水电站厂房及枢纽布置设计说明书
水电站厂房的设计说明
绪论水电站厂房是水电站主要建筑物之一，是将水能转换为电能的综合工程设施。
厂房中安装水轮机、发电机和各种辅助设备。
通过能量转换，水轮发电机发出的电能，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、机、电的综合体，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；为运行人员创造良好的工作条件；以美观的建筑造型协调与美化自然环境。
水电站厂区包括：（1）主厂房。
布置着水电站的主要动力设备（水轮发电机组）和各种辅助设备的主机室（主机间），及组装、检修设备的装配场（安装间），是水电站厂房的主要组成部分。
（2）副厂房。
布置着控制设备、电气设备和辅助设备，是水电站的运行、控制、监视、通讯、试验、管理和运行人员工作的房间。
（3）主变压器场。
装设主变压器的地方。
电能经过主变压器升高到规定的电压后引到开关站。
（4）开关站（户外高压配电装置）。
装设高压开关、高压母线和保护措施等高压电气设备的场所，高压输电线由此将电能输往用户，要求占地面积较大。
由于水电站的开发方式、枢纽布置、水头、流量、装机容量、水轮发电机组形式等因素，及水文、地质、地形等条件的不同，加上政治、经济、生态及国防等因素的影响，厂房的布置方式也各不相同，所以厂房的类型有各种不同的划分，例如按机组工作特点可分为立式机组厂房、卧式机组厂房。
根据厂房在水电站枢纽中的位置及其结构特征，水电站厂房可分为以下三种基本类型：1. 坝后式厂房。
厂房位于拦河坝下游坝趾处，厂房与坝直接相连，发电用水直接穿过坝体引人厂房。
2. 河床式厂房。
厂房位于河床中，本身也起挡水作用，如西津水电站厂房。
若厂房机组段还布置有泄水道，则成为泄水式厂房（或称混合式厂房），。
3. 引水式厂房。
厂房与坝不直接相接，发电用水由引水建筑物引人厂房。
当厂房设在河岸处时称为引水式地面厂房。
水电站厂房是专门的水工建筑物,它具有一般水工建筑物的共性,故其设计有以下的特点:（1）厂房安装水轮机发电机组和辅助设备,以及控制操作和进行量测的设备,主要任务是发电,所以厂房设计必须保证机电设备的安全运行和提供良好的维护条件。
水电站厂房设计
第十一章水电站地面厂房布置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水能转为电能的生产场所，也是运行人员进行生产和活动的场所。
其任务是通过一系列工程措施，将水流平顺地引入水轮机，使水能转换成为可供用户使用的电能，并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。
水电站厂房是水工建筑物、机械及电气设备的综合体，在厂房的设计、施工、安装和运行中需要各专业人员通力协作。
二、水电站厂房的组成水电站厂房的组成可从不同角度划分。
(一)从设备布置和运行要求的空间划分(1) 主厂房。
水能转化为机械能是由水轮机实现的，机械转化为电能是由发电机来完成的，二者之间由传递功率装置连接，组成水轮发电机组。
水轮发电机组和各种辅助设备安装在主厂房内，是水电站厂房的主要组成部分。
(2) 副厂房。
安置各种运行控制和检修管理设备的房间及运行管理人员工作和生活用房。
(3) 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。
(4) 开关站(户外配电装置)。
为了按需要分配功率及保证正常工作和检修，发电机和变压器之间以及变压器与输电线路之间有不同电压的配电装置。
发电机侧的配电装置，通常设在厂房内，而其高压侧的配电装置一般布置在户外，称高压开关站。
装设高压开关、高压母线和保护设施，高压输电线由此将电能输送给电力用户。
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、厉磁设备系统、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，如图11-1所示。
毛家塘水电站工程枢纽布置设计
坝址岩 层倾 向上 游 一中偏 左岸 ，分 布岩层 主要 为寒武 系 中上 统 娄 山关 群 第 二 段 （∈２．，ｌｓ２）地 层 ， 岩性 主要 为薄厚 层 白云 岩 ，约 占坝 线 长度 的 ９６％ ， 结构面 中等发 育 ，岩体 ，岩石强度较 高 ，属 中硬 岩 。坝基 岩 体 无 软 硬 岩 相 间分 布 ，岩 性 及 构 造 单 一 ， 坝基 岩体 变体 为层 状结构 。
规划设 计
毛 家 塘 水 电 站 工 程 枢 纽 布 置 设 计
李 莉 ，郭春 雪 ，魏 洪雪２
（１．重庆中泰工程咨询有 限公 司 ，重庆市 ４０００２０；２．重庆大雅地产有 限公 司 ，重庆市 ４０１１２０）
摘 要 ：结合 发 电引水建筑物型式 ，通过考 虑地 形地 质务件、对外 交通 、施 工条件、水 能指标、淹没 及移 民和 维持社 会稳 定等要 素 ，介绍 了毛 家塘水 电站枢 纽布 置设 计及 比选过程 。经综合论证 分析 ，最终 选择 了下坝 址混凝土重 力坝 ＋坝体 取 水 ＋坝后 厂 房 方 案 。 图 ２幅 。
毛 家塘 水 电站 于 ２０１５年 正 式 开 工 建 设 ，计 划 于 ２０１６年底 蓄水 发 电 。
背斜 核 部 ，其 上 为 奥 陶 系 （Ｏ）、志 留 系 （Ｓ）灰 岩 、页岩及二迭系、三迭系灰岩、页岩假整合于志 留系地 层之 上 ，主要 分布 于大 白向斜 翼部 ；其 中缺 失 泥盆 系一 石 炭 系 （Ｃ）地 层 。第 四系 （Ｑ）主 要 为 残坡 积 、 冲洪 积粘 土 、壤土 、砂 土 、砾 石及 崩塌 堆 积 物 。
紧水滩水电站枢纽布置及钢管应力设计说明书
摘要紧水滩电站在瓯江上游干流梯级开发的第一级水电站，工程以发电为主，兼顾航运、漂木及防洪等综合利用要求。
瓯江流域处浙东南沿海山区，属于年调节水库。
本次设计的水库死水位为264m，正常蓄水位为284m。
根据历史洪水资料设计洪水（P=0.1%），水库的设计洪水位290.0m。
校核洪水位（P=0.01%）为292.0m。
水电站装机容量为20万kW，三台机组单机 5.0万kW。
水轮机型号为HL220-LJ-330；发电机型号为定做；为坝后厂房顶溢流式厂房，开关站布置在左岸。
主厂房总宽定为19m，总长73.5m。
水轮机安装高程为203.53m。
起重机选用电动双钩桥式起重机，最大起重量选2×125吨，跨度选用16m。
装配场长度取15.5m，进场公路布置在左岸。
副厂房是为保证水电站正常运行需要，设置在主厂房上游侧。
主要布置各种机电辅助设备、房间、生产间和必要生活设施房间。
电站建成后主要担任华东电网调峰并供电丽水、温州将使丽、温两地区通过220千伏输电线路联系，形成浙南电力系统。
此外，电站的建设，将带动当地工农业发展，为当地居民创造就业条件，改善当地社会经济，促进当地以及周围地区的发展。
AbstractThe Jinshuitan hydropower station is the first step hydropower station in upper reaches of the Ou Jiang River. The main purpose of the project is to generate electricity, but also considered the flowing woods and the floods protection. Ou Jiang River basin located in the southeast area in Zhe Jiang Province, and the hydropower station is a year adjust reservoirThe design dead water level is 264m, and the normal water level is 285m. According to the historical flood date (P=0.1%), the designed flood level is 291.0m, the proofread level is 292.0m (P=0.01%).The total electric capacity is 200,000kW, and three generates whose capacity is 50,000kW are installed. The type of the turbine is HL-220-LJ-330, and we have the type of the generator made in order. The power house is situated under the over-flow dam. The width of the main power house is 19m, and the length is73.5m. All kinds of auxiliary equipment and other kinds of rooms are assembled in deputy house.When the hydropower station is constructed, it will regulate the electric network of the southeast of China, and it also supple electricity to Li Shui and Wen Zhou. At last, a net of electricity will be formed. Additionally, the construction of the hydropower station will spur on the development of the industry and agricultures in the area. It will also spur on the job improvement of the economic condition.目 录第一章 自然地理及工程地质 (5)1.1 流域概况 (5)1.2 水文与气候 (5)1.3 地形与地质 (6)1.3.1 水库区工程地质 (6)1.3.2 坝址地质 (7)1.4 天然建筑材料 (7)1.4.1 土料 (7)1.4.2 砂石料 (7)第二章 经济、水利与动能 (7)2.1 工程效益 (7)2.2 特征水位及机组型号 (8)第三章 机组选型 (8)3.1 特征水位 (8)3.1.1 Hmax 可能出现情况 (8)3.1.2 Hmin 可能出现情况 (10)3.1.3 av H 的计算 (10)3.2 水轮机的选择 (11)3.2.1 HL220工作参数确定 (11)3.2.2 HL200工作参数确定 (13)第四章 发电机选型及主要尺寸 (15)4.2 外形尺寸 （单位：cm ） (16)4.2.1 平面尺寸 (16)4.2.2 轴向尺寸 (16)第五章 金属蜗壳尺寸 (17)第六章 尾水管尺寸 (17)第七章 调速器及油压装置选择与尺寸 (18)7.1 调速功计算：水轮机的调速功 (18)7.2 接力器选择 (18)7.2.1 接力器直径ds (18)7.2.2 最大行程 (18)7.2.3 接力器容积计算 (19)7.3 油压装置选择 (19)第八章 大坝基本剖面拟定及稳定与应力校核 (19)8.1 坝高的确定 (19)8.1.1 坝顶上游防浪墙顶应超出静水位的高度△h (20)8.1.1 坝顶高程 (21)8.2 挡水建筑物-混凝土重力坝 (21)8.2.1 基本剖面 (21)8.2.2 实用剖面 (22)8.2.3 稳定计算 (23)8.3 泄水建筑物-混凝土溢流坝 (31)8.3.1 单宽流量q (31)8.3.2 溢流前缘总净宽L (31)8.3.3 孔数n (32)8.3.4 每孔净宽b (32)8.3.5 堰顶高程 (32)8.3.6 实用剖面设计 (34)8.3.7 冲坑挑距 (36)8.3.8 稳定计算 (37)第九章起重设备选择与尺寸 (40)第十章厂房轮廓尺寸估算 (42)10.1 主厂房长度确定 (42)10.1.1 机组段长度 (42)10.1.2 装配场长度 (42)10.2 主厂房宽度确定 (42)10.3 主厂房顶高程确定 (43)10.3.1 水轮机安装高程 (43)10.3.2 尾水管底板高程 (43)10.3.3 厂房基础开挖高程 (43) (43)10.3.4 水轮机层地面高程410.3.5 定子安装高程 (44)10.3.6 发电机层地面高程（定子埋入式） (44)10.3.7 装配场地面高程 (44)10.3.8 吊车轨道高程 (44)10.3.9 主厂房顶高程 (44)专题压力钢管应力计算 (44)结语 (51)参考文献 (52)第一章自然地理及工程地质1.1 流域概况紧水滩水电站在瓯江支流龙泉溪上，坝址以上流域面积2761平方公里。
那岸水电站枢纽工程初步设计
二. 水文计算
1． 那岸水电站水库水位——库容关系曲线
水位 库容 水位 库容 m 万 m³ m 万 m³ 190 200 225 2580 195 300 230 3370 200 500 235 4370 205 765 240 5600 210 1080 245 7060 215 1470 250 8540 220 1870
流域概况：
临江河是珠江流域西江水系桂江的一条支流，位于广西昭平县，全流域面积为 145.3 平方公里，
发源于平乐县鸡公冲山顶，由北向南流于临江屯汇入桂江，临江主河道长 28.87 公理，平均纵坡 1.52%，总落差 1058 米。流域内有 2 条主要支流，一条为黄石冲长约 8.5 公里另一条为古哲冲长约 16 公里。 流域海拔高程在 1121~72 米.之间。 域内属高山峻领区， 植被条件良好， 森林覆盖率达 98%。 水量充沛，水力资源丰富，是开发水电站的理想流域。
２mm（１９６６年６月） ，最大日降雨量１３１.１mm（１９６６年６月１１日） 。 ３．蒸发量 水库蒸发损失，多年平均蒸发量如下表： 月份 蒸发量 月份 蒸发量 ４．湿度 历年平均相对湿度７９.２７％，具体见下表： 月份 多年平均 月份 多年平均 ５．风力 历年最大风力 多年最大风速 吹程 6．水库泥沙淤积 坝址多年平均输沙量 29.11 万吨，主要为洪水期携带入库，其中 60%为悬浮物，可随洪水下泄， 40%为推移质，是水库淤积的主要原因。 淤沙浮容重 水下淤沙内摩擦角 按 50 年淤沙年限考虑水库淤沙高程 0.95T/m³ Φ=18º ▽194.5m ４Ｋm ８级 相对风速 ２０m／s １８m／s １ ７４.１ ８ ８２.４ ２ ７７.９ ９ ８１.１ ３ ８０.４ １０ ７９.０ ４ ７９.４ １１ ８０.０ ５ ７５.６ １２ ７８.５ ６ ８１.０ ７ ８１.１ １ ６６.３ ８ １３５.７ ２ ６６.２ ３ ８２.６ ４ １０７.３ ５ １５３.５ ６ １２６.８ ７ １３９.５
大化水电站扩建工程枢纽总体布置设计
月全部竣工投 产。１９ ９８年广西桂冠 电力股 份有限 公司对 一期 工程 ４台水轮 机开始进 行扩容 改造 ， ２０ 年 ５ ４ ０２ 月 台机组全部改造完成 ， 装机容量扩至
４６ＭＷ 。扩 建 工程 装 机 容 量 １０ＭＷ ， ２ ０ ５ １ 于 ０７年 ７月动 工建 设 ，０９年 ６月底 实 现投 产 发 电 ， ２０ 至此 ，
水校 核 。
２ ２ 工 程地 形地质 ．
大化水电站控制流域面积 １２ ０ ｍ ， １ ０ｋ ２占红水 ２
河全 流域面 积的 ８ ． ％， 年平均 流量 ２００ｍ３ｓ ５９ 多 ０ ／。
２２ １ 地形 ．．
水库正常蓄水位 １５Ｉ， ５ Ｉ死水位 １３１， 节库容 Ｔ ５ Ｉ Ｔ调 ０ ３亿 ｍ ， ．９ ３水库具有 日 调节性能。水库校核洪水位 １０８ Ｉ ７ ．１Ｉ， Ｔ 总库容 ９ ４ 亿 ｍ 。按近期龙滩正常蓄 ．９ ３ 水位 ３５ｒ， ７ 大化水 电站保证 出力 ２ ６ ４ ｎ ２ ．５ＭＷ， 设
总装 机容量 达到 ５ ６ＭＷ。 ６
河床式厂房、 土石坝按 ２ 级建筑物设计； 口 进水 前 段、 上游翼墙和下游挡墙 ， 考虑其对挡水建筑物的重要 性， ２ 按 级建筑物设计； 刺墙坝按 ３ 级建筑物设计。 河床式厂房、 进水 口 前段、 刺墙坝、 上游翼墙和下 游挡墙按 １ 年一遇洪水设计， ０ 年一遇洪水校核； ０ ０ １０ ０ 土石坝按 １０ ０ 年一遇洪水设计 ，００年一遇洪 ２０
红水河 大桥 ， 外交 通 十分方 便 。 对 大化水 电站 一 期 装 机 容 量 ４ ０ＭＷ ， 置 ４台 ０ 装 轴 流转 桨机组 ， １７ 于 ９５年 １ ０月动工 兴建 ，９５年 ６ １８
2013年E江水利枢纽工程设计说明书、计算书
2013年E江水利枢纽工程设计说明书、计算书D目录1 工程概况 (2)1.1 工程概况 (5)1.2 设计任务简述 (6)1.3 工程特性表 (6)2 设计基本资料 (10)2.1流域概况 (10)2.2气候特性 (10)2.3 水文特性 (11)2.4 工程地质 (12)2.5 建筑材料 (16)2.6 经济资料 (22)3 工程等别及建筑物级别 (24)3.1 工程等级 (24)3.2 建筑物级别 (24)3.3 永久性水工建筑物洪水标准 (24)4 调洪演算 (25)4.1 设计洪水与校核洪水 (25)4.2 调洪演算与方案选择 (25)5 坝型选择及枢纽布置 (28)5.1 坝址及坝型选择 (28)9 施工导流 (52)9.1 施工导流方式 (52)9.2施工控制性进度 (52)总结 (53)致谢 (53)参考文献 (53)附录 (53)计算书 (54)1 工程概况1.1 工程概况E江位于我国西南地区，流向自东向西北，全长约122km，流域集雨面积2558km2，最大年降水量为1213mm，最小年降水量617mm，多年平均降水量为905mm。
正常蓄水位2821.4m, 死水位2796.0m ，正常蓄水位时，水库面积为15.6 km2。
根据E江河流规划，拟建一水电站，坝址以上集雨面积780 km2，设计装机24MW，多年平均发电量为1.05亿度，三台机满载时的流量44.1m3/s，尾水位2752.2m。
增加保灌面积10万亩，可减轻洪水对下游两岸的威胁，安全泄量应控制在Q<900 m3/s以内。
本工程同时兼有发电、灌溉、防洪、渔业等综合利用。
1.1.1 发电水电站装机容量为24MW，多年平均发电量为1.05亿度。
电站装机3台8MW 机组。
正常蓄水位2821.4m，死水位2796.0m，三台机满载时的流量44.1m3/s，尾水位2752.2m。
厂房型式为引水式厂房，厂房面积尺寸为32m×13 m，发电机层高程：2760m，尾水管度高程：2748m，厂房顶高程：2772m。
拔贡水电站改扩建工程枢纽布置设计
收稿 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ９ — ２ ７
部（ Ｐ ｌ ｑ ２ ） 、 石炭系中统黄龙组（ Ｃ ２ ｈ ） 碳酸盐岩 。
３ 枢纽布置
本 工 程为 改扩 建项 目 ， 从 现场 地形 来看 ， 旧坝上
作者简介： 周
鑫（ １ ９ ７ ４ 一 ） ， 男， 广西全州人 ， 高级 工程 师 ， 硕士， 主要从 事水工结构工程设计研 究， Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｚ ｈ ｏ ｕ ｘ ｉ ｎ ＿ ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ 。
ｌ ３
游左岸为滩地 ， 非常平缓 ， 不适合布置枢纽 ， 下游两 侧公路以上边坡为陡崖 ， 可以布置枢纽 ， 但河谷 向下 游 呈 张 开状 ， 张开角度 约 ６ ０ 。 ～７ ０ 。 ， 因此 新 坝 线 的
河槽 宽 约 ５ ０ ． ０ ０ ～ １ ０ ０ ． Ｏ ０ Ｉ ｎ ， 水最深约 ２ ． ４ ０ ｉ ｎ ， 高 程 为 ２ １ ２ ． ２ ７ ｍ， 河 床左 侧 有河 漫 滩 ， 宽约 ３ ． ０ ０ ～ １ ５ ． ０ ０ ｍ， 高
程约 ２ １ ２ ． ２ ７ ２ １ ９ ． ０ ｎ ｌ ， 覆盖层厚约 ０ ． ０ ０ ～ ６ ． ０ ０ Ｉ ｎ 。 坝
均 发 电量 ３ １ ０ ７ ． １ ３万 ｋ Ｗ・ ｈ ，比设 计 减 少 １ ６ ． ５ ％， 经
２ ０ １ ０ 年１ ２ 月ｌ ８日开工 ， ２ ０ １ ３年 ３ 月 １ ８日 １ 号机 组并 网发 电 。
２ 工程地形 地质条件
龙江属柳江支流 ， 发源贵州省荔波 、 三都两县 ， 由东西两支流汇合而成。东支称漳江 ，西支叫齐江 （ 又名方村河 ） ，于黔桂交界的王蒙附近汇合后流入
朗达河水电站厂房布置设计
在 对 朗达 河 水 电站 厂 房 进 行 布 置 设 计 时 ，要 充 分 考 虑 到厂 房 与 厂 区其 他 建 筑 物 的 协 调 ，具 体
布 置原 则 ｒ 如 下 ： 】
Ｉ。根 据 《 ｎ 中国地 震 动参 数 区划 图 》 （ Ｂ ８ ０ — Ｇ １３６
２０ ） ０ １ ，工程 区 ５ ０年 超 越 概率 １ ％的地 震 动 峰值 Ｏ
［ 稿 日期 ］２ １－ ０－０ 收 ０ ０ １－ ２
【 作者简介】 姚志华 （９ ６－。女 ，硕士研 究生 ，现从 事农田水利、书剃水电工程设计和研究工作。 １８ － ） 一Βιβλιοθήκη １ ９—吉林水 利
朗达河水 电站厂房 布置 设计
姚 志 华等 ２ １ 年 ０ ０１ ３月
山高且 陡 ，岩性 属 二迭 系 下统 冰 峰组 （ａ）的石 Ｐｂ 英 绢 云 片岩 、绢 云 片岩 夹 大理 岩 、石英 岩 和 石 墨
１ 厂 区工 程地 形 地 质 条 件
厂 区表层 基岩 裸露 。基 岩 岩 性 为二 迭 系 下 统 冰 峰组 （ １） 石 英 绢 云片 岩 、绢 云 片 岩 夹 大 理 Ｐｂ
当调 整 厂 房位 置 ，减少 厂 房 基 础 和 边坡 开 挖 ，使
工期 最 短 、投 资最 省 。
２２ 厂 区 总 布 置 ．
变 电场和尾 水建筑 物 等组成 。
线布 置 。使 管线 既有 利 于水 流 又管 线最 短 。
（ ）尽 可能 选 择在 地 形 、地 质 和 水 文 条 件好 ２ 的地 方 。避免 在 施 工期 或 运 行 期 发 生 自然 地质 灾 害 。确保 厂房 的安全 。 （ ）针 对 厂 房后 边 坡 高 且 陡 的 自然 条 件 ，适 ３
水电站厂区枢纽布置设计
水电站厂区枢纽布置设计
水电站厂区的枢纽布置设计需要考虑以下几个方面：
水电站的主要设备和建筑物的布置，包括水轮发电机组、调节闸门、变电站、水泵房、办公楼等。
厂区内的交通道路和人行道的布置，以便方便设备维修、运输和人员出入。
厂区内的绿化和景观设计，以提高厂区环境的美观性和舒适度。
安全设施的布置，包括消防设施、安全警示标志、应急救援设备等，以保障厂区内的安全。
厂区内的排水、供水和电力供应设施的设计，以保障厂区内的正常运行。
在进行水电站厂区的枢纽布置设计时，需要充分考虑以上因素，并根据实际情况进行合理的规划和设计。
水电站课程设计计算说明书(原创)
《水电站》课程设计任务书题目：水电站地面式厂房布置设计发题日期：年月日完成日期：年月日专业名称：班号：学生姓名：主要指导教师：其他指导教师：武汉大学水利水电学院水电站教研室1工程概况及设计资料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洞；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。
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，出线方向为下游，永久公路通至左岸。
1.2基本资料1.2.1水库及水电站特征参数1、水库水位水库校核洪水位140.00 m水库设计洪水位137.00 m水库正常高水位125.00 m水库发电死水位108.00 m设计洪水尾水位77.00 m校核洪水尾水位78.50 m2、厂址水位流量关系曲线3、水电站特征水头最大水头56.00 m最小水头38.00 m平均水头50.84 m计算水头48.30 m4、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2~4米。
5、供电方式本电站初期为三台机组，远景为四台机组，投入系统运行，根据系统要求本电站能作调相运行，水电站主结线采用扩大单元结线方式，采用110千伏、35千伏及发电机电压10.5千伏三种电压等级送电；高压侧采用桥形结线方式。
电气主结线见图二。
6、对外交通下游左岸有永久公路通过。
1.2.2水电站主要动力设备及辅助设备1、水轮机：型号HL220-LJ-225额定出力15.6 MW额定转速214.3 r/min单机额定（最大）流量36.2m3/s2、水轮发电机：型号SF15-28/550机械柜尺寸：长×宽×高=750×950×1375（mm）电气柜尺寸：长×宽×高=550×804×2360（mm）（2）油压装置型号：YZ-l.04、厂房附属设备（l）水轮机前的蝴蝶阀（2）桥式吊车详见附表1，选定吊车型号，选用有关尺寸．5、电气设备（l）三相三线圈主变二台型号：SFSL1-50000/110/35/10尺寸：长×宽×高=6820×4520×8200（mm）轨距：1435（mm）检修起吊高度：8200（mm）主变压器身重：39.5（吨）（2）厂用变压器二台型号：SJL1－630/10/0.4厂用变压器参考数据：（3）机旁盘每台机六块：控制盘1块，保护盘1块，表计盘1块，动力盘1块，励磁盘2块。
水利水电工程枢纽布置设计基本方法
水利水电工程枢纽布置设计基本方法枢纽布置主要包括拦河大坝坝址、水电站厂房、溢流泄洪闸、船闸、非溢流坝等的相对位置、结构型式等。
一、枢纽布置影响因素枢纽工程是一项涉及面较广，影响因素很多的复杂的系统工程，枢纽工程布置涉及工程区域河流规划、地形地质条件、水文条件、开发规模、工程等级、经济指标、防洪抗震、交通航运、淹没移民、环境影响等方面，对于流量较大流速较高及重要的导流、泄水、航道等建筑物，一般的大中型水利枢纽还应该通过水工模型的试验论证，优化枢纽各个建筑物的布置和工程水力特性，为枢纽工程的优化布置提供依据。
枢纽布置要考虑的因素很多：地形地质条件、水流条件、交通条件、运行条件、工程量和投资、施工导流和通航、施工工期等。
枢纽布置中，首先应选择适宜修建拦河大坝的坝址，其次要考虑泄水和引水发电建筑物位置。
一般情况下，坝址应选择在河床覆盖层不太深、两岸山体雄厚且地形完整、坝址区滑坡及坍塌等物理地质现象不发育的河段。
不同的地形地质条件，结合修筑大坝的料源条件等，可以选择与之相适应的土石坝、混凝土坝以及混凝土与土石混合坝坝型，形成土石坝枢纽、混凝土坝枢纽和混合坝枢纽的布置。
不同坝型的枢纽，其泄水、引水发电建筑物布置可以根据具体条件有不同的布置方式。
地形地质条件较好的“V”形河谷，可以布置混凝土拱坝枢纽，坝身布置泄洪设施，岸边布置地下发电厂房；坝址区地形宽阔，地质条件较好，可以布置混凝土重力坝泄水设施，河床式发电厂房；河床覆盖层深，当地土石材料丰富，可以布置土石坝枢纽，岸边布置泄水建筑物和引水发电厂房；河流上游落差较陡的山区河流上，常在上游取水点修建混凝土拦河泄洪坝，利用引水明渠，隧洞集中水头至下游发电厂房。
布置型式不一而足。
同时，还采取环境保护以及改善移民生产生活的种种措施，比如选址时少占用耕地等，通过设置生态泄水闸或生态放水孔等泄放生态流量消除脱水河段。
必要时设置分层取水取水口下泄不同温度的水以利于下游河道鱼类生长等。
水利水电枢纽布置
水利水电枢纽布置与设计第一部分拦河坝水利枢纽布置拦河水利枢纽布置的主要工作内容有坝址、坝型选择和枢纽工程布置等。
一、坝址及坝型选择在初步设计阶段，要进一步进行枢纽布置，通过技术经济比较，选定最合理的坝轴线，确定坝型及其他建筑物的形式和主要尺寸，并进行具体的枢纽工程布置。
（一）坝址选择选择坝址时，应综合考虑下述条件。
1．地质条件选择坝址，首先要清楚有关区域的地质情况。
坚硬完整、无构造缺陷的岩基是最理想的坝基：但如此理想的地质条件很少见，天然地基总会存在这样或那样的地质缺陷，要看能否通过合宜的地基处理措施使其达到筑坝的要求。
在该方面必须注意的是：不能疏漏重大地质问题，对重大地质问题要有正确的定性判断，以便决定坝址的取舍或定出防护处理的措施，或在坝利选择和枢纽布置上设法适应坝址的地质条件。
2．地形条件坝址地形条件必须满足开发任务对枢纽组成建筑物的布置要求。
通常，河谷两岸有适宜的高度和必需的挡水前缘宽度时，则对枢纽布置有利。
3．建筑材料在选择坝址、坝型时，当地材料的种类、数量及分布往往起决定性影响。
对土石坝，坝址附近应有数量足够、质量能符合要求的土石料场；如为混凝土坝，则要求坝址附近有良好级配的砂石骨料。
4．施工条件从施工角度来看，坝址下游应有较开阔的滩地，以便布置施工场地、场内交通和进行导流。
应对外交通方便，附近有廉价的电力供应，以满足照明及动力的需要。
从长远利益来看，施工的安排应考虑今后运用、管理的方便。
5．综合效益坝址选择要综合考虑防洪、灌溉、发电、通航，过木、城市和工业用水、渔业以及旅游等各部门的经济效益，还应考虑上游淹没损失以及蓄水枢纽对上、下游生态环境的各方面的影响。
（二）坝型选择常见的坝型有土石坝、重力坝及拱坝等。
坝型选择仍取决于地质、地形、建材及施工、运用等条件。
1．土石坝在筑坝地区，若交通不便或缺乏三材，而当地又有充足实用的土石料，地质方面无大的缺陷，又有合宜的布置河岸式溢洪道的有利地形时，则可就地取材，优先选用土石坝。
乌溪江水电站枢纽布置及岔管设计说明书
目 录目 录 (1)摘 要 (4)ABSTRACT (5)第一章 设计基本资料 (6)1.1 流域概况和地理位置 (6)1.1.1 水文条件 (6)1.2.2气象条件 (7)1.2.3 工程地质 (8)1.2.4 当地建筑材料 (9)1.3 设计资料 (10)1.3.1 水能规划 (10)1.3.2 挡水建筑物及泄水建筑物 (10)1.3.3 引水建筑物 (11)1.3.4 水电站建筑物 (11)1.3.5 专题 (11)1.3 设计任务 (11)1.4.1 枢纽布置、挡水及泄水建筑物 (11)1.4.2 水电站引水建筑物 (11)1.4.3 水电站厂房 (11)1.4.4 其他 (12)第二章 水轮机 (13)2.1水头H MAX 、H MIN 、H R 选择 (13)2.1.1 max H 的确定 (13)2.1.2 min H 的确定 (13)2.1.3 av H 的确定 (13)2.2水轮机选型 (13)2.3 调速设备及油压设备选择 (17)2.3.5水轮机阀门及其附件 (19)2.4 水轮机蜗壳及尾水管 (19)第三章 发电机 (22)3.1 发电机的尺寸估算 (22)3.1.1主要尺寸估算 (22)3.1.2外形尺寸估算 (22)3.1.3轴向尺寸计算 (23)3.2发电机重量估算 (24)第四章混凝土重力坝 (26)4.1剖面设计 (26)4.1.1 基本剖面 (26)4.1.2 实用剖面 (27)4.2稳定与应力校核 (29)4.3混凝土坝的材料与构造 (37)4.3.1材料 (37)4.3.2构造 (37)4.3.2.1坝顶结构 (37)4.4地基处理 (38)4.4.1开挖与清理 (38)4.4.2坝基帷幕灌浆 (38)4.4.3坝基排水设施 (38)第五章混凝土溢流坝 (39)5.1确定堰顶高程 (39)5.1.1 溢流坝下泄流量的确定 (39)5.1.2 由抗冲能力拟定单宽流量 (39)5.1.3 堰顶高程的确定 (39)5.1.4 闸门布置 (41)5.2溢流坝的剖面布置 (41)5.2.1 溢流面曲线 (41)5.3溢流坝稳定验算 (44)5.4鼻坎的型式和尺寸 (47)5.5挑射距离和冲刷坑深度的估算 (47)第六章引水建筑物 (49)6.1引水隧洞整体布置 (49)6.1.1 洞线布置（水平位置） (49)6.1.2垂直方向 (49)6.2细部构造 (49)6.2.1 隧洞洞径 (49)6.2.2 闸门断面尺寸 (49)6.2.3 拦污栅断面 (50)6.3调压室 (51)6.3.1 调压室功用 (51)6.3.2 设置调压室的条件 (51)6.4压力管道设计 (51)6.4.1 管道内径估算 (51)6.4.2 岔管处管道直径的确定 (51)6.4.3 计算托马断面 (52)6.5 调压室设计比较： (55)6.5.1 阻抗式调压室 (55)6.5.3 调压室方案比较成果 (62)第七章 主厂房尺寸及布置 (64)7.1 主厂房长度确定 (64)7.1.1 机组段长度 (64)7.1.2 端机组段长度 (64)7.1.3 装配场长度 (64)7.2 主厂房宽度确定 (64)7.3 主厂房顶高程确定 (65)7.3.1 水轮机安装高程： (65)7.3.2 尾水管底板高程 ∇ (65)7.3.3 基岩开挖高程： (65)7.3.4 水轮机层地面高程1∇ (65)7.3.5 发电机层地面高程3Z ∇（定子埋入式） (65)7.3.7 桥吊安装的高程 .................................................................................................................... 66 4Z ∇=装配场高程+最大吊运部件尺寸+吊运部件与固定物之间的安全距离 (66)7.4 起重设备 (66)7.5 厂区布置 (67)第八章 专题：压力钢管结构计算 (68)8.1明钢管断面设计 (68)8.1．1管径的确定 (68)8.1.2确定管壁厚度δ (68)8.2 管身应力分析和结构设计 (69)8.2.1 跨中断面1-1 (69)8.2.2支承环附近断面2─2 (70)8.2.3 支承环断面3─3 (72)8.3外压稳定校核 (81)8.3.1无加劲环时，明钢管的管壁的临界外压 (81)8.3.2对加劲环自身稳定的临界外压计算 (82)8.4地下埋管钢衬结构的计算 (82)参考文献 (85)后 记 (87)摘要乌溪江水电站座落于浙江省乌溪江，湖南镇，属于梯级开发电站，根据地形要求，其开发方式为有压引水式。
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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（一）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356千米长的引水渠道，获得静水头57.0米。
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。
（二）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10.0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。
（三）有关机电设备：1.水轮机;台数：四台；重量：7000Kg；型号：HL702(220)—WJ—50；参考价格：22000元/台；额定转速：n＝1000n/min＝57.0m；设计水头：HP设计流量：Q＝1.8m3/s；P额定出力：N＝845KW；查《小型水电站》中册，水轮机部分，天津大学主编，P812-813表2-3和P840图2-24得气蚀系数σ＝0.133（限制工况），气蚀系数修正值Δσ＝0.022＝57.0米时）。
（当HP2.调速器（自动调速器）：型号：XT-300；台数：四台；接力器全行程：150mm；接力器全行程时间：1.5～5s；外形尺寸：长×宽×高（mm）1635×1000×1785；重量：1081Kg；参考价格：20000元；安装位置由电站布置决定。
3.发电机：台数：四台；型号：SFW118/44-6；额定功率：800KW；额定电压：6300V；发电机总重：6500Kg；cosφ＝0.8；额定转速：n=1000n/min；飞逸转速：n＝1800n/min；p外形尺寸：长×宽×高（mm）3190×1530×1500；参考价格：65000元/台；4.蝶阀：（如图所示） φ0.8m 手电动操作； 重量：阀体340Kg ； 活门:277Kg ；启闭方式：电动操作；主要尺寸：a=1730mm ；b=880mm ；c=350mm ；d=850mm ；e=470mm 。
abc立式蝴蝶阀外形示意图5.桥式起重机：参考天津大学水利系主编《小型水电站》中册，水轮机部分，P1092～1093。
型号：SDQ 手动单梁起重机； 台数：一台； 起重量：10000千克； 跨度：建议采用10.5米。
（四）电气主结线及电气设备布置：电站采用单母线分段接线，1号和2号发电机组的出线经高压开关接至6.3KV 母线为一组。
另一组由3号和4号发电机组组成。
每一组各自通过主变接入35KV 高压母线，二段母线之间用高压开关连接，厂用电由发电机母线经变压器送至380V 母线。
根据电站主结线，水电站内应布置下列配电设备：高压开关柜共13只，其中：1＃、2＃、3＃、4＃发电机开关柜共4只，6.3KV 母线联络柜2只；主变开关柜4只；近区用电柜1只；厂用高压柜1只；备用1只。
开关柜尺寸：长×宽×高＝1.2×1.2×3.2米。
低压控制盘7面；直流盘1面；同期盘一面；低压继保盘7面；励磁盘4面；机旁盘4面。
表盘尺寸：宽90cm，厚60cm，高210～240cm。
主变两台：型号：SJ6-3200/35/6.3KV y/Δ-11。
每台总重量：8770Kg，外形尺寸：长×宽×高2790×2825×2815mm。
厂变一台：型号：SJ－30/6.3/0.4KV y/y-12。
总重量：312Kg；外形尺寸：长×宽×高：975×408×930mm。
变电站面积（主变压器场和高压开关站）：25×20m。
电站主结线图（五）要求厂房布置设计的内容为：根据给定的原始资料及机电设备，决定厂房的型式及其在枢纽中的位置，进行厂区和厂房内部的布置，决定厂房的轮廓尺寸。
完成厂区布置及主、副厂房布置得设计;绘制厂房典型平面图及剖面图；编写设计计算说明书。
（六）内容1．水轮机的型号选择：2．计算水轮机的吸出高度和安装高程；水轮机层的地面高程。
3．尾水管的出口高程；尾水室的底板高程；基础开挖高程；吊车轨顶高程等。
4. 确定主厂房水下部分结构尺寸。
5．考虑厂房对外交通、厂址地形、下游水位变化等条件，确定安装间（13.65米）和主机房地面高程（10.15米）。
6.进行水轮机、发电机、调速器、蝴蝶阀的布置，确定主厂房的宽度、机组中心距和主厂房的长度。
7.根据电站主结线图及配电设备，布置在电站内部主要电气设备的位置和确定副厂房尺寸。
8.进行水电站厂房的枢纽布置，拟定主厂房、副厂房、安装间、开关站、主变压器场的位置。
9.根据自然条件、建材条件及厂房结构要求，进行初步厂房设计。
10.要求完成1：100厂房平面布置图及1：50厂房横剖面图和下游立面图和大门立面图各一张，设计说明书一份。
3.水电站厂房设计 3.1水轮机的型号选择 A.水轮机转轮型号的选择在水轮机型号选择中，起主要作用的是水头，每一种型号的水轮机都有一定的水头适用范围。
本水电站的静水头为57m ，最小水头为m 50H min =、最大水头为m 65H max =，加权水头为57av H m =。
查混流式水轮机模型转轮主要参数表，选转轮型号为HL220的混流式水轮机。
表3-1 水轮机模型转轮主要参数B.转轮直径1D 确定ηr r rH H Q N D '1181.9=式3-11'1D Hn n = 式3-2 115max max )1(1D D M M ηη--= 式3-3由表3-1可得，HL220型水轮机在限制工况下，'311150/ 1.15/M Q L s m s ==，89%M η=效率，由此可初步假定原型水轮机在该工况下s /m 15.1Q Q 3'M 1'1==，效率为%1.90=M η, 对于引水式水电站， m H H av r 57==。
由式3-1，得m H H Q N D r r r 44.0891.0575715.181.984581.9'11=⨯⨯⨯⨯==η，选取与之接近而偏大的标称直径10.5D m =。
C.转速n 计算由表3-1可得HL220型水轮机在最优工况下的单位转速'1070/min M n r =，初步假定'M 10'10n n =。
将已知的'10n 和57av H m =，m 5.0D 1=代入3-2，可得：11701057/min 0.5n n r D ===，选取与之接近而偏小的同步转速n ＝1000r/min 。
D.效率及单位参数修正情况由表3-1可得HL220型水轮机在最优工况下的模型最高效率max 91%M η=，模型转轮直径为10.46m M D =，由公式3-3，得：max max 111(191.15%M ηη=--=＝－（－）， 则效率修正值为%1.1%08.1%07.90%15.91≈=-=∆η，考虑到模型与原型水轮机大小相近，在制造工艺质量上差异较小，不考虑η∆修正值ξ。
即可得效率修正值为%1.1≈∆η，由此可得原型水轮机在最优工况和限制工况下的效率为%17.91%1.1%07.90max =+=∆+=ηηηM maz（与上述假定值相同）%1.90%1.1%89=+=∆+=ηηηM单位转速的修正值按下式计算：''110Mn n∆=由于'1'10Mn n ∆＜3.0%，按规定单位转速可不加修正，同时单位流量'1Q 也可不加修正。
由上可见，原假定的%1.90=η，''11M Q Q =，''1010M n n =是正确的，那么上述计算及选用的结果m in /r 1000n ,m 5.0D 1==也是正确的。
E.工作范围的检验在选定m in /r 1000n ,m 5.0D 1==后，水轮机的'm ax 1Q 及各特征水头对应的'1n 既可计算出来。
水轮机在r H 、r N 下工作时，其'1Q 即为'm ax 1Q ，故'331max 0.9/ 1.15/Q m s m s ===< 则水轮机的最大引用流量为'23max 1max 10.90.5 1.7/Q Q D m s ==⨯=与特征水头max H 、r min H H 和相应的单位转速为'1min '1max '162.02/min 70.7/min 66.22/min r n r n r n r ========= 在HL220型水轮机的模型综合特性曲线图上分别画出'31max0.9/Q m s =，'1max 70.7/min n r =，'1min 62.02/min n r =的直线，可以从图上看出三条直线所围成的水轮机工作范围基本上包括了该特性曲线的高效率区。
所以对于HL220型水轮机的方案，所选定的参数m in /r 1000n ,m 5.0D 1==是合理的。
F.飞逸转速f n 的计算G.装置方式对机组转轮直径小于1m 、吸出高度S H 为正值的水轮机，常采用卧轴装置，以降低厂房高度。
而且卧式机组的安装、检修及维护比较方便。
本水电站机组的转轮直径为0.5m ，小于1.0m ，且吸出高度S H 为正值，所以采用卧轴装置。