水电站厂房的设计毕业论文.doc

兰州交通大学毕业设计（论文）水电站厂房的设计毕业论文第一章 水电站厂房的位置及形式选定第一节 水电站厂房的选择 根据报告审查会决定采用钢筋混凝土面板堆石坝为坝型，选中坝址建坝。左岸河岸式溢洪道，右岸长隧洞引水，在桐子营大桥以下420米处河道右侧建岸边厂房的枢纽总体布置方案。通过工程所在地区水文、地质、地形、地貌构造，初步拟定在桐子营大桥以下420米处，靠近贡水河的右岸桔园处建设厂房，采用引水式厂房布置形式，通过有压隧洞引水。选此处是因为该地区位于角砾岩、粉砂岩岩基上，地基比较好，地势平坦、开阔，厂房容易布置，从而工程开挖量小，交通便利，可节省材料和费用，便于工程的施工，另外，该地区靠近汞水河，从而比较容易泄水。第二节 厂房布置方岸的选定 方岸一：主厂房位于桔园平坦处，副厂房位于主厂房上游一侧，升压站紧接副厂房，尾水渠布置在主厂房下游，斜对河岸。这个方岸的优点是（1）基础开挖几劈坡工程量小。（2）尾水出口与河道斜交，免受下泄洪水的顶托。（3）升压站紧接副厂房，缩短了引出线的长度。 方岸二：副厂房位于主厂房的两侧，位于进厂公路的一侧，升压站位于主厂房的左侧，尾水渠布置在主厂房的下游。这个方岸的优点是（1）靠近公路，交通便利。（2）升压站远离副厂房，延长了引出线的长度。 对于上述两个方岸的比较，可以得出结论：方岸一，工程量小，主副厂房布置紧凑，厂区布置合理，虽有一些不足之处，但较方案二是利多弊少，故采用方案一。第二章 下部结构的设计与布置第一节 水轮机的计算一、水轮机型号及主要参数选择： 1.水电站最大水头=65.89m，设计水头=50.4m，加权平均水头=50.4m,最小水头=35.7m，装机容量为24MV，初步布置2台机组，则单机容量为12MV。 2. 水轮机型号选择根据该水电站的水头变化范围35.7m65.89m,在水轮机系列型谱表3-4，查出合适的机型有HL230和HL220,现将这两种水轮机作为初选方案，分别求出其有关系数，并进行分析。水轮机HL230型水轮机方案的主要参数选择 （1）转轮直径计算 查表3-6可得HL230型水轮机在限制工况下的单位流量=1110L/S=1.11/s,效率=85.2%，由此可初步假定原型水轮机在该工况下的单位流量=1.11/s,效率=86.0%，设=97%水轮机的额定出力 =12371KW,上述的、和=12371KW、=50.4m代入式 =1.85m 2.1选用与之接近而偏大的标称直径=2.0m（2）转速n的计算 查表3-4可得HL230水轮机在最有工况下单位转速=71.0r/min,初步假定=71.0r/min,将已知的和=50.4m，=2.0m代入式 n=252.0r/min,选用与之接近而偏大的同步转速n=300r/min. 2.23.效率及单位参数修正HL230型水轮机在 最优工况下的模型最高效率为=90.7%，模型转轮直径为=0.404，根据式3-14 可得原型效率：=1-=1-=93.2% 2.3 则效率修正值为=93.2%-90.7%=2.5%. 考虑到模型与原型水轮机在 制造工艺质量上的差异，常在已求得的值中再减去一个修正值。先取=1.7%，则可得效率修正值为=1.7%，由此可得原型水轮机在最优工况和限制工况下的效率为 （与上述假定值相同）单位转速的修正值按下式计算： 2.4 则 =由于，按规定单位转速可不加修正，同时单位流量也可不加修正。由上可见原假定的=86%、是正确的，那么上述计算及选用的结果，是正确的。4.工作范围的检验 在选定，后，水轮机的及各特征水头相对应的即可计算出来。水轮机在下工作时，其即为，故=1.0241.11/s 2.5则水轮机的最大引用流量为与特征水头和相对应的单位转速为 2.6r/min在HL230型水轮机模型综合特性曲线图上分别绘出，的直线，这三根直线所围成的水轮机工作范围（图中阴影部分）基本上包含了该特性曲线的高效率区，所以对于HL230型水轮机方案，所选定的参数，是合理的。5.吸出高度计算 由水轮机的设计工况参数=84.52r/min,在图上可查得相应的气蚀系数约为，并在图2-26上查得气蚀系数的修正值约为，由此可求出水轮机的吸出高度为： 2.7可见HL230型水轮机方案的吸出高度满足电站要求。二、水轮机HL220型水轮机方案的主要参数选择 1. 转轮直径的计算查水力机械可得HL220型水轮机在限制工况下的单位流量=1150L/S=1.15/s,效率=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/s,效率=90.0%，设=97%水轮机的额定出力 =12371KW上述的、和=12371KW、=50.4m代入式 =选用与之接近而偏大的标称直径=2.0m2. 转速n的计算 水力机械查表3-4可得HL220水轮机在最有工况下单位转速=70.0r/min,初步假定=70.0r/min,将已知的和=50.4m，=2.0m代入式n=248.5r/min,选用与之接近而偏大的同步转速n=250r/min.3. 效率及单位参数修正 可得HL230型水轮机在 最优工况下的模型最高效率为=91.0%，模型转轮直径为=0.46，根据式3-14 可得原型效率=1-=1-=93.3%则效率修正值为=93.3%-91.0%=2.3%. 考虑到模型与原型水轮机在 制造工艺质量上的差异，常在已求得的值中再减去一个修正值。先取=1.3%，则可得效率修正值为=1.0%，由此可得原型水轮机在最优工况和限制工况下的效率为 （与上述假定值相同）单位转速的修正值按下式计算：则 =由于，按规定单位转速可不加修正，同时单位流量也可不加修正。由上可见原假定的=90.0%、是正确的，那么上述计算及选用的结果，是正确的。4. 工作范围的检验 在选定，后，水轮机的及各特征水头相对应的即可计算出来。水轮机在下工作时，其即为，故=0.968mm,取 3.30因，取 3.31判断大小偏心，因为mmmm,所以按大偏心受压构件计算mm. 3.32对于级钢筋查水工钢筋混凝土结构学得。3.33所以按最小配筋率计算，查附录四表3知=.选用。 3.34 3.353.36选用在负向弯矩作用下，立柱外侧受拉，所以必须通过配筋计算来保证柱得外侧受拉强度。已知M=-535.38KN.M,N=439.73KN, =2945(即正向弯矩时配置得)按上述同样方法计算得知，按大偏心受压构件计算：选用2.截面-，因截-面得两组内力设计值均小于截面-两组对应内力设计值，配筋时只需将截面-配置得钢筋直通至截面-即可，不用作配筋计算。3.截面-，已知M=-111.77KN.M, N=262.50KN, b=h=500MM，取a=40MM，其余资料同截面-。上柱计算长度，所以需要考虑纵向弯曲得影响。求值;=426mmmm,取因，取判断大小偏心，因为mmmm,所以按大偏心受压构件计算mm.对于级钢筋查水工钢筋混凝土结构学得。所以按最小配筋率计算，查附录四表3知=.选用。 选用在正向弯矩M=5.03KN.M及相应轴力N=236.25KN作用下，经计算承载力满足要求。4.箍筋配置剪跨比，上柱，取下柱，取。因为-截面最大剪力V=-39.40KN,N=262.50KN -截面最大剪力V=7.82KN，N=773.26KN-截面最大剪力V=-58.08KN，N=439.73KN 所以按构造配箍筋：根据规范柱中非加密区选用双肢箍，加密区配置双肢箍。所以，经验算满足箍筋最小配筋率得要求。为了防止中间纵向钢筋得曲凸，还需添置附加箍筋。图3-9 柱配筋图总 结这次我所做的设计题目是水电站厂房设计。设计开始的第一周，从图书馆和老师那里得到了很多所需的参考资料，图纸和规范。从第二周开始，进行了厂房的位置选择和型式拟定，根据老师给出的地质、水文、气象及地震等级资料并综合考虑当地、经济条件和施工难度等因素,结合工程有关条件,选择在桐子营大桥以下420米桔园平坦处建厂房，采用引水式厂房布置形式。从第三周开始，我就开始厂房下部结构的计算。根据原始资料给定的水位和装机容量来进行厂房内部计算，其中厂房的水轮机通过两种方案的比较，最终选定水轮机的型号，紧接着又进行厂房尺寸的拟定，后来又进行厂房的平面布置。从第七周开始我开始对厂房上部结构进行设计，其中有吊车梁，牛腿和排架结构的设计和配筋，经过裂缝开展宽度和挠度检算各项指标都符合规范要求。在这个阶段的设计过程中难度最大的是排架的结构计算，由于以前对荷载组合方面在以前的学习中只是有所涉及但未深入学习，所以在这个方面花费的时间比较多，最后经过杨老师的耐心指导，多次返工后，才完成了此项计算。经过验算，各项指标都符合规范要求。从而圆满的完成了该水电站厂房设计。致谢 首先对XXX老师表示真挚的谢意。在杨老师的细心指导和帮助下，使我的毕业设计顺利完成，通过毕业设计使我对所学课程进行了综合运用，基本掌握了水电站厂房的设计思路，在设计过程中，自己获益非浅。因为本次设计工作量比较大,有些知识以前未曾涉及,所以在设计的过程中遇到的困难也较多,在设计指导过程中季老师循循善诱和一丝不苟的态度也深深地影响了我。在做毕业设计期间，天天都有老师的身影，处处都是老师的叮咛。当大家在设计过程出现疑问和困惑时老师们都会详细解答。再次对杨老师的辛勤指导表示感谢，请老师接受我诚挚的谢意。在设计的最后一段时间里,杨老师给我们提供了优越的设计环境,再次感谢老师给我们提供了有些研究生还得不到的待遇；老师给我们悉心指导，随时答疑，这是别人没有得到的学习条件。我们同组的伙伴也随时交换思想，研究出最合理的解决方案，使设计更加合理。老师不仅对于我们提出的问题随时解答,同时教我们做人的道理。在设计的日子里。我们和老师朝夕相处,这使我深深的感受到老师积极向上的人生态度,严谨的治学要求, 渊博的理论知识,丰富的实践经验无一不是我今后的努力方向和追求的目标。再次要感谢我的同组伙伴们。在做设计的日子里,我们相互帮助，相互讨论，我们是一个团队,所以为了顺利完成设计任务,我们共同努力，共同进步。在做设计的同时，我的团队合作能力也得到了很大的提高.再次衷心的感谢XXX老师孜孜不倦的教导和同组伙伴们对我的鼓励和帮助，也感谢在设计的过程中所有关心和帮助过自己的老师和同学。主要参考文献1刘启钊.水电站.北京：中国水利水电出版社，1998年5月2水电站机电设计手册编写组. 水电站机电设计手册（水力机械）.北京：水利电力出版社，1983年11月3于英乐，申建红，牛腾飞.工程结构.北京：化学工业出版社，2006年6月4河海大学，大连理工大学，西安理工大学，清华大学.水工钢筋混凝土结构学.北京：中国水利水电出版社，1996年10月5李廉锟.结构力学.北京：高等教育出版社，2005年1月6张光斗，王光纶. 专门水工建筑物.上海：上海科学技术出版社，1999年12月7马善定，汪如泽.水电站建筑物.北京：中国水利水电出版社，1996年10月8西北勘查设计研究院.水工混凝土结构设计规范（SLT 191