某水电站厂房计算书

水电站厂房第一节几种水头的计算1HMAXZ蓄Z单机满出力时下游水位HRZ蓄Z全机满出力时下游水位HMINZ底Z全机满出力时下游水位一、HMAX的计算。1假设HMAX84M由公式NRKQH公式中NR为单机出力50000KWK为出力系数85H为净水头H0H097H0H003H0Q为该出力下的流量。故解出Q70028M3/S查下游流量高程表得下游水位为1988M上游水位为284MH003284198826M又因为284842619742重新假设HMAX83M由公式NRKQH解出Q7087M3/S查下游流量高程表得下游水位为1993M上游水位为284MH003284199325M又因为28483251985故HMAX83M二、HMIN的计算。1假设HMIN60M由公式NRKQH公式中NR为全机出力200000KWK为出力系数85H为净水头H0H097H0H003HOQ为该出力下的流量。故解出Q39216M3/S查下游流量高程表得下游水位为20350M上游水位为264MH00326420350180M又因为2646018020220203402重新假设HR78M由公式NRKQH解出Q30166M3/S查下游流量高程表得下游水位为20333M上游水位为284MH00328420333234M又因为284782342036620333故HR78M第二节水轮机的选型7根据该电站的水头范围和该机组的出力范围，在水轮机系列型谱表中查出该电站最好选择HL220机型。一、水轮机的额定出力计算。NRNGR/公式中NGR为水轮机额定出力。为水轮机效率为90。NR为水轮机出力为55430KW。故NGR为5543万KW二、水轮机转轮直径的计算。为水轮机模型效率为89。M1为该出力下模型的流量。SQ/53由此初步假定原型水轮机在该工况下,效率SMQM/153191由公式得RRHDN2189D6982又因为转轮直径应选符合转轮直径系列并比计算值稍大的值故为275M。1D三、水轮机转速N的计算。初步假定（对于坝后式MI/701RMN10MHRAV182950/水电站）由公式MIN6423075187011RDHNAV又因为水轮机的转速要采用发电机的标准转速，为此要选取与上述公式得出的转速相近的发电机的标准转速。常选取稍大的标准转速作为水轮机采用的转速。故为250R/MIN。又因为当N250R/MIN时水轮机的效率比较低，故选取比标准转速稍小的标准转速。故选取N214R/MIN。四、效率与单位参数修正。HL2202750的91MAXMMDM4601求得原型（当水头H150M时3951AXAXM效率修正值考虑原型与模型水轮机在制造工艺、质量936上的差异，在已求得的值中减去一个修正值则由此原型水轮034机在最优工况下的效率为395491MAXAXM与假定值不等，重新假定。38M重新假定,效率SQM/51得RRHDN29MD621又因为转轮直径应选符合转轮直径系列并比计算值稍大的值故为275M。1HL2202750的91MAXMM4601求得原型（当水头H150M时36151AXMAXDM效率修正值考虑原型与模型水轮机在制造工艺、质量936上的差异，在已求得的值中减去一个修正值则由此原型水轮0134机在最优工况下的效率为395491MAXAXM与假定值相等。8单位转速修正值3219351MAXA10MMN由于按规定单位转速可不加修正，同时单位流量Q也可不修正，由上310MN可见，原假定，正确，所以为275M和N2149MQ1MN101DR/MIN是正确的。五、水轮机工作范围的检验。SMSHDNQRR3321MAX1150819378581989则水轮机最大引用流量SMR321MAXAX170与特征水头HMAX，HMIN,HR相应单位转速为IN5964832MAX1IN1RDI27IN1IN1MIN6385241MIN1RHDR效率验证如图六、水轮机吸出高度HS的计算。HS10/900（）H公式中为电站的海拔高程为20379M。（由多年平均流量Q100秒立方米）为水轮机的汽蚀系数为0133。为水轮机的汽蚀系数修正值为002。3127801390721SH第三节发电机的选型一、发电机的外型尺寸。N214R/MIN150R/MIN故采用悬式发电机。1主要尺寸估算极距（查表32得查水电站表542PSKFJ108JK8得P14）CM061530142定子内径CPDI316542（3）定子铁芯长度CMNCSLEITT651024062（4）定子铁芯外径因N214R/MIN1667R/MIN有CDIA35713512平面尺寸估算定子机座外径因N214R/MIN1667R/MIN，有MDA869214风罩内径因KVAST20CD382012转子外径DI53653下机架最大跨度因KVAST1（查表）CM40654MD85推力轴承外径和励磁机外径根据发电机容量查表得取D2601,3276CC5,73轴向尺寸的计算定子机座高度因N214R/MINCMLHT71203651021上机架高度DI82推力轴承高度、励磁机高度和永磁机高度查表得MHHHMH906,120,240,015543取CMCC812,7654下机架高度悬式非承载机架CDI437定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间的距离悬式非承载机架CMDHI380165018下机架支承面至主轴法兰盘之间的距离CHH120,799转子磁轭轴向高度无风扇CMLHT65210651065010发电机主轴高度CMHHHH8498432CM789871定子铁芯水平中心线至主轴法兰底盘之间的距离C235601012二、发电机的重量估算1发电机总重735451082321TNSKGEFF2发电机转子重2TF3发电机飞轮力矩因100R/MINN375R/MIN取25K478061352532MTLDKGTI二、轮机蜗壳外型尺寸的计算由于，因此采用金属蜗壳。MH408MAX查资料得I009018027蜗壳外缘至机组中心的距离1ADRI20827557218627551151582754345124275341蜗壳圆断面半径1BI064275176054275148504275110342750935蜗壳椭圆断面长半径1D064275176054275148504275110342750935蜗壳椭圆断面短半径12C02275055蜗壳进口直径（查表得）103410MD685372410蜗壳断面长MRL7572008蜗壳断面高MRH528413500279金属蜗壳座环尺寸查表得250,1,6KDAB第四节调速系统7一、调速器的选择调速功计算水轮机在该工况的效率MH83AXKWNR543089SQ97619540属于大型调速MNKAR301483232MAX850器。二、接力器选择1接力器直径的计算采用标准导水机构用两个接力器操作选用额定油压为40MPA已知导叶数，采用标准正曲率导叶，查表64MAX10HDBDS240Z取为003，025。32910DB选用与之偏大的MHDBDS37608257MAX1042接力器的最大行程的计算在HL220模型综合特性曲线上由设计工况点IN631RNR查得SMQ3AX108又则040MD240ZMZDAM8729463100MX0X0S360814AXAX3接力器容积的计算两个接力器总容积32MAX2076714SDVSS4主配压阀直径的选择由公式得,4STDSMD8413取与之偏大的D80MM即选用DT80型电气液压式调速器。三、油压装置的选取油压装置不考虑空放阀和进水阀的用油，则油压装置压力油罐的容积按经验公式选择与之接近偏大的HYZ16型分离式油压装置。305168218MVS四、主变的选取采用扩大单元接线，两台机组共用一台主变，参考水电站厂房设计附录16，选用SSPL10000型主变五、起重设备参考机电设计手册发电机转子重量18285T乘以动力系数12182851221942T选用2125双小车桥式起重机。第五节尾水管的选型由于采用HL220型，因此，所以31DHLB5D4H4H6L1H526D145D1272D1135D1135D10675D1182D1122D1715M12375M748M37125M37125M1856M5005M3355M肘管进口直径D3对于混流式水轮机，42134HTGT097H1005577M，H2006971M，H301M，MTTG78221443第六节厂房尺寸的确定3一、机组段平面尺寸的确定。的确定。1主厂房长度的确定。（1）机组间距L1由发电机风罩确定的机组段长度L1L1B2892422151412M所以取L1为142米。（2）机组段长度L2计算边机组段长度的时候需要考虑设备的布置和吊运的要求。由经验公式得L2L1式中L021D（3）装间长度L3根据吊运与机组检修等的布置要求，由经验公式得L3（115）L1所以取L3为19米。所以厂房的总长为3L1L2L331421641978米。2主厂房宽度的确定。（1）厂房水下部分宽度的确定下游侧宽度B1B1主要决定于下游尾水管的尺寸，故B145D112375M。取B1为124M。上游侧宽度B2B1主要决定于蜗壳进口的布置、主阀、机组及其他附属设备的布置，为了方便取与厂房水上部分上游侧的宽度相同为83M。（2）厂房水上部分宽度的确定下游侧宽度B1B1主要决定于发电机层地面的设备的布置及交通要求。B189221512716M。取B1为72M。上游侧宽度B2B2主要决定于发电机层地面的设备的布置及交通要求。B2892215112816M。取B1为83M。二、尾水平台及尾水闸室的布置。尾水管的出口分为两个孔，每孔的尺寸为329M334M，中间隔墩宽为09M。尾水闸门尺寸为349M354M，每台机组各设一套闸门，分别以四台电动活动式尾水闸门起闭机操作。在每台机组的尾水闸墩上分别设置两个尾水闸室，分别放置尾水闸门。根据吊运闸门和行人交通的需要，以及尾水管的长度，设置尾水平台，高程与发电机层地面高程相同为21023M三、主厂房控制高程的确定。1水轮机的安装高程MHS312MBHS9625127503120因为一台机组满发时引用最小流量为7087M3/S,对应的水位即为下游尾水位850尾水轮机安装高程取为200M819520961水2尾水管底板高程13B02H12000687527151923873尾水管进人孔地面高程23R1H2200441819368M4水轮机层地面高程43R2H32001842512203M5发电机定子安装高程D4H4H520321206M6发电机层地面高程5DH620642321023M7安装间地面高程根据下游洪水资料及厂房的施工等需要将安装间高程相对发电机地面高程抬高H为477。所以安装间高程为65H21023477215M8吊车轨顶高程76HMAXH7CH821578802081895225775M所以取7为22578米。9屋顶大梁底部高程87HH9H102257802181222898M所以取8为229米。10厂房屋顶高程以上高程都已经确定所以厂房屋顶高程可取为230米。第七节厂房的整体稳定分析2为了便于计算荷载，厂房的整体稳定分析按一个机组段进行计算，其计算方法与混凝土重力坝的稳定分析相同。通过计算确定厂房整体的抗滑稳定性和地基上的应力是否超过允许值，而且一般不允许出现拉应力。由于厂房的宽度较大，一般不需要进行厂房倾倒稳定性的校核。一、荷载计算。1厂房自重A一期混凝土自重A1尾水管周围混凝土自重W1123758237123387142053355185625737748185625500574890360314371227482453994KN柱子自重W2081234624470016KN尾水平台混凝土自重W13124722059225192387142147487481320592251923874241813355KN所以A1W1W2W3473735KNB二期混凝土自重A2蜗壳周围混凝土自重W4130375132105142314442413210527524314130375245202065KN各层楼板自重W5154041422424198656KN所以A2W4W556219306KN2已安装的机电设备重A3发电机总重W63657KN水轮机总重W7284KN所以A3W6W73941KN3上游水压力A4A402531455981554808175KN4下游水压力A5A5051023452345142390430775KN5上浮力A6A6234570343059567614224074964KN6蜗壳和尾水管中水重A7A72752754314314572275210111845KN7特殊风荷载A8PKKZW008107686144KG/M2A81422299752184561441005496N1005496KN8浪压力荷载A9A97987KN9地震惯性力A10A10KHCZFW0102511107533806295718KN10地震时水的激荡力A11A11065KHCZ0H12L06501025102345214212689KN二、荷载组合。在计算设计中应该对各种不同的工作情况，按照不同的荷载组合校核厂房的抗滑稳定性和地基应力分布。1在水电站正常运转情况时的荷载组合为98765432AAA2在水电站机组检修的情况时的荷载组合为98654213在大坝宣泄洪水时的非常情况时，泄洪时间较短，特殊风荷载可以不考虑，其荷载组合为10987654321AAA四、计算方法与原则。在上面可能发生的几种荷载组合中，要要首先进行分析和论证，找出主要控制情况进行计算。该厂房是建在比较好的地基上的，地基的承载力较好，计算1种情况后发现所要求的地基应力比地基承载力小得多时，亦可以不必对每一种情况都进行计算。五、该电站的地基承载能力及厂房抗滑稳定安全系数。由于厂房建在新鲜完整的坚硬岩石地基上，允许的承载力较大为210MP厂房抗滑稳定安全系数查资料如下（一级建筑物等级）正常运行工况下K14检修工况下K13非常工况下K11六、厂房的抗剪断强度验算PACGFKN29845796420745183906137KAP310549822974MAMC所以039731008502K满足要求。七、厂房抗浮稳定验算UWKFKNA382104518390654772A46所以19207FF满足要求。八、厂房的抗滑稳定验算1正常运转工况下KNAAG29845796420745183906137P3105498所以414312907KPGFK故满足要求。2检修工况下KNA84279519642073693P3087158594所以313442907KPGFK故满足要求。3非常工况下KNAA29845796420745183906137NAAP3945169126895781754