溪水口水电站设计计算书1

目录第一章枢纽布置3第二章重力坝挡水坝段设计421剖面设计4211坝顶高程4212坝顶宽度5213廊道的布置5214剖面形态522坝体稳定分析和应力校核6221设计蓄水位时（一台机组满发）62211荷载计算62212挡水重力坝的稳定分析72213应力校核8222设计洪水位时92221荷载计算92222挡水重力坝的稳定分析102223应力校核10223校核洪水位时112231荷载计算112232挡水重力坝的稳定分析12第三章重力坝溢流坝段设计1531溢流坝段空口尺寸拟定1532溢流坝段剖面设计15321堰顶高程16322堰面曲线16323上游曲线17324反弧段半径的确定1733坝体稳定分析和应力校核17331设计蓄水位时（一台机组满发）173311荷载计算173312溢流坝的稳定分析183313应力校核19332设计洪水位时193321荷载计算193322溢流坝的稳定分析213323应力校核21333校核洪水位时223331荷载计算223332溢流坝的稳定分析233333应力校核24第四章专题下游消能设计2641消能方式26411采用底流消能2642消力护坦设计28421护坦长度确定28422护坦厚度确定及抗浮稳定校核2843护坦配筋3044下游保护段30第五章水电站建筑物设计3151特征水头的选择3152水电站水轮机组的选型3453涡壳和尾水管的计算4054发电机的选择与尺寸估算43541水轮机发电机主要尺寸估算43542发电机外形平面尺寸估算44543发电机外形轴向尺寸计算45544发电机重量估算45545水轮机重量估算4655调速器与油压装置的选择46551调速功计算46552接力器的选择46553调速器的选择47554油压装置4856厂房桥吊设备的选择4857主厂房各层高程及长宽尺寸的确定50571水轮机组安装高程50572尾水管地板高程和厂房基础开挖高程50573水轮机层地面高程51574发电机楼板高程和安装场高程51575吊车梁轨顶高程51576屋顶面高程51577厂房总高51578主厂房平面尺寸的设计5159水电站厂房的稳定计算51591正常水位运行工况52592校核洪水运行工况53593机组大修工况54第一章枢纽布置由沙溪口的水文地质资料可知，坝址位置设计洪水位8800M，对应下游水位可由下泄流量在流量与下游水位关系曲线查得8000M,水头为800M。校核洪水位8850M,同理可查得下游水位8100M，水头为750M，汛期限制水位8550M，设计低水位8200M。水头不高，水深较小，水头在20M左右，水深不足40M，初步设计选择采用河床式厂房发电；洪水期下泄流量较大，河床较宽，可以选择溢流坝表孔泄洪；两岸山体不高，地质状况一般，选择重力坝挡水；考虑通航过木过竹需要，设置较高通航能力的船闸。经综合分析，确定了左岸船闸右岸厂房布置方案，和左岸厂房右岸船闸布置方案。左岸船闸右岸厂房布置方案考虑主河槽位于左河床靠近左岸3050M之间，开挖至弱风化岩层需至4800M高程左右，初步设计布置船闸易于通航需求；沿坝轴线自此至右岸500600M之间，开挖至弱风化岩层需至5700M高程左右，初步设计选择布置溢流坝和河床式厂房，考虑溢流坝洪水期泄洪不对电厂发电造成影响，其间用重力挡水坝衔接；考虑河流右岸交通便利，山坡较缓，易于出线进厂布置，将河床式厂房置于右岸，且右岸现有铁路线沿河岸通过坝址。枢纽布置沿坝轴线从左岸至右岸的水工建筑物依次为重力挡水坝、船闸、溢流坝、重力挡水坝、河床式厂房，开关站初步布置于河道右岸装配厂下游。综上，初步设计采用第一种方案，即左岸船闸右岸河床式方案，并采用重力坝挡水，溢流坝泄洪，消力戽消能。工程等别二等，主要建筑物级别二级，次要建筑物级别三级，临时建筑物四级。第二章重力坝挡水坝段设计基本设计参数上游设计洪水位8700M；校核洪水位8850M；正常蓄水位（汛期限制水位）8620M；下游设计洪水位8050M；下游校核洪水位8240M；正常蓄水位（一台机组发电）6440M。坝底高程取未风化岩石边界开挖线5700M。混凝土重度由水工建筑物荷载设计规范取240KN/,水的重度98113M0KN/，由沙溪口水电站基本情况简要说明中表7得岩石抗剪强度指标建议3M值知，云母长英片岩与混凝土边界摩擦系数F05，粘聚力C06KG/C，K30，K10521剖面设计211坝顶高程坝顶高程由静水位相应情况下的风浪涌高和安全超高。即静水位H式中HHLHZHC式中HL累积频率为1的波浪高度，M；HZ波浪中心线高出静水位的高度，M；HC取决于坝的级别和计算情况的安全超高，M；波浪要素要素由官厅水库公式，得31202076VGDVG7531201520VGDLM设计情况计算风速V0取为30M/S；设计洪水位下吹程D为200KM；得HMM467189328190762112LM20037532152HM/HM1467/880640069由荷载设计规范查表得HP5/HM190,HP1/HM232所以HP1232/190HP5232/190HM179MHZHC05MMLHCT21M708921473HH1HZHC1790708052998M坝顶高程设计洪水位H8702998900M校核设计情况计算风速V0取为15M/S；校核洪水位下吹程D为200KM；得HMM6170895128907623112LM92532753122HM/HM0617/885640022由荷载设计规范查表得HP5/HM192,HP1/HM289所以HP1289/192HP5289/192HM093MHZHC04MMLHCT213809073142则HH1HZHC0930383041713M坝顶高程校核洪水位H88517139021M坝顶桥梁采用装配式钢筋混凝土结构，桥下会有过流，为使工作桥与水流保持一定距离。并考虑其他因素，取重力坝坝顶高程取9100M212坝顶宽度坝高91057340M，非溢流坝的坝顶宽度一般可取为坝高的810（即27234），且不小于3M。为了满足设备布置和双线交通的要求，取坝顶宽度为10M。213廊道的布置灌浆廊道上游壁到上游坝面的距离应不小于005010倍水头，且不小于45M，取5M，宽度253M，取250M。高度34M，取375M。坝体纵向排水检查廊道考虑坝高较小，只设基础排水廊道，高取225M，宽取150M。灌浆廊道距离基岩面距离不宜小于15倍底宽，即45M，取5M。214剖面形态因本水利枢纽坝址摩擦系数较小，所以不能按常规坝体设计。按应力条件确定坝底最小底宽上游0125，则MHBC92530120158924342110，其中，30/MKN3/4KNC1河床底高程，H91057340M57按稳定条件确定坝底最小底宽，MFHBC7831012589450310其中，K105，F05,其余同上。取坝底宽度32M。取上游折坡点为77M，下游折坡点为810M高程处。上游坡N02，下游坡M075图21挡水坝段剖面图22坝体稳定分析和应力校核221设计蓄水位时（一台机组满发）2211荷载计算自重W24054202410342405182414304KN/MM960133818075184449184KN/M,逆时针上下游水压力上游水压力PX11/286257298141822KNPY1981922924/27534KN/M下游水压力PX21/26445729812686KN/MPY2981644572075/220145KN/MM41822987753414352686247201451415326541KN/M顺时针扬压力由于扬压力较大，坝体设有防渗帷幕和上下游主副排水系统，由规范DL50771997，坝基面渗透压力扬压力强度系数为025020050012H102529273M2H2057437MU292735/273375/2371437748/2981210866KN/MM91251427587751814441244981897163KN/M顺时针浪压力坝前水深HM292MLM/2142/271M，为深水波PLR0（LL2HLH0）LL/2R0（LM/2）298171179070871/29817171/23343247468704KN/MM3343253247262447240734KN/M逆时针2212挡水重力坝的稳定分析采用分项系数法进行挡水坝段稳定分析作用效应系数S（）PC1041822102686128704400064KN抗滑稳定抗力系数R133ACWFRRRFRCW10141001072591024301113041127691127115KNKNR0356813208961350KN440SKND5971621RSD0满足稳定要2213应力校核水平截面上的边缘正应力515103MMKN131502KNB32MW上游垂直正应力26BY1343205161302/MKN下游面垂直正应力2MY22/768边缘剪应力上游边缘剪应力2/380134MKNNPYYU下游边缘剪应力2/65768MYUY铅直截面上的边缘正应力上游面水平正应力2222/6517034MKNNPPYYUUX下游面水平正压力2222/1848MYUYUX边缘主应力上游面主应力2221/7845301MKNNPNYUY2UP下游面主应力2221/9457638051MKNPMYUY2UP应力满足要求222设计洪水位时2221荷载计算自重W24054202410342405182414304KN/MM960133816075184449184KN/M,逆时针上下游水压力上游水压力PX11/28757298144145KNPY198110304/278481KN/M下游水压力PX21/2805572981270879KN/MPY2981805572075/2203159KN/MM441451078481433270879783203159101253225884KN/M顺时针扬压力由于扬压力较大，坝体设有防渗帷幕和上下游主副排水系统。P1MKNH/32940P2P/016P3K/7520P4MNH4U2943160035/216003115275/2115271411527230548/2919694659815794113341642992KN/MM91969144659883215794111334161243141048KN/M逆时针浪压力坝前水深HM285MLM/2142/271M，为深水波PLR0（LL2HLH0）LL/2R0（LM/2）298171179070871/29817171/23343247468704KN/MM3343236247262277225937KN/M顺时针2222挡水重力坝的稳定分析采用分项系数法进行挡水坝段稳定分析作用效应系数S（）PC104414510270879128704181016KN抗滑稳定抗力系数R133ACWFRRRFRCW1014304107848102031591113856712913571209987KNKNR065281308967120935KN10SKND72465281RSD0满足稳定要求2223应力校核水平截面上的边缘正应力1607627MMKN128219KNB32MW上游垂直正应力26BY8493271609182/MKN下游面垂直正应力26MWY22/49063716918K边缘剪应力上游边缘剪应力2/88MNNPYYU下游边缘剪应力72950436KMY铅直截面上的边缘正应力上游面水平正应力2222/8190849MKNNPPYYUUX下游面水平正压力222/417504936MKNYUYUX边缘主应力上游面主应力2221/685149041MKNNPNYUY02U下游面主应力2221/894730651KYY02UP应力满足要求223校核洪水位时2231荷载计算自重W24054202410345241/218225241/21822514100KN/MM960133816075184449184KN/M,逆时针上下游水压力上游水压力PX11/2885572981486699KNPY19811153154/284367KN/M下游水压力PX21/2824572981316451KN/MPY2981824572075/2237338KN/MM4866991058436714313164518472373389653513019KN/M顺时针扬压力由于扬压力较大，坝体设有防渗帷幕和上下游主副排水系统。P1MKNH/02390P2P/71P3MKNH/5912402P47U3090217075/21707124595/2124591412459249178/211608683015778135244774KN/MM96581399504728323733811495041244263214KN/M逆时针浪压力坝前水深HM315MLM/271/2355M，为深水波PLR0（LL2HLH0）LL/2R0（LM/2）29813550930383/2355981355355/2835560692286KN/MM8468251618224276251KN/M逆时针2232挡水重力坝的稳定分析采用分项系数法进行挡水坝段稳定分析作用效应系数S（）PC1048669910316451122286172991KN抗滑稳定抗力系数R133ACWFRRRFRCW10141001084367123733811147052123239261181237KNKNR4951732018963718250KN0SKND584395172RSD10满足稳定要求233应力校核水平截面上的边缘正应力1606085MMKN1260727KNB32MW上游垂直正应力26BY0843251607102/MKN下游面垂直正应力26MWY22/87935160710K边缘剪应力上游边缘剪应力2/604MNNPYYU下游边缘剪应力92475829KMY铅直截面上的边缘正应力上游面水平正应力222/519084MKNNPPYYUUX下游面水平正压力222/681750829KMYUYUX边缘主应力上游面主应力221/6057840MKNNPNYUY2U下游面主应力2221/546879561MKNPMYUY02UP应力满足要求第三章重力坝溢流坝段设计31溢流坝段空口尺寸拟定设计洪水流量21500M3/S，校核洪水流量27500M3/S。考虑水电站发电用水（4QMAX236144M/S）及过船泄水等影响，取Q03500M3/S,考虑坝址下游处河床岩石的岩性，岩体较为完整，抗冲刷能力尚可，故取单宽流量Q80M2/S。设计工况下，取08Q21500M3/SS则QQQ02050008350018700M3/SS校核工况下，取10Q27500M3/SS则QQQ02750010350024000M3/SS则溢流前缘总净宽LQ/Q24000/80300M3/S取孔数N为16孔，溢流坝孔口形式采用初步设计采用开敞式溢流堰，则每空净宽BL/N300/161875M，取190M。溢流堰闸门采用横轴弧形闸门，考虑将横缝布置在闸孔中间，则闸墩厚度可取稍薄一些，取D3M。则溢流前沿总净宽L0LN1DNBN1D1619153349M。32溢流坝段剖面设计溢流坝基本剖面的确定原则与非溢流坝相同，剖面除应满足强度、稳定和经济条件外，其外形尚需考虑水流运动要求。通常它也是由基本三角形剖面修改而成，内部与非溢流坝段相同。溢流面由顶部溢流段、中部直线段及鼻坎组成，上游面为直线或折线。图31321堰顶高程由，得2/30HGMLQ320GMLQ初拟M049092，则可列表计算如下表31计算情况流量Q侧收缩系数淹没系数流量系数M堰上水头H0堰顶高程设计情况1870009209910499917709校核情况24000092099004911717679取两种情况堰顶高程较小者，取7679M。322堰面曲线我国现行采用的为WES曲线，其曲线方程为Y1NDKHXHD为定型设计水头。因为校核洪水位885M，堰顶高程为7679M，所以，HD95；K、N为上游堰面坡度有关的系数。采用WES5型曲线。K1873，N1776。得1075YX76323下游曲线下游曲线由曲线及直线段组成，直线段斜率取1075。324反弧段半径的确定由规范混凝土坝设计规范SL3192005对于底流消能计算祥见专题，反弧段半径计算X，R0305MHV716491827536481230305，取为16M。X10M5733坝体稳定分析和应力校核由于溢流坝段在一个坝段中既有溢流堰部分，又有闸墩部分，坝段之间分缝在溢流堰中间。故在坝体稳定分析和应力校核中应考虑整个坝段的联合受力，应以一个坝段为整体进行分析。331设计蓄水位时（一台机组满发）3311荷载计算自重W1012024（堰重）175324（墩重）152024（桥重）20981（机械设备中）19392050400720019622517162KNW/201258581KN/MM1939206935040022720020819628/208030376KNM,逆时针上下游水压力上游水压力PX11/2862572981418220KN/MPY10下游水压力PX21/2644057298126860KN/MPY20V981291131294KN/MM4182297326862743129413544254054KN/MM顺时针动水压力由于设计蓄水位时开闸出水时单宽流量较小，故未考虑设计蓄水位时的动水压力。扬压力由于扬压力较大，坝体设有防渗帷幕和上下游主副排水系统。P1MKNH/45286910P2175P3K/3020P4MNH/6247819U2864571615/2716136305/2363018363072606/2895152697865345445236283KN/MM895151726978117754414561046736KN/MM顺时针浪压力坝前水深HM245MLM/2142/271M，为深水波PLR0（LL2HLH0）LL/2R0（LM/2）298171179070871/29817171/23343247468704KN/MM334324624726237723464KN/MM顺时针3312溢流坝的稳定分析采用分项系数法进行挡水坝段稳定分析作用效应系数S（）PC10418221026861287044018048KN/M抗滑稳定抗力系数R133ACWFRRRFRCW1258581KN/MKNR5361015894312091729316481250KN/M840800S/MKNRD9537612SD0满足稳定要求3313应力校核水平截面上的边缘正应力803037644254051046736234642323595MMKN1053592KNB34MW上游垂直正应力26BMY81376412501902/K下游面垂直正应力2Y22/3MN边缘剪应力上游边缘剪应力2/0817KNPYYU下游边缘剪应力NMY铅直截面上的边缘正应力上游面水平正应力222/0MKNPPYYUUX下游面水平正压力Y边缘主应力上游面主应力2221/8371MKNNPNYUY02UP下游面主应力2221/7801MKNMPYUY02UP应力满足要求332设计洪水位时3321荷载计算自重W101420241754324152024209811939205040072001962251716KNW/201258581KN/MM1939206935040022720020819628/208030376KNM,逆时针上下游水压力上游水压力PX11/230298144145KN/ME10MPY10下游水压力PX21/22352981270879KN/ME783MPY20V9811/23711933367595KN/ME62MM2708797833675956244145104573707KNM顺时针动水压力15502350HCGQ347819620332E35MMKNGQVPX/OS120M132703546445KN/MM顺时针E61MKGQVPY/9637SINI120M3799661231776KN/MM顺时针扬压力由于扬压力较大，坝体设有防渗帷幕和上下游主副排水系统。P1MKNH/32940810P2MKNP/0316275153P3K/2720P4MNH/40819U2943160035/216003115275/2115271811527230546/211358368825207486172905562799KN/MM11358316756882511641729051456186141KN/MM顺时针浪压力坝前水深HM24MLM/2142/271M，为深水波PLR0（LL2HLH0）LL/2R0（LM/2）298171179070871/29817171/23343247468704KN/MM334327124726262725551KN/MM顺时针3322溢流坝的稳定分析采用分项系数法进行挡水坝段稳定分析作用效应系数S（）1044145102708791287041113271664188KN/M抗滑稳定抗力系数R133ACCWFRRRFRCW10125858111379961036759511182408123803911010854KN/MMKNR/9845130896541083KN/M1864100S/MKNRD237958421SD0满足稳定要求3323应力校核水平截面上的边缘正应力8030376464452317764573707186141255513629687MMKN1664172KNB34MW上游垂直正应力26BY7658346297142/KN下游面垂直正应力2MY22/11M边缘剪应力上游边缘剪应力2/07658KNNPYYU下游边缘剪应力12MY铅直截面上的边缘正应力上游面水平正应力222/0MKNPPYYUUX下游面水平正压力NY边缘主应力上游面主应力2221/76581MKNNPNYUY0U下游面主应力2221/2871MKNMPYUY0UP应力满足要求333校核洪水位时3331荷载计算自重W1258581KNM8030376KN/M上下游水压力上游水压力PX11/2315298148670KN/ME1050MPY10下游水压力PX21/22542981316451KN/ME847MPY20V9811/256120933429104KN/ME847MM486701053164518474291045674862776KNM顺时针动水压力15502350HCGQ59819703232E35MMKNGQVPX/6OS120E62MY/8509INSI120M563786KN/MM顺时针扬压力由于扬压力较大，坝体设有防渗帷幕和上下游主副排水系统。P1KNH/03951890P2MKNP/591702459123P3MKNH/5912489502P4/7410U3090170695/217069124595/2124591812459249176/2119923738222426218688604885KN/MM119923167473821163186881456145901KN/MM顺时针浪压力坝前水深HM245MLM/271/2355M，为深水波PLR0（LL2HLH0）LL/2R0（LM/2）29813550930383355/29813552/22286KN/MM84682957618227137032KN/MM顺时针3332溢流坝的稳定分析采用分项系数法进行挡水坝段稳定分析作用效应系数S（）104867103164511222861117806153406KN/M抗滑稳定抗力系数R133ACCWFRRRFRCW101258581111009851042910411193743124111421092281KN/MMKNR/16483018961092315KN/M540S/MKND861482RSD10满足稳定要求3333应力校核水平截面上的边缘正应力2387593MMKN1183785KNB34MW上游垂直正应力26BY7341039285641872/MKN下游面垂直正应力2MY22/319856K边缘剪应力上游边缘剪应力2/0741MNNPYYU下游边缘剪应力32KMY铅直截面上的边缘正应力上游面水平正应力222/0NPPYYUUX下游面水平正压力MKNY边缘主应力上游面主应力2221/73401MKNNPNYUY2UP下游面主应力2221/31KMYUY02U应力满足要求第四章专题下游消能设计41消能方式根据沙溪口水利枢纽溢流坝泄洪流量大，落差相对较小，泄洪频繁，下游水位变幅大和河床基岩抗冲能力低的特点，坝后的消能方式选择底流消能方案。411采用底流消能A设计洪水位单宽流量SMLQQ36230187下游堰高A91堰上水头H178T2701行近流速SMQV30276上游有效总水头MGV27819230179200临界水深QHC348613232740CT由表101选取堰的流速系数。由及查附录得950CHT0C3COH则MHCC42700由及，查附录可得723COHT95C102HC则MHCC216347202判别水跃形式下游水深519680T因为，所以下游发生淹没水跃。02CTHB校核洪水位单宽流量SMLQQ38024下游堰高A917671堰上水头H45T52801行近流速SMQV30528上游有效总水头MGV7281952800临界水深QHC67193326780CT由表101选取堰的流速系数。由及查附录得95CHT0C4COH则MHCC8136700由及，查附录可得723COHT95C902HC则MHCC56178902判别水跃形式下游水深42168TH因为，所以下游发生淹没水跃。02CTH42消力护坦设计由于发生淹没水跃，故只需设置水平护坦消力池。421护坦长度确定设计洪水位22116/94HHLSJ6M32校核洪水位2211/94HHLSJ566583故，护坦长度取两者中较大值，取MLSJ39422护坦厚度确定及抗浮稳定校核由规范得抗浮稳定安全系数，要求11，锚固扬压力锚固力水重自重FKFK力和设置排水孔所减小的扬压力作为安全储备计算时可忽略。初取护坦厚度B15M。抗浮稳定校核1设计洪水位水重1WML32L72MH5196802101GHC5197839642KN8护坦重2WKNLBC140539242扬压力U0BHG251948193KN0746抗浮稳定安全系数190746821UWKF满足抗浮稳定要求。2校核洪水位水重1WML39MH42168201GLC39815683KN79护坦重2WKLBC40242扬压力U020BHGC516851389KN240抗浮稳定安全系数12541073921UWKF满足抗浮稳定要求。3正常蓄水位水重1WMH4361GL98KN130护坦重2WKNLBC140539242扬压力UGLH8513KN9206抗浮稳定安全系数139206514831UWKF满足抗浮稳定要求。综上，护坦厚度取，长度取，满足要求。M513943护坦配筋互坦可按构造采用双层双向钢筋网配筋，详见消能设计图纸。44下游保护段由于河床抗冲能力较弱，在护坦段后设置的保护段。保护段构造详见消M60能设计图纸。第五章水电站建筑物设计51特征水头的选择装机容量N27万KW，单机容量（机组台数4台）675万KW。1）设计洪水位8700M，由上下水尺水位流量关系曲线可查得对应设计洪水流量为21500M/S时的下游水位为805M，则此时水头为650M。32）校核洪水位8850M,由上下水尺水位流量关系曲线可查得对应设计洪水流量为27500M/S时的下游水位为8240M，则此时水头为610M。33）正常蓄水位时，四台机组发电。假设四个下泻流量Q，从水位流量关系图上查出相应的下游水位。由（其中取86）可得QN关系曲QHN819线。Q1000M/SN176MW3Q1500M/SN256MWQ2000M/SN333MW3图51设计蓄水位四台机组发电10014018022026030034038005001000150020002500QM3/SNMW图51由图得正常蓄水位，四台机组发电时Q1610M/S,对应H200M,Z下662M34）正常蓄水位时，一台机组发电。假设四个下泻流量Q，从水位流量关系图上查出相应的下游水位。由（其中取86）可得QN关系曲QHN819线。Q200M/SN379MW3Q300M/SN561MWQ400M/SN738MW3图52设计蓄水位四台机组发电3545556575150200250300350400450QM3/SNMW图52由图得正常蓄水位，一台机组发电时，Q365M/S,对应H2180M,Z下36440M5）设计低水位时，四台机组发电。假设四个下泻流量Q，从水位流量关系图上查出相应的下游水位。由（其中取86）可得QN关系曲QHN819线。Q1500M/SN2150MW3Q2000M/SN2788MWQ2500M/SN3380MW3图53设计蓄水位四台机组发电20025030035010001500200025003000QM3/SNMW图53由图得设计低水位，四台机组发电时，Q1930M/S,对应H1650M,Z3下665M6）设计低水位时，一台机组发电。假设四个下泻流量Q，从水位流量关系图上查出相应的下游水位。由（其中取86）可得QN关系曲QHN819线。Q300M/SN479MW3Q400M/SN629MWQ500M/SN778MW3图54设计蓄水位四台机组发电4050607080250300350400450500550QM3/SNMW图54由图得设计低水位，一台机组发电时，Q435M/S,对应H1840M,Z下36460M由以上水头值可得最大水头H2180MMAX最小水头H610MIN加权平均水头为HH60H40AVMAXMIN2180661041552M设计水头H09H1397MRAV52水电站水轮机组的选型在水轮机型普表查得可选水轮机有HL310，ZZ560，两种型号，下面进行选型比较计算。ZZ560水轮机方案的主要参数选择1）转轮直径D1D1H/98QN3/2RR式中NR水轮发电机额定出力（KW）NR675/096703万KWHR设计水头（M），取1397M。设计流量（M/S），它是限制工况下的Q1P值，查表37得1Q200M/S。原型水轮机的效率（），由限制工况下的模型水轮机的效率修正可得，由于转轮直径未知，为知，可先估算效率修正值55，限制工况下的模型水轮机的效率为810，81055865。MMD1891MH/98QN3/2R1R86509731270/98/2根据水轮机转轮直径模型水轮机尺寸系列的规定，由上述计算出的转轮直径，选用比计算值稍大的转轮直径值。D190M2）选择水轮机的转速N5690R/MIN110/DNAV09/5230水轮机的转速一般采用发电机的标准转速，选择与上述计算值相近的发电机标准转速N60R/MIN，磁极对数P50。3）效率及单位参数的修正105MAXMAX/7031HDMM046M,30M,90M,H1397M,代入上式可求得M1DH16MAXMAX叶片在不同转角时的可由模型综合特性曲线查得，从而可求出相应M值的原型水轮机的最高效率MAX当选用效率的制造工艺影响修正值1，即可计算出不同转角时效率修0正值，其结果如下表51水轮机效率的修正叶片转角1050510152023MAXM876885891884873859833790AX922927931926920911895868MAXM46424043475262783632303337425268ZZ560水轮机最优工况的模型效率为890，由于最优工况接近于MAXM0等转角线，故采用30作为修正值，从而原型最高效率为0089030920M0限制工况的810，2000L/S，则2025，由内插得58，MM0M1Q00从而该工况下原型水轮机效率8105886800与假定值865相近。4）单位转速、单位流量的修正N1N10M（1）MAXMA/Q1Q10M（1）式中N10M模型水轮机最优工况下的转速值（R/MIN）。Q10M模型水轮机最优工况下的流量值（M/S）。N1/N10M1129AXMA/86/092Q1/Q10M1129M所以单位转速、单位流量均可不加修正。由此可见，以上选用的D190M，N60R/MIN是正确的。5）水轮机的流量Q1MAX195M/SR21RH89/N8609713981/7032则水轮机最大引用流量为QMAXQ1MAXD121959259036M/SR电站机组台数为4台，所以，电站最大引用流量为4QMAX459036236144M/S6）工作范围检验与特征水头HMIN、HMAX、HMIN、HR对应的单位转速为N1MAXND1/609/21864R/MINMIN16N1MINND1/609/11566R/MINAX82N1RND1/609/14448R/MINR973在ZZ560水轮机模型综合特性曲线上绘出Q1MAX195M/S，N1MAX21864R/MIN，N1MIN11566R/MIN的直线，其所围的区域为水轮机的工作区域，图中阴影部分包括了该特性区域的大部分高效区域。7）吸出高度HSHS10/900H式中水轮机安装高程（M），取644M。气蚀系数，由水轮机的设计工况参数N1R14448R/MIN，Q1M195M/S查ZZ560水轮机模型综合特性曲线可得，取075。气蚀系数修正值，取006HS10/900H10644/90007500613971394MHL310型水轮机方案的主要参数选择1）转轮直径D1D1H/98QN3/2R1R式中NR水轮发电机额定出力（KW）NR675/096703万KWHR设计水头（M），取1397M。设计流量（M/S），它是限制工况下的Q1P值，查表36得14001QL/S14M/S。原型水轮机的效率（），由限制工况下的模型水轮机的效率修正可得，由于转轮直径未知，为知，可先估算效率修正值55，限制工况下的模型水轮机的效率为826，82644870。MMD11062MH/98QN3/2R1R870931470/98/2根据水轮机转轮直径模型水轮机尺寸系列的规定，由上述计算出的转轮直径，选用比计算值稍大的转轮直径值。D1120M2）选择水轮机的转速N查表34得HL310型水轮机在最优工况下单位转速，初步MIN/3810RNM假定，将已知的和H1552M，D112M代入下式得10NM10AV2899R/MIN10/DAV2/5138水轮机的转速一般采用发电机的标准转速，选择与上述计算值相近的发电机标准转速N60R/MIN。3）效率及单位参数的修正查表36得HL310型水轮机在最优工况下模型效率为896，模型转MAXM轮直径为039M根据式314得M1D，则效率修正值8941230689155MAXMAXM94889652，考虑到模型与原型水轮机在制造工艺质量上的差异，常在已求的值中在减去一个修正值。现取10，则可得到效率修正值42，由此可得原型水轮机在最优工况下和限制工况下效率为862468939MAXAXM与假设值相近。4）单位转速、单位流量的修正N1N10M（1）MAXMA/Q1Q10M（1）式中N10M模型水轮机最优工况下的转速值（R/MIN）。Q10M模型水轮机最优工况下的流量值（M/S）。N1/N10M123MAXMA/1689/3Q1/Q10M123XMA/9所以单位转速、单位流量均可不加修正。由此可见，原假定的866，Q1Q10M，N1N10M是正确的，那么上述计算及选用的结果D1120M，N60R/MIN是正确的。5）水轮机的流量Q1MAX1101MR21RH89/N68973289/703/SN的形式。MABNMABFN8,13,0,6,04TA5TA5712,30200取则,符合要求算725183AN绘制曲线IF（M/S）MAXQ12吸出高度HS（M）139/13高效区占有率很多很少图55蜗壳断面计表53蜗壳渐变段内径数据表AIMNBIFIIRI860003130009658180147575252625118757744144313756452251075603311241275537518759625452384311754315853214599107532251125737521083939752150075625120422487510750375512550193775中间断面顶角点，底角点变化规律采用直线变化规律，各中间断面面积FI与其包角关系为，则做出曲线IIIF0RF020406080100120140160180200681012141618RM转角度图56蜗壳断面计算RF曲线可在曲线上查得45，R1011MA336MM252M90，R1202MA527MM395M135，R1352MA677MM508M180，R1475MA8MM6M4）尾水管尺寸主要参数选择尾水管尺寸按模型尺寸放大，则H1915D11724M，L35D1315M，H511D199M，H6055D1495M，D499M，H499，D199M,B522D1198M，L11417D112753M5）尾水管出口上翘出口扩散段底板向上倾斜，出口处较尾水管底面高2M，则倾斜角。实验证明，这种变动对尾水24602759ARCTN管性能影响不大。6）尾水管不对称布置出口段的中心线向蜗壳进口侧偏心布置，108偏心距为23M。54发电机的选择与尺寸估算NRG675万KWNR60R/MINN80120NRG5481万KWN90110NR5466R/MIN查现有发电机型号及主要参数表得，没有现成的机型可以套用。541水轮机发电机主要尺寸估算1、极距CMPSKF84750291/44SF发电机额定客量（KVA），SFNFCOS67500/08579412KVAKJ系数，一般取810此时取9P磁极对数P502、定子内径DI2P/250/314478152229CM3、定子铁芯长度LTCMNCISLEF231460291507462C系数，查表得C410665106取C50106NE额定转速60R/MINDI定子内径（MM）4、定子铁芯外径DA（机座号）NE652R/MIN20000KVAD2D124M202047CM3、转子外径D3D3DI152229CM4、下机架最大跨度D4水轮机机坑直径D5转轮直径9000MM查表得D51200CM，则D4D50061200601260CM5、推力轴承外径D6和励磁机外径D7SF79412KVA查表得D6400CMD7300CM543发电机外形轴向尺寸计算1、定子机座高度H1NE005可知采用全伞式发电机则上机架高度H2010DI01015222915223CM3、推力轴承高度励磁机高度H4和永磁机高度H6，副励磁机H5H4240CMH5100CMH680CM4、下机架高度采用全伞式机架H7020DI0215222930446CM5、定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间的距离H8伞式承载机架H8025DI02515222938057CM6、转子磁轭轴向高度H10无风扇时H10LT60114236017423CM7、下机架支承面主主轴法兰底面距离H97001500MM这里取H9100CM8、发电机主轴高度H11H11（0709）H其中HH1H2H9H7132263CMH110709H070913226392584119037CM，取1000CM9、定子铁芯水平中心线至法兰盘底面距H12H12046H1H04626983174