水电站课程设计..

1、NAN CHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 水电站厂房 课程设计: 专业班级: 姓 名: 学 号: 指导教师: 水电站厂房设计 12级水利水电工程卓越班 饶宇 2012102196 蔡高堂张小兵徐寅 南昌工程学院水利与生态工程学院印制 20152016学年第一学期 南昌工程学院 课程设计（论文）任务书 I、课程设计（论文）题目：某水电站厂房课程设计 II、課程设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求: 一、设计原始资料 （一）工程概况 图1为某水电站的厂房布置图，它是一座以发电为主兼有防洪、灌溉、过木、供水等综 合效益的县办骨干电站。釆用钢筋混凝土堆石坝，最人坝

2、高74m,坝址以上控制流域面枳 564k m2,占全流域面枳的75.3%,多年平均流量为17.6m3/s水库总库容为2.783x10、!？, 属多年调节。 LIULLLI LJ 开月 图1 it 厂房为坝后式安装3台8000KW机组，总装机容量2.4x104KW 保证出力55OOKW, 多年平均发电量7260 xl04KW h,年利用小时3O25h,在系统中（地方电网）担任调峰、 调相任务，并可对下游梯级进行调节，经济效益显著。 在枢纽布置匕，为避免厂房、溢洪道、後道的相互干扰，将斥坡式溢洪道布置在坝左 岸的 供形山脊上，用钢筋混凝土挡土墙与堆仃坝衔接，出丨1消能采用挑流形式。过木V 筏道布宣

3、在坝左斥的山坡上。隧洞布置在坝右岸的山体中，具令导流、发电引水和放空等 多种功能，即施工期用隧洞导流，并在导流洞口上的山岩中另开一洞II,与隧洞相连成为 “龙抬头”形式，采用塔式进水II作为发电引水和放空隧洞的首部，水库詰水时将导流洞 II対赌。隧洞直径为5.2m。隧洞出口设有放空水库用的闸门。在放空闸门上游另凿发电引 水岔洞，洞径4.6m,然后以三根2m的钢支管与机组相连。 本工程规模属大（2）型，枢纽为二等工程，电站厂房按3级建筑物设计。 （二）水电站厂房主要设备 1、水轮机和发电机 电站域人水头Hraax = 64.3m，加权平均水头H书=59.63m,最小水头H论=38.02m。 按水

4、头范国及装机容屋，套用3台现右机组。水轮机型号为HL220-LJ-140,单机额定 出力为8333KW,该机组适用日讣=65m , H血=38m Hp = 58m ,额定流量16.5m/s, 利电站水头范鬧比较匹配。发电机型号为SF8000-16/3300,单机额定出力8000KW （悬 式），采用密封式通风，可控硅励磁。水轮机导叶为0.35m。水轮机带轴长3.74m,发屯 机转子带轴长4.785m., 一台机组在设计水头、额定出力卜运行的尾水位为100.1 nio 2、调速器：选用YDT 3500型电气液压式 3、主阀：采用卧式液压型摇摆式接力器双平板偏心蝴蝶阀 4、桥式起垂机：木电站的最重

5、部件为发电机转子带轴重37.51.结合厂房布置要求。 选用起重机跨度=12m,主副钩最人起升高度分别为20m和22m,主钩最高位置至轨 顶距离为0.911m,小车高度2.723m。厂房屋顶结构厚度为2.456 m。 二、设计技术要求 厂房课程设计重点是主厂房内部主要设备和结构的布置，以及轮廓尺寸的决定。设计 图应符合工程图纸的要求，说明书应能说明设计内容，文字通顺、整洁。 III、谦穩设计（论文）工作内容及完成时间： 一. 工作内容 水电站厂房课程设计要求学生根据所给任务书，利用所给的资料，完成下列工作： 1、用简略的方法选择厂房的主要和辅助设备. 2、进行厂区和厂房内部布置，决定厂房的轮廓尺

6、寸. 3、绘制设计图纸（至少要有一平一立两张图纸）和编写设计计算书和说明书。 二、完成时间 本课程设计2周，具体安排大致如下（供参考）： 1、设计布豐，了解设计任务书及熟悉原始资料1天 2、进行厂房布置设计，并布置草图6天 3、绘厂房布置图（可用计算机绘制）及整理编写计算书和说明书3天 IV主要撰考资料： 水电站厂房设计规范SL 266-2014替代SL266-2001中华人民共和国水利部 编 中国水 利水电出版社2014 DLT5186-2004水力发电厂机电设计规范 水力机械（第2版）金钟元编中国水利水电出版社1992 水电站机电设计手册：水力机械 水利电力出版社1983 水电站建筑物（第

7、二版）马善定，汪如泽编水利水电出版社1996 水工设计于册（第2版第8卷水电站建筑物）王仁坤主编中国水利水电出版社2013 专门水工建筑物-张光斗，王光纶著-上海科学技术出版社1999 水电站厂房设计 顾鹏飞水利电力出版社1987 水电站建筑物设计参考资料张治滨等编 中国水利水电出版社1997 指导教师：张小兵蔡高堂徐寅 教研室主任：蔡高堂 水电站设计说明书 -、工程概况 图1为某水电站的厂房布置图，它是一座以发电为主兼有防洪、灌溉、过木、 供水等综合效益的县办骨干电站。采用钢筋混凝土堆石坝，最大坝高74m,坝址 以上控制流域而积564k 占全流域面积的75.3%,多年平均流量为17.6m3/

8、s水 库总库容为2.783x 10sm3,年调节。 II II L11LLLLI 区I水嚴砺 J彳主 和 图1 厂房为坝后式，安装3台8000KW机组，总装机容S2.4x104KW,保证出力 5500KW,多年平均发电量7260 x10KWh,年利用小时3025h,在系统中（地方 电网）担任调峰、调相任务，并可对下游梯级进行调节，经济效益显著。 在枢纽布置上，为避免厂房、溢洪道、筏道的相互干扰，将岸坡式溢洪道 布置在坝左岸的一鼻形山脊上，用钢筋混凝土挡土墙与堆石坝衔接，出口消能 采用挑流形式。过木干筏道布置在坝左岸的山坡上。隧洞布置在坝右岸的山体 中，具有导流、发电引水和放空等多种功能，即施工

9、期用隧洞导流，并在导流 洞口上的山岩中另开一洞口，与隧洞相连成为“龙抬头”形式，采用塔式进水 口作为发电引水和放空隧洞的首部，水库蓄水时将导流洞口封贴。隧洞直径为 5.2m。隧洞出口设有放空水库用的闸门。在放空闸门上游另凿发电引水岔洞， 洞径4. 6m,然后以三根2m的钢支管与机组相连。 本工程观模属大（2）型，枢纽为二等工程，电站厂房按3级建筑物设计。 二、水电站厂房主要设备 2.1、水轮机和发电机 电站最大水头Hmax = 64.3m ,加权平均水头Hcp = 59.63m ,最小水头 Hmm = 38.02rna按水头范围及装机容量，套用3台现有机组。水轮机型号为 HL220-LJ-14

10、0 ,单机额定出力为8333KW ,该机组适用H max = 65 m , Hmm = 38rnHp =58m,额定流量16.5n?/s,和电站水头范用比较匹配。发电机 型号为SF8000-16/3300,单机额定出力8000KW （悬式），采用密封式通风， 可控硅励磁。水轮机导叶b为0. 35mo水轮机带轴长3. 71m,发电机转子带轴长 4. 785m. o 一台机组在设计水头、额定岀力下运行的尾水位为100.1 m。 2.2、调速器：选用VDT-35OO型电气液压式 2.3、主阀：采用卧式液压型摇摆式接力器双平板偏心蝴蝶阀 2.4、桥式起重机：本电站的最重部件为发电机转子带轴重37. 5

11、t,结合厂 房布置要求。选用起重机跨度-=12ni,主副钩最大起升高度分别为20m和22m, 主钩最髙位置至轨顶距离为0.911m,小车高度2. 723mo厂房屋顶结构厚度为 2. 456 mo 三、辅助设备系统 3.1、油系统：透平油系统，根据设备用油暈选用6iif净汕桶1只、6n?污油桶 一只、净油设备压力滤油机2台、真空滤油机1台，供油设备齿轮油泵1台。绝 缘油系统选用8m，净油桶2只、8n?污油桶2只。油净化设备与透平油共用， 变压器的充汕和排油均在安装现场进行。两类油的事故排油均由管道排往集水 井，事故后再将集水井的油抽出来。 由于电站距县城较近，交通方便，故油化验设备按简化分析设置

12、。 3.2、供水系统：技术供水，本电站水头范围为38. 02m64. 32m,且水质， 水温均满足要求，所以采用|流供水方式。取水口设在每台机蝴蝶阀前的压力钢 管上，并与全厂技术供水总管连通，互为备用。每台机组供水管上均装有电磁液 圧阀。以保证白动投入或切除；消防用水，全厂设一消防用水总管与技术供水 总管连通。油库、油处理器和变圧器上装有消防喷雾头。一般情况下，采用自流 供水能满足全厂消防对水压的要求。但当电站在最小水头运行时，则水压不足， 故需另加两台卧式水泵（一台备用）从下游抽水运至消防总管，同时作为技术供 水的备用水泵。 3.3、排水系统：分机组检修排水、厂房漏水排水和厂区排水三部分。

13、1）检修排水，采用廊道间接排水方式，既检修机组是，蜗秃和尾水管中的 积水通过盘形阀的控制，先流经廊道排往集水井，然后再由水泵抽排至尾水渠。 集水井上共设两检修排水用深井泵，两台水泵同时工作，待积水抽空后，再由一 台抽排阀门的漏水。 2）渗漏排水，与检修排水共用一集水井，设一台深井泵。检修排水泵可作 为渗漏排水泵的备用水泵。渗漏排水泵的启动和切除由液位信号器根据集水井的 水位变化控制，集水井的有效容积为401,可利用的廊道容积为58.7m3。厂房 沉陷、温度缝的渗漏水。坝体渗漏水、机组顶盖与主轴密封渗漏水、压力钢管伸 缩节漏水等，经厂内排水沟、管引至集水井，然后再由渗漏排水泵抽排至尾水渠。 3）

14、厂区排水，选用4台单级双吸卧式水泵，厂区排水时4台水泵逐台启动, 以减小厂用变压器的压降。厂区排水集水井的有效容积为94.13m3 o 3.4、圧缩空气系统：高圧气系统选用1.5n?贮气罐一只，高压空圧机2台，其中 一台备用：低压气系统选用容积为3n?的制动和调相用贮气罐各一只，低压空气 机两台（互为备用）。为确保制动用气的可靠性，在制动用气贮气罐的进气侧装 有逆止阀，当两台贮气罐斥力不半衡时，只允许调相用贮气罐的气进入制动贮气 罐。风动工具和吹扫用气均从调相供气管引出。 3.5、直流系统：由一组铅酸蓄电池（GGF-3OO型130个）两套充电装置组成， 供全厂正常和事故情况下控制、保护、信号和

15、鬥动装置的直流电源。萧电池按浮 充电方式运行。 3.6、通风、采光：本电站为地面式厂房、主厂房采用口然通风方式，中控室、 载波室设窗式空调器，蓄电池室、酸室装设轴流风机，通过管道将新产出的酸气 排至厂外。位于水轮机层副厂房中的母线道，也用轴流风机通风散热。 主机房采用自然采光和人工照明相结合的方式，人工照明的正常电源是常用 电系统，当厂用电系统事故时，则利用蓄电池室的直流电源供电。 3.7、尾水闸门：本电站三台机组共用一组4X2m平板滑动钢闸门，由一台5t电 动葫芦启闭。 !1! 厂区布置主要是合理确定主、副厂房，主变和开关站的位置。 主厂房位于坝后河床靠右岸位置，安装场布置在冋一岸与右岸进厂

16、公路连 接。考虑充分利用长坝之间的空间并有利于主机房的通风.采光等因素，将副厂 房分为两部分，一部分在主厂房的上游侧，称为上游副厂房；另一部分在主厂房 左端，称端部副厂房。变电站布置在端部副厂启乍溢洪道2间的块平地上，因 溢洪道与变电站成一交角，故变电站为一不规则矩形，面积约200m2 o 主变压器靠近端副厂房布置。为方便主变引出线和进入安装场检修，两台主 变错开布置，且变电站与安装场同高程，并设有运输轨道。近区变考虑到引线及 搬运的方便，布置在端副厂房靠下游侧屋外处，并设置围栏，以保证安全35kv 配电装置如采用屋外型设备，则受场地限制，布置较困难，故采用屋内型设备。 根据进出线方向及总体布

17、置要求，将35kv开关室布置在靠变电站下游处，设两 个口，为便于维护，110kV开关站高压设备均采用中型布置，llOkV母线避雷 器选用体积较小的氧化锌避雷器，并安装在构架上。在户外开关室下游侧布置有 厂区排水泵房。 五、主厂房内部布置 5.1、发电机及安装场。发电机与安装场地面线在同一高程，布置3台 SF8000-16/3300型发电机组。 在机组上游区，布置YDT-3500型电气液床式调速器。每台机组均设6块机房盘 (机组测温盘，I动盘，励磁调节盘，灭磁开关盘，动力盘，发电机组保护盘), 均布置在大坝坝体上游挡水侧的挡墙上。机组中心线上游侧布置蝴蝶阀吊孔(3. 4 X2.2米)，在中心线下

18、游设置吊物孔(2. 5X2. 5m)，用以吊装水轮机层及层下 的其他重金属设备。在发电机层右侧布置楼梯。 在安装场内，设置(2. 4X2. 4m)的吊物孔以及与桥吊操作室相连通的楼梯。在 安装场露面上布置转子轴空、，在轴空下设置转子墩，以便支撑转子。 5.2、水轮机层。在水轮机层上游布置蝴蝶阀液床控制装置、蝴蝶阀控制机 柜以及蝶阀孔。在调速器与水轮机层上布置调速轴及其推拉杆。水轮机下游布置 汕、气、水道管以及机组检修排水用盘型阀和尾水管平圧操作阀门。 竖井机墩进入孔布置在机墩I、游侧。水轮机层右端安装场卜层布置油库、油处理 室、空气圧缩装置室以及通往发电机和蝴蝶阀室层的楼梯。 发电机引线出线布

19、置在水轮机上游侧第二象限我偏-X32. 5o方向发电机风罩上, 中性点引线布置在-X轴方向上的风罩上。在机墩旁水轮机层地而上布置复励磁 变圧器及其保护网。发电机出口电流互感器及中性点电流互感器布置在发电机机 墩风罩上。 5.3、蜗壳，尾水管层。在蝴蝶阀室中布置有蝴蝶阀及其伸缩节、蝴蝶阀接 力器漏油装置等。尾水管进人孔通道也设置在蝴蝶阀室中。 六、水电站厂房尺寸设计 6.1、主厂房高程的确定 6.1.1、水轮机安装高程: V安 V 水轮机吸出高度：H.=10KoH 900 式中: = 100lmK = 12b = 0128,Hp =58m带入数据得 Hs =10 1.2xO.128x58 = O

20、.98(m) 900 =?卜设低+比+ = 100.10+0.98+罟= 101.2555) 6. 1.2 尾水管底板高程匸 和厂房基础开挖高程Vf 厂0.35z 、 住 101.2553.685 = 97.395( m) VF = VT (hj + h2 4-hi) = 96.58(m) 6. 1.3蝴蝶阀室地面高程揚蝶； 蝴！W = 101.255-2- = 9&255(m) 6. 1.4水轮机机层地面高程口： V1 =安装高程101. 255+蜗直进口断面半径0. 902+蜗壳上混泥土厚度lm=103. 157 6. 1.5发电机层地板高程和安装场地面高程： 发电机层的地板高程为108.

21、 535m,是根据套用机组的具体尺寸推算得出的。 发电机层与水轮机层的高差为5. 378m,满足水轮机的布置和运行维护所需的空 间。 电站50年一遇设计洪水位和200年一遇校核洪水位分别为109.80m和 110. 86m,均高于发电机层地板高程，如发电机层布置在下游最高洪水位以上， 则仍需从现有高程提高1. 3m至2. 3m。显然不够经济，最终仍决定采用108. 535m, 但在主机房下游最高洪水位一下设置防洪钢窗，作应急防洪措施，并在厂房下游 侧建有混凝土墙，由于超过发电机层高程的洪水位几率小且历时不长，这种措施 还是可行的。安装场地高程与发电机层地板同高程。 尾水平台高程与安装场地板高程

22、相同。 6. 1.6吊车安装高程Vc Vc=V14-h74-hs+b94-hi04-hil = 117.535 m 式中： h；发电机上机架高度 hs吊运部件与固定的机组或设备间的垂直净距 h9最大吊运部件髙度 氐一吊运部件吊钩之间的距离 应一主钩最高位置至轨道顶面的距离，可从起重机主要参数表査出 6.1.7天花板高程和屋顶高程 小车高度为2. 723m,小车顶部至天花板的安全距离取0.5m,则天花板高程为： 117. 535+2. 723+0. 5=120. 758m 厂房屋顶结构厚度（包括大梁、屋面板、女儿墙）为2.456m,则屋顶高程为： 120. 758+2. 456=123. 214m 6.1.8厂房的总高度 总高度为 123.214-96. 58二26.634m。 其上部结构高度为 123. 21