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《某水电站厂房初步设计》

课程设计

学生姓名：

学号：

专业班级：水利水电 (2)班

指导教师：

二○一三年九月二十七日

目录

第一章工程概况 (1)

第二章有关设计资料 (2)

2.1厂区地形和地质条件 (2)

2.2水电站尾水位 (2)

2.3对外交通 (2)

2.4地震烈度 (2)

第三章水轮机型号及主要参数选择. (3)

3.1水轮机型号选择 (3)

3.2主轴及蜗壳形式选择 (3)

3.3 HL220 型水轮机方案的主要参数选择 (3)

3.4两种方案的比较分析 (6)

第四章机电设备 (7)

4.1水轮机 (7)

4.2调速器（自动调速器） (7)

4.3发电机 (8)

4.4蝶阀 (8)

4.5桥式起重机 (9)

第五章电气主结线及电气设备布置： (10)

第六章主要控制高程的确定. (11)

6.1水轮机的吸出高度和安装高程 (11)

6.2水轮机层的地面高程 (11)

6.3尾水设计及相关高程 (11)

6.4吊车轨顶高程 (12)

6.5厂房天花板高程和厂房顶高程 (13)

第七章主厂房的布置设计 (14)

7.1机组的布置方式 (14)

7.2厂房下部结构的构造和布置 (14)

7.3主厂房的长度和宽度 (14)

7.5 主厂房内机电设备布置及交通运输 (16)

第八章副厂房的布置设计 . (17)

8.1 中央控制室 (17)

8.2 高压开关室 (17)

8.3 厂用设备的布置 (18)

8.4 楼梯 (18)

8.5 厂变和工具间 (18)

8.6 值班室和休息室 (18)

8.7 调度室和通讯室 (18)

8.8 卫生间 (18)

第九章水电站枢纽布置 . (19)

9.1 厂房 (19)

9.2 主变压器场 (19)

9.3 引水道 (19)

9.4 压力钢管 (19)

9.5 尾水道 (19)

9.6 对外交通 (19)

第十章开挖量的计算 . (20)

第十一章分析与总结 . (23)

11.1 问题分析 (23)

11.2 课设感受 (24)

参考文献. (25)

附图 1：水轮机机组平面示意图 (26)

附图 2：水轮发电机组剖面图 B－B. (27)

附图 3：水轮发电机组横剖面图A－ A. (28)

附图 4：HL220型水轮机综合特性曲线图 . (29)

第一章工程概况

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 65m 。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。

第二章有关设计资料

2.1 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。

2.2 水电站尾水位

厂址一般水位 10.0 米。

厂址调查洪水痕迹水位18.42 米。

2.3 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。

2.4 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。

第三章

水轮机型号及主要参数选择

本水电站的最大水头 H max =65m ，，最小水头 H min =50m ，平均水头 H av =57.0 m ；水轮机的装机容 量 N y =3380kW ，装机台数

4 台，单机容量 N y1=845kW 。对于引水式电站，设计水头H r =H av =57m 。电

3

3

站设计引用流量 Q P =7.2m /s ，单机引用流量

Q P1=1.8m /s 。

3.1 水轮机型号选择

根据该水电站的水头变化范围 50~65m ，查《水电站（第四版） 》，河海大学，刘启钊主编

P79

表 3-6 水轮机系列型谱中查出合适的机型有

HL220 、 HL230 。

3.2 主轴及蜗壳形式选择

3.2.1 主轴

本电站为小型引水式电站，引用流量小，为减少厂房的开挖量及高度，采用卧轴式。

3.2.2 蜗壳

本电站为小型引水式电站，引用水头较高，因此采用金属蜗壳为宜。通常情况下，金属蜗壳断

面为圆形，包角

345 。本设计中也是如此。

3.3 HL220 型水轮机方案的主要参数选择

3.3.1 转轮直径 D1 计算

查《水电站 （第四版）》，河海大学， 刘启钊主编 P79 表 3-6 可得 HL220 型水轮机在限制工况下：

单位流量 Q 1'M 1150 L / s 1.15 m 3 s ，效率

M

89.0% 。由此可初步假定原型水轮机在该工况

下的单位流量

'

'

1.15

3

/ s ，效率

Q 1

Q

1M m

假设为 89.15%。

转轮直径 D 1 按下式计算：

D 1

N r

9.81Q 1'

H r H r

845

（3-1）

9.81 1.15 57 57 89.15%

0.44m

式中N r

—— 水轮机的额定出力， 845kW ；

H r

—— 水轮机的设计水头，对于引水式水电站取为平均水头， 57.0m ；

Q 1' —— 原型水轮机单位流量，初步假定 Q 1' Q 1'M 1.15m 3 / s ；

—— 与 Q 1' 相应的原型效率，假设为

89.15%。