可取1.0m 。

5、发电机安装高程G ∇：156G h h ∇=∇++ 。

其中：5h —进人孔高度，一般取1.8~2.0m ，此处取2m ；6h —进人孔顶部厚度，一般为左右1.0m ，此处取1.0m 。

则：156964.3121967.31G h h m ∇=∇++=++= 6、发电机层楼板面高程2G ∇=∇+发电机风罩高度已知发电机风罩高度为2.63m ，则2967.31+2.63969.94m ∇==，取2970.0m ∇= 并且21970.0964.31 5.694m m ∇-∇=-=>，满足要求。

最高尾水位为962.2970.0m m <，不会淹没厂房。

7、起重机（吊车）的安装高程27891011c h h h h h ∇=∇+++++其中：7h ——发电机定子高度和上机架高度之和。

发电机上机架高度为1.385m,故6 1.385h m =；8h ——吊运部件与固定物之间的垂直净距离，取80.6h m =； 9h ——最大吊运部件高度，由资料知9 5.92h m =；10h ——吊运部件与吊钩之间的距离，一般在 1.0~1.5m 左右，取10 1.0h m =；11h ——主钩最高位置至轨顶面距离110.92h m = 则，970.0 1.3850.6 5.9210.92979.83c m ∇=+++++=。

8、屋顶高程121314R c h h h ∇=∇++++15h （屋面板厚度）其中12h ——轨道面至起重机顶部距离12 3.7h m =；13h ——检修吊车在车上预留高度13h =0.5m ；14h ——屋面板厚度，140.5h m =；15h ——梁高，取1.5m 则12131415979.83 3.70.50.5 1.5986.03R c h h h h m ∇=∇++++=++++= 7. 安装场尺寸的确定发电机楼板高程取为970米，同时对外交通道路高程也为970米，故安装场高程也取为970米，与发电机层楼板及对外交通道路同高。

安装场布置于主厂房的右侧，与主厂房同宽，长度。

8.副厂房的布置副厂房设在主厂房的上游侧，可以使布置紧凑，电缆线短，监视机组方便，主厂房下游侧采光通风良好。

副厂房总共布置两层，最低层地面高程为966.90m ，布置各种电缆及母线廊道。

第二层楼板高程与发电机层楼板同高，为970.00m ，布置蓄电池室、通风室、中央控制室、开关室、继电保护室、值班室及卫生间。

副厂房顶部高程为976.0m 。