紧水滩水电站厂房及楼面板结构设计计算书修复的修复的

1、完整设计图纸请联系本人，参见豆丁备注。目录1 坝工部分- 3 -1.1 坝型选择及枢纽布置- 3 -枢纽主要建筑物等级确定- 3 -坝址及坝型的选择- 3 -枢纽组成建筑物- 4 -1.2重力坝非溢流坝段设计- 4 -水工筑物级别- 4 -基本剖面尺寸确定- 4 -实用剖面尺寸的确定- 5 -坝体剖面验算- 8 -重力坝溢流坝段设计- 20 -1.3.2 溢流坝段应力稳定计算- 25 -2水电站建筑物设计- 30 -2.1特征水头的选择- 30 -设计高水位- 30 -设计低水位- 31 -2.1.3 加权平均水头及设计水头- 31 -2.2 水电站设备选型- 32 -水轮机选型- 32 -金

2、属蜗壳及尾水管尺寸- 38 -发电机的选择- 39 -2.2.4 调速器的计算- 44 -油压装置的选择- 45 -3.厂房尺寸确定- 46 -3.1厂房高度的确定- 46 -水轮机组安装高程- 46 -3.1.2 尾水管地板高程和厂房基础开挖高程- 46 -3.1.3 水轮机层地面高程- 46 -3.1.4 发电机地板高程和安装场高程- 47 -3.1.5 轨顶高程- 47 -3.1.6 天花板高程和屋顶面高程- 47 -3.1.7 厂房总高- 47 -3.2主厂房长度的确定- 47 -3.3主厂房的宽度的确定- 48 -4专题：压力钢管的设计- 49 -4.1 进水口形式和布置- 49 -

3、钢管直径- 49 -临界淹没深度- 49 -4.1.3 渐变段及弯管段- 50 -4.2拦污栅- 51 -4.3典型钢管身厚度- 51 -4.3.2 承受内水压力的结构分析- 53 -参考文献:- 59 -1坝工部分1.1 坝型选择及枢纽布置枢纽主要建筑物等级确定由校核洪水位292查水库容积曲线V > 10×108 查表1-1，1-3（水工建筑物）工程规模为大（1）型，过程等别为一，主要建筑物为1级。次要建筑物为3级。坝址及坝型的选择根据地形和地质剖面图，坝址处呈现V型河谷，多为花岗岩，经初步布置，满足各建筑物布置要求。从地形条件，本坝址适合建拱坝，重力坝，经综合比较认为建重力

4、坝较为合适。枢纽组成建筑物1）挡水建筑物：砼重力坝。2）泄水建筑物：坝身溢流道（溢流坝）。3）水电站建筑物：坝后式地面水电站厂房，坝体引水钢管，开关站等。1.2重力坝非溢流坝段设计水工筑物级别水工建筑物级别1级，结构安全为I，结构重要系数=1.1，设计状况系数=1.0。基本剖面尺寸确定.1坝高的确定由坝轴线工程地质剖面图最低点为202.5m，下挖坝址处底高程为197m。设计洪水位291m，所以基本坝高H=291-197=94。.2坝底最小宽度确定应力条件：取=0，=23.5/,=9.81/, =0.3。x=Hco-c = 9423.59.81-0.3 =64.93 稳定条件：取=0.7，=1.

5、1，=0，=23.5/,=9.81/, =0.3 B=KHfco+-=1.1×940.7×23.59.81+0-0.3=60.49同时满足应力和稳定要求取=64.93m，取上游坡n=0，由 可得=0，取上游折坡=0.15，下游坡=0.702，取=0.7。取折射坡点高程，197+1312×94=229244m 取235m。所以=（235-197）×0.1567=72.7实用剖面尺寸的确定.1坝顶高程坝顶高程由静水位+风浪涌高+安全超高。即：式中：h=h1%+h0+hi （2hi=0.0166Vf5/4D1/3为浪高；Vf为计算风速；D为吹程）；h0为波浪中

6、心线高出静水位高度；hc为超高，由规范查得。(1)设计洪水位吹程D=5B，B为上游狭窄处的278m，D=1390 m；风速为Vt=15 m/s V0=1.52Vt 1.8×15=25m/s 安全超高=0.7m。 (2)校核洪水位风速为15m/s；安全超高=0.7 m, b=283m 吹程为1415 m； m 所以，在坝顶加1.2m高的防浪墙，该重力坝坝顶高程取为293.3 m。取折射坡点高程=197+（13 12）×99=230246.5m 取为 235mn=0.15,(0<n<0.15) , m=0.7 (0.6<m<0.8).2.坝顶宽度。坝高=

7、293.3-197=96.3m非溢流坝的坝顶宽度可取坝高8%10%。故取=9m。综上剖面图如下：图1-1 坝体剖面简图坝体剖面验算.1坝基面验算a.设计工况（1）坝体荷载图1-2 非溢流坝荷载简图坝体自重 G1=C A1=23.5×12 ×5.7×38=2545.05 KN G2=C A2=23.5×9 ×96.3=20367.45 KN G3=C A3=23.5×12 ×58×82.86=54066.15 KN 上游水压力：h1=291-197=94m Px上= r0 ·h21 /2=9.81×

8、;942 =43340.58 KN Py上= r0 ·A =9.81×( 94+58.3)/2×5.7=4258.1 KN 下游水压力: h2 =214-197=17mPx下= r0 ·h21 /2=0.5×9.81× H2 2设=1417.5 kNPy下= r0 ·A =17×11.9×9.81/2=992.3kN扬压力： 为降低扬压力，设抽排系统。图1-3扬压力分布图=0.2×94=18.8 m。=0.5×17=8.5 m。u1=0.2H1=0.2×94=18.8mu2=

9、(-)×10×9.81=1010.43 KNu3=(-)×7×9.81/2=353.65 KNu4=(H2-)×8×9.81/2=333.2 KNu5=(H1-)×10×9.81/2=3688.56 KN浪压力： (LM=10.74，h1%=1.33,h0=h2=0.52)图1-4 浪压力简图Pwk= Lmh1%+h2 4=9.81× 10.74×1.33+0.52 4=48.73 KN表1-1 坡面设计水位时的应力计算表（设计洪水位）荷载垂直（KN）水平（KN）力壁（m）弯矩（KN.m）下上右

10、左自重G12545.0532.382205.12G220365.4525.9527465.16G3 54066.15 2.56462806.24水压力PX143340.5831.31356560.15PY14258.133.5141837.31PX21417.55.668023.05PY2992.328.1627943.168压力浪PWK48.7392.8264523.4扬压力U16020.4000U21010.4331.131424.37U3353.6523.768402.7U4333.233.4311138.876U53688.5632.77120861.8总计82127.0511406.

11、2443389.311417.21549715.591234284.8W=70720.81 kNP=41972.11 kNM=315430.79 Kn （2）稳定验算摩擦公式：x=f(w-U)=0.7×70720.8141972.11=1.15 > K=1.1满足稳定要求。（3）应力验算 y'=wB+6MB2=70720.8172.2+ 6×315430.7972.22=616.5 kN =0.6 mpa>-0.1mpa 未出现拉应力。y"=wB+6MB2=1342.5kN=1.35 Mpa 远小于混凝土和岩石的抗压应力(123.287 Mpa

12、)。满足应力要求。 b.校核工况（1）坝体荷载坝体自重 G1=C A1=23.5×12 ×5.7×38=2545.05 KN G2=C A2=23.5×9 ×96.3=20367.45 KN G3=C A3=23.5×12 ×58×82.86=54066.15 KN 校核洪水位292 m。水压力：上游H 1 =292-197=95m。Px上 =0.5×9.81×952=44267.625kN Py上=0.5×（57×95）×5.7×9.81=4249.7k

13、N下游H 2 =215.538-197=18.538mPx下 =0.5×9.81× 18.52=1678.7 kNPy下=0.5× 12.95×18.5×9.81=1175 kN扬压力：为降低扬压力，设抽排系统 图1-5扬压力分布图1H1=0.2×95=19m。2H2=0.5×18.5=9.25 m。u1=1H1×72.7×9.81=6551.61 KNu2=(1H1-2H2)×10×9.81=956.48 KNu3=(1H1-2H2)×7×9.81=669.5 K

14、Nu4=H2-2H2×7×9.812=317.6 KNu5=H1-1H1×10×9.812=3727.8 KN浪压力：图1-6 浪压力分布图PWK=9.81×10.74×(1.33+0.52)=48.7 KN表1-2 坝基面短暂状况（校核洪水位）荷载垂直（KN）水平（KN）力壁（m）弯矩（KN.m）下上右左自重G12545.0532.382205.12G220365.4525.9527465.16G354066.52.56138406.24水压力PX144276.6331.6671401860.15PY14249.6933.49142

15、337.31PX21678.76.1710410.21PY2117527.4932343.168浪压力PWK48.7393.964602扬压力U16551.61000U2956.4831.129724.37U3669.523.7615902.7U4317.633.4310638.876U53727.832.77122261.8总计82398.6912222 .9944316.331678.41606500911400W=70175.7 kNP=42637.93 kNM=69514.47 kN（2）稳定验算摩擦公式：x=f(w-U)=0.7×70175.742637.93=1.12&g

16、t;K=1.1满足稳定要求。（3）应力验算y'=wB+6MB2=70175.772.7+ 6×(-69514.47)72.72=0.017 mpa > -0.1 Mpa未出现拉应力。y"=wB-6MB2=0.177 mpa 远小于混凝土和岩石的抗压应力。满足应力要求。坝折坡点验算a.设计工况（1）坝体荷载坝体自重 G1=C A1=23.5×58.3×9=12330.45 KN图1-7折坡点简G1=C A1=23.5×0.5×30.2×43.1=15294 KN设计洪水位291 m。 水压力：上游H 1设=291

17、-235=56m。 图 Px上=0.5r0h2设=0.5×9.81×562=15382kN扬压力：为降低扬压力，设抽排系统 图1-8 扬压力简图1H1=0.2×56=11.2 m。U=U1+U2+U3U=9.81×(34.9×11.2/2+4.3×11.2+(56-11.2) ×4.3/2)=3334.6KNYC=(34.9×11.2/2+(4.3×34.9/2)+4.3×11.2+4.3×(56-11.2) ×4.3/3)/339.92=9.87 m浪压力：PWK=9.81

18、×A=48.73 KN表1-3 坝折坡面持久状况（设计洪水位）荷载垂直（KN）水平（KN）力臂 （KN）弯矩（KN.m）下上右自重G11184415.117.88G2152940.530.82水压力PX上1538218.728.76浪压力PWK 48.7392.8262.45扬压力U3334.69.763.24总计271383334.615430.74324513287012W=23803.4 kNP=15430.74 kNM=37512 kN（2）稳定验算摩擦公式：K=f(w-U)=0.7×23803.415430.74=1.15>K=1.1 满足稳定要求。（3）应

19、力验算y=wB+6MB2=23803.439.2-6×3.75×10439.22=0.46 mpa >-0.1 MPay“=wB-6MB2=0.075 mpa 远小于砼岩石抗压应=202.95KPa>0满足应力要求。b.校核工况(1）坝体荷载坝体自重 G1=C A1=23.5×58.3×9=12330.45 KN G1=C A1=23.5×0.5×30.2×43.1=15294 KN 水压力：上游H 1设=292-235=57m。Px上=0.5×r0h2 =0.5×9.81×572=

20、15936.3kN 扬压力：为降低扬压力，设抽排系统。图1-9 扬压力简图U=9.81×(34.9×11.4/2+4.3+11.4+(57-11.4) ×M=u1X6=3657.97×浪压力：PWK=48.7 KN YC=93.96 m表1-4 坝折坡面短暂状况（校核洪水位）荷载垂直（KN）水平（KN）力臂 （KN）弯矩×104（KN.m）下上右自重G11184415.117.88G2152940.530.82水压力PX上15936.351928.76浪压力PWK 48.793.962.45扬压力U3397.56.43.24总计27624.45

21、3397.515430.7432.9118.7W=27624.45 kNP=15985.05 kNM=142100 kN2）稳定验算摩擦公式： (T=39.2)K=f(w-U)=0.7×24226.9515985.05=1.06>K=1.05 满足稳定要求。满足稳定要求。3）应力验算y=wB+6MB2=27624.4539.2-6×14210039.22=0.063 mpa >-0.1 MPa未出现拉应力。y=wB+6MB2=27624.4539.2+6×14210039.22=0.012 mpa 远小于混凝土抗压应力。满足应力要求。1.3.1重力坝溢

22、流坝段设计.1堰顶高程：（1）设计洪水位设计洪水下泄流量Q泄=7000m3/s。考虑下泄流量过大，另设泄槽分洪。溢流坝单宽流量取，水轮机最大引用流量为Q=Q设-Q0=7000-0.8×3×102.85 = 6653.6 M3/SL=Q/=6653.6/110=61.39 m，取48m。分4段，以便安全调度，单孔净宽为16m。溢流坝闸墩取4m宽，导墙取2m宽。综上溢流坝段总长L0=L+(n+1)d=64+3×4=76 m由式其中；自由出流hs/H0<0.75,查得半圆墩头=0.45，=0.7经试算=0.9 ，m=0.502, g=9.81 m/s2得到H0=1

23、3.08 设计行进流速0 =Q/A=7000/100×(291-197)=0.744 m/s取=1，得：202g=1×o.74422×9.81=0.028堰上设计水头=15.05m堰=291-15.31=277.95m（2）校核洪水位校核洪水下泄流量，考虑下泄流量不能过大另设泄槽分洪。水轮机最大引用流量为由式其中；经试算得=0.905，m=0.502，g=9.81得到H0=13.8m校核行进流速；取=1，堰上设计水头=13.76m堰=292-13.76=278.24m综上：堰顶高程277.95m闸门高=正常蓄水位-堰顶高程+安全超高=285-277.95+（）取8

24、m所选闸门尺寸为：长×宽=16×8m.2堰面曲线我国现行采用的为WES曲线，其曲线方程为：式中：定型设计水头。；取；上游堰面坡度有关的系数。k=2.0，n=1.85。堰面曲线坐标原点取在堰顶点O。与下游坝坡面相切，切点为，距离上游.3消能工（1）鼻坎设计本设计采用挑流消能，按校核洪水期允许下泄流量查得下游最高水位为，鼻坎高于下游水位。选定为，鼻坎挑射角度。鼻坎伸出基本坡面， 所以反弧半径满足要求。（2）挑流消能挑距和冲坑深度设计1）坎顶平均流速：其中坎顶水面流速：。又挑距：图1-10溢流坝简图 溢流坝段应力稳定计算1.3.2.1坝基面验算a. 设计工况(1）坝体荷载坝体自重

25、G1= rc×A=23.5×5.7×38/2=2545.05 KNG2= rc×A=23.5×3.4×(6+12.4)/2=735.08 KNG3= rc×A=23.5×20.2×(262.35-197+80.95)/2=34724.3 KNG4= rc×A=23.5×13.486×(262.35-197+53.4)/2=27648.5 KNG5= rc×A=23.5×32.8×(36.3+53.4)/2=9389.73 KNG6= rc

26、5;A=23.5×20×(36.6+41.46)/2=4769.5 KN设计洪水位291 m。动水压力：（c点处的） g=103.16 vc=18.82, =9.81Px上= rgv(cos2-cos 1)/g=888.71 KNPy上= rgv(sin2+sin 1)/g =2560.84 KN扬压力：为降低扬压力，设抽排系统图1-11溢流坝扬压力简图=0.25 （河床式） 1=0.2 H2=41.46 , H1=94 H=(H1-H2)+ 1H2=0.25(94-20)+0.2×41.46=22.5 mU1=9.81×41.46×56.81

27、=13883.11KNU2=9.81×10×22.5=2207.2 KNU3)×70.76×9.81/2=867.7 KNU4=(94-22.5)×9.81/2=3507.1 KN静水压力：PX上=12×9.81×942-12×9.81×13.052=42505.24 KNPX上=r0A=9.81×80.95+(277.95-235)2×5.7=3464.06 KN表1-5 坝基面持久状况（设计洪水位）荷载下上右左G12545.0536.289.23G2735.0827.4820200

28、G334724.325.14872900G427648.53.2589900G59389.7516.02150400G64769.534.73165600PX888.7170715000PY2560.8429.1374600U113883.11000U22207.235.0877400U3867.76.695800U43507.133.4117200Px上42505.2431.3133.03Py上69028.136.9472.8总计85837.0820465.1142505.24888.717209001428700W=6.55×104 KN , P=4.16 kN , M=30.2

29、2 KN（2）稳定验算 （f=0.7）由摩擦公式： k=f(w-U)P=0.7×6.55×1044.1616×104=1.102>K=1.1 满足稳定要求。b. 校核情况（1）坝体荷载坝体自重G1= =2545.05 KN，G2= 735.08 KN，G3= 34724.3 KNG4= 27648.5 KN，G5= 9389.73 KN，G6= 4769.5 KN校核洪水位292 m。动水压力：上游Px上= 888.7 kN Py上= 2560.84 kN扬压力：为降低扬压力，设抽排系统图1-12溢流坝扬压力简图H=(H1-H2)+ 1H2=0.25(95-

30、20)+0.2×20=22.75 mU1=13883.11 KN U2=9.81×10×22.75=2231.78 KNU3=(22.75-20) ×70.16×9.81/2=954.5 KNU4=10×(95-25.37) ×9.81/2=3415.4 KN水压力：所以：Px上=9.81×952/2-9.81×14.052=43299.4 KN PY上=3464.06 KN表1-6坝基面短暂状况（校核洪水位）荷载下上右左G12545.0536.289.23G2735.0827.4820200G33472

31、4.325.14872900G427648.53.2589900G59389.7516.02150400G64769.534.73165600PX888.7170715200PY2560.8429.1374600U113883.11000U22231.7835.0877400U3954.56.695800U43415.433.4117200Px上43299.431.3135500Py上3464.0636.94128000总计85837.0820484.7943299.4888.717456001398900W=6.54×104 KN，P=4.24×104 KN, M=34.

32、67×104 KN（2）稳定验算由摩擦公式：K=f(w-U)P=0.7×6.54×1044.24×104=1.08>K=1.05满足稳定要求。2水电站建筑物设计2.1特征水头的选择设计高水位(1)校核洪水位为292m，校核洪水位最大下泄流量Q=8500m3/s，查得下游水位为215.5m，所以H1=292-215.5=76.5m。(2)设计洪水位为291m，设计洪水位最大下泄流量Q=7000m3/s，查得下游水位为214m，所以H2=291-214=77m。(3)设计蓄水位285m，试算：（开一台机组N=45000KW/96%=4.678万KW）由

33、式一般取0.83，H为净水头H净=0.98H毛 经试算一台机组发电时H = 81.274m 两台机组发电时H = 80.71m三台机组发电时H = 80.25mHmax=max(76.5,77,81.27)=81.27m2.1.2设计低水位设计低水位263.00m，试算：一台机组发电时H = 59.485m 两台机组发电时H = 58.75m三台机组发电时H = 58.35mHmin=58.35m2.1.3 加权平均水头及设计水头最大水头为水电站一台机组发电的额定流量所对应的下游水位与正常蓄水位的差值Hmax=81.27m；最小水头为水电站四台机组发电的额定流量所对应的下游水位与死蓄水位的差值

34、Hmin=58.35m；加权平均水头；又由坝后式厂房可知设计水头Hr=95%×69.81=66.32m2.2 水电站设备选型水轮机选型装机容量： N=18万kwNr=Ngr/gr=6.0/0.96=61224.49kw水头资料： Hmax=81.27米 Hav=69.81米 Hmin=58.35米 Hr=66.32m水电站水头范围在58.35m81.27m之间，故选择合适的水轮机型号有，HL220 HL230两种。其选型过程如下：.1 HL220选型：（1）转轮直径D1查水电站表36和图312可得HL220水轮机在限制工况下单位流量Q1M=1150L/s，效率=89.0%，由此经试算

35、得原型水轮机在该工况下单位流量Q1= Q1M=1150L/s，效率=90.81%。D1=3.2 m。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。D1=3.2m（2）效率修正值计算 max =1-（1-Mmax ）=max -Mmax式中： Mmax 模型水轮机在最优工况下的效率（%），查上表得Mmax=91%。max 原型水轮机在最优工况下的效率（%）。D1M 模型水轮机直径（m），D1M =0.46m。D1 原型水轮机直径（m），D1= 3.2m。 效率修正值（%）。由以上数据可得：max =1-（1-Mmax ） =92.6%=max

36、-Mmax =1.6% 减去=1% =0.6%max =Mmax+=91%+0.6%=91.6%所以，=89%+0.6%=89.6%原假定=91%，现在计算值为89.6%，原假定值与现值基本相符。（3）选择水轮机的转速nn=n1 av/D1式中：Hav 加权平均水头（m），取69.81m。D1 转轮直径（m），D1 取为3.2m。n1 采用略高于最优单位转速的设计单位转速（r/min）取n1 =70r/min。n=n1av/D1 =182.8 r/min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n=187.5r/min。（4）单位转速、单位流量的修正n1 = n

37、10M （-1）式中： n10M 模型水轮机最优工况下的转速值（r/min）。n1 / n10M =-1=2.23%<3%所以单位转速、单位流量均可不加修正。（5）水轮机的流量水轮机在Hr，Nr下工作时，其Q1 既为Q1max ，水轮机最大引用流量：Q1max=0.082m³/s <1.15m³/sQmax=Q1max D12 =0.082×3.22×=98.4m³/s（6）工作范围检验与特征水头Hmax 、Hmin 、Hr对应的单位转速为：n1max =nD1/=187.5×3.2/81.2741/2 =78.55r/m

38、inn1min =nD1/ =187.5×3.2/58.351/2 =68.63r/minn1r =nD1/ =187.5×3.2/66.321/2 =73.68 r/min在 HL220水轮机模型综合特性曲线上绘出，n1r=73.68r/min，n1max=78.55r/min，n1min=68.63r/min的直线，其所围的区域为水轮机的大部分工作高效区域。（7）吸出高度HsHs=10/900(+)H式中：水轮机安装高程（m），由多年平均流量Q=100m3/s查得下游平均水位=200m。气蚀系数，由水轮机的设计工况参数n1r =72.51r/min，Q1M =1.15m

39、³/s 查HL220水轮机模型综合特性曲线可得，取0.137。气蚀系数修正值，取0.018所以：Hs=10/900(+)H=-0.5m>-4m.2 HL230选型：（1）转轮直径D1查水电站表36和图312可得HL230水轮机在限制工况下单位流量Q1M=1110L/s，效率=85.2%，由此经试算得原型水轮机在该工况下单位流量Q1= Q1M=1110L/s，效率=97.1%。D1=3.33m。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。D1=3.5m（2）效率修正值计算max =1-（1-Mmax ）=max -Mmax式中

40、： Mmax 模型水轮机在最优工况下的效率（%），查上表得Mmax=90.7%。max 原型水轮机在最优工况下的效率（%）。D1M 模型水轮机直径（m），D1M =0.404m。D1 原型水轮机直径（m），D1= 3.5m。 效率修正值（%）。由以上数据可得：max =1-（1-Mmax ） =93.9%=max -Mmax =3.2%-1%=2.2% 减去=1% max =Mmax+=90.7%+2.2%=92.9%所以，=85.2%+2.2%=87.4%原假定=87.1%，现在计算值为87.1%，原假定值与现值基本相符。（3）选择水轮机的转速nn=n1 av/D1式中： Hav 加权平均水

41、头（m），取69.81m。D1 转轮直径（m），D1 取为3.5m。n1 采用略高于最优单位转速的设计单位转速（r/min）取n1 =71r/min。n=n1av/D1 =169.5 r/min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n=187.5r/min。（4）单位转速、单位流量的修正n1 = n10M （-1）式中： n10M 模型水轮机最优工况下的转速值（r/min）。n1 / n10M =-1=1.2%<3%所以单位转速、单位流量均可不加修正。（5）水轮机的流量水轮机在Hr，Nr下工作时，其Q1 既为Q1max ，水轮机最大引用流量：Q1max

42、=1.004m³/s <1.11m³/sQmax=Q1max D12 =0.982×3.32×=102.85 m³/s（6）工作范围检验与特征水头Hmax 、Hmin 、Hr对应的单位转速为：n1max =nD1/=187.5×3.3/58.321/2 =73.02r/minn1min =nD1/ =187.5×3.3/81.411/2 =85.61r/minn1r =nD1/ =187.5×3.3/66.371/2 =78.57r/min在 HL230水轮机模型综合特性曲线上绘出，n1r=78.57r/mi

43、n，n1max=73.02r/min，n1min=85.61r/min的直线，其所围的区域为水轮机的一部分工作高效区域。（7）吸出高度HsHs=10/900(+)H式中：水轮机安装高程（m），由多年平均流量Q=100m3/s查得下游平均水位=200m。气蚀系数0.018所以：Hs=10/900H=-0.37m>-4m表2-1 水轮机基本参数比选序号项目HL230HL2201模型转轮参数推荐使用水头范围356550852最优单位转速 r/min71703最优单位流量 m³/s91310004最高效率 %90.7915气蚀系数0.1350.1376原型水机参数工作水头范围58.76

44、80.7658.7680.767水轮机直径D1 m3.53.28额定 转速n r/min187.5187.59最高效率 %93.992.610额定出力 Nr6.1224万KW6.1224万KW11最大引用流量102.8598.412吸出高度 Hs-0.37-0.5如上表所示，HL230包括更多的高效区，汽蚀系数小，直径小，安装高程高，减少开挖量，且转速高。故选择水轮机型号为HL-230-LJ-300。金属蜗壳及尾水管尺寸.1金属蜗壳尺寸包角345°由Hr66.32m查得：Vc8.06m/s由Hr66.32m，D13.500m查得：Da5410mm，Db4640mm最大下泄流量=102

45、.85m3/saira+iRira+2i表2-2 金属蜗壳尺寸7592036254545165136740725439255170044056105345197846836661.2尾水管尺寸表2-3 尾水管尺寸hLB5D4h4h6L1h5模型2.64.52.721.351.350.6751.821.22原型9.115.759.524.7254.7252.2636.374.24宽度大于8米设置中墩，b=（）B,取1米。发电机的选择水轮发电机的外形尺寸应根据电磁计算确定有关的参数计算，对于同步转速为187.5r/min的水轮机，其磁极对数P为16。.1主要尺寸计算(1) 极距（2）定子内径Di

46、（3）定子铁芯长度（其中，C 系数，对于（4）定子铁芯外径Dane=185.7r/min>166.7r/min 发电机型号为SF50-60/99002.2.3.2外形尺寸计算（1）平面尺寸计算定子机座外径D1由于，有。风罩内径D2由于>2万KVA，有240=1042.93cm转子外径=式中为单边空气间隙，计算时可不计，所以=619.5cm下机架最大跨度D4由于>10万KVA，其中为水轮机机坑直径，对于转轮直径为3800mm的水轮机，取，=4840mm推力轴承外径和励磁机外径对于=6.6667万KVA的发电机组，由表查得：=3640mm，=2660mm( 2 ) 轴向尺寸计算定

47、子机座高度对于=187.5r/min>214r/min,有=3040mm上机架高度对于悬式发电机，有=1550mm推力轴承高度励磁机高度永磁机高度副励磁机高度查表得：=150200cm,取=1800mm=200240cm,取=2200mm=80120cm,取=1000mm=6090cm,取=800mm下机架高度对于悬式发电机，有=0.12=743.6mm定子支座支承面至下机架支承面的距离对于悬式发电机，有=929.5mm。下机架支承面至主轴法兰盘底面之间的距离一般取=70150cm，取=1300mm转子磁轭轴向高度有风扇时，（7001000）mm=2000mm。发电机主轴高度=（0.70

48、.9）H=（0.70.9）×（340+166+150+200+80+60+99+100）=8006.910294.6mm，取=8500mm其中，H为发电机总高度，即由主轴法兰盘底面至发电机顶部的距离定子铁芯水平中心线至主轴法兰盘底面距离=3900mm尺寸如下图：图21发电机外型图.3发电机重量估算本电站为悬式发电机，由经验公式式中： K取810，本设计K取9，Sf=6.67万Kv，ne=214.3 r/min得：发电机转子重量可按发电机总重的一半，取226t。综上，吊车选一台双小车2125t。 调速器的计算大中型水轮机所配用的调速器为机械液压调速器，包括调速柜、接力器和油压装置三大部

49、分。.1调速功计算A= (200250) 式中： A水轮机调速功（Kg/m）H水轮机最大水头（m），取81.41mQNr/9.81Hmax=88.3m3/s经计算A=(2.983.7)kN>0.3，所以属于大型调速器。2.接力器的计算（1）接力器的直径额定油压为2.5Mpa，Z0=24，b0/D1=0.315 ds=D1其中：=0.03，所以ds=531mm。（2）接力器的最大行程=1.6所以 又 0.22m³（3）调速器的选择： 其中油速V=4.5m/s，接力器关闭时间Ts=4s。根据水轮机调速功，选择DT-150型电气液压型调速器。2.2.5油压装置的选择23.964.4m

50、3 选用组合式HYZ-4型油压装置 图22 HYZ-2.5油压设备外型图3.厂房尺寸确定3.1厂房高度的确定3.1.1水轮机组安装高程对于混流式水轮机，其安装高程为：安装高程=Z下+ Hs +b0/2式中： Hs吸出高度（m），取-0.37m。所以： 安装高程= Z下+ Hs +b0/2=202.00m。3.1.2 尾水管地板高程和厂房基础开挖高程尾水管底板高程： 192.35m。厂房基础开挖高程：取191.35m3.1.3 水轮机层地面高程水轮机层地面高程=水轮机安装高程+蜗壳进口断面+蜗壳上部砼厚1.55m=202+2+1.7=205.7m3.1.4 发电机地板高程和安装场高程发电机定子安装高程208.7m发电机层楼板高程=21.5安装场高程与发电机地板高程不同，高程为215.8m高于校核洪水位。3.1.5 轨顶高程桥吊选用2×125t双小城桥吊，平衡梁选用2×125型， 大梁底面至轨道面F= 140mm；轨面至起重机顶H=4300mm；平衡梁至轨顶660mm主轴长度8500mm。从油压设备上方吊运，得吊车轨高程=215.8+1+8.5+0.7=226.00m3.1.6 天花板高程和屋顶面高程天花板高程=轨道面至起重机顶+起重机至天花板的安全距离0.5m=230.8m厂房屋顶高程230.8+