紧水滩水电站坝后式厂房方案论证设计计算书

1、第一章水轮机1.1特征水头的确定1.在校核洪水位下,四台机组满发，下泄流量 Q=14100m3/s,由厂区水位流量关系可得，尾 水位尾=220.54m, 库=291.8mH1=0.99X (库一尾)=0.99X (291.8220.54)=70.54m2,在设计洪水位下，四台机组满发，下泄流量Q =11000 m3/s,由厂区水位流量关系得，尾水 位尾=217.82m, 库=289.94mH2=0.99X (库一尾)=0.99X (289.94- 217.82)=71.40m3,在设计蓄水位下，一台机组满发，由下列式子试算出该情况下对应的下泄流量和水头N=9.81QHtH=0.99X(库一尾)

2、尾=f (Q)刀二"水X4电=0.95X0.9列表试算，得Q(m3/s)库(m)尾(m)H(m)N(kw)60284201.8881.3040916.3565284201.9181.2744309.1870284201.9481.2447699.4267.5284201.9281.2646004.63当下泄流量为67.5 m3/s时，一台机组满发，对应水头为 81.26m.,即H3=81.26m.4.在设计蓄水位下，四台机组满发，试算该情况下对应的下泄流量和水头，列表试算Q(m3/s)库(m)尾(m)H(m)N(kw)300284203.279.99201281.0725028420

3、3.0380.16168080.21270284203.180.09181377.16274284203.180.08184033.9当下泄流量为274 m3/s时，四台机组满发，对应水头为 80.08m,即H4=80.08m。5.在设计低水位下，四台机组满发，试算该情况下对应的下泄流量和水头，列表试算Q(m3/s)库(m)尾(m)H(m)N(kw)300264203.260.19151459.02400264203.5359.87200838.21350264203.3760.02176217.81362264203.4159.97184000当下泄流量为362m3/s时，四台机组满发，对应

4、水头为 59.79m,即H5=59.79m.6.在设计低水位下，一台机组满发，试算该情况下对应的下泄流量和水头，列表试算Q(m3/s)库(m)尾(m)H(m)N(kw)8026420261.3841186.2390264202.0661.3246287.808526461.3561.3543738.3189.4526461.3261.3246006.33当下泄流量为89.45m3/s时，一台机组满发，对应水头为 61.32m,即H6=61.32m. =81.2 =59.79= 72.74Hr 0.95Hav 0.95 72.74=69.11由 H1=70.54m,H2=71.40m,H3=81

5、.26m,H4=80.08m,H5=59.79m,H6=61.32m,确定：最大 水头 Hmax=81.2m，最小水头 Hmin=59.79m,力口权平均水头 Hav=0.6Hmax+0.4 Hmin 0.6X 81.2+0.4 X59.79=72.74m,设计水头 Hr=0.95 Hav=0.95X 72.74=69.11m1.2水轮机选型根据水头变化范围59.79m81.26m,在水轮机系列型谱表33.表34中查出合适的机 型为HL220.HL220型水轮机的主要参数选择1 .转轮直径Di计算查水电站表36和图312可得 HL220型水轮机在限制工况下单位流量Qiim=1150L/s ,效

6、率q=89.0%,由此可初步假定原型水轮机在该工况下单位流量Qii=Qiim=1150L/s,效率4=90%发电机的额定效率取为4 gr=96%,Nr=Ngr/ 4 gr=46000/96%=47916.67kwDi =$ _9.81Q11H r、Hr47916.67=2.866m9.81 1.15 69.11 .69.11 90%选用与之接近而偏大的标称直径 D1=3.0m.2 .转速n计算查水电站表 3-4可得，HL220型水轮机在最优工况下单位转速n110M=70.0 r/min,初步假定 n10=n110M=70.0r/min,Hav=72.74m,D1=3.0m.Din二n = 7&

7、#176;.。R =199.00r/min 3.0选择与上述计算值相近而偏大的同步转速n=214.3r/min。3 .效率及单位参数修正查表36可得HL220型水轮机在最优工况下的模型最高效率为“Mmax =91%真型转轮直径 D1M=0.46mm max= 1-(1- Y Mmax) 5, / =1-(1-91%) 5 § 0 =93.8% 则效率修正值为A4=93.8%-91%=2.8%考虑到模型与原型水轮机在制造上的差异。常在已求得的Aq值中再减去一个修正值e ,现取e=1.0%,可得修正值为Aq =1.8%,原型水轮机在最优工况和限制工况下的效率为“ max= r Mmax+

8、 A = =91%+1.8%=92.8%q二刀m+A4=89%+1.8%=90.8%f 90% 与假定不符重新假定效率4=90.8%,采用上述过程，得出 D1=3.0m,n=214.3r/min,qmax=93.8%A 4=93.8%-91%-e =93.8%-91%-1%=1.8%“ max= r Mmax+ A = =91%+1.8%=92.8%与上述假定值相同q二刀 m+A 4=89%+1.8%=90.8%单位转速的修正值U2=( n110MmaxM max-1)=(4""-1) =0.98%0.91Q11max二Nr47916.679.81D12Hr 而 9.81

9、32 69.11 . 69.11 90.8%=1.040<1.15 m3/s竺竺3.0%,按规定单位转速可不加彳正，同时，单位流量Q11也可不加修正，由上0.91可见，原假定的q二90.8%, Qn= Q11M, n110=n110M是正确的。那么上述计算及选用的结果 D1=3.0m,n=214.3r/min 是正确的。4 .工作范围检查水轮机在Hr,Nr下工作时，Q11=Q11max则水轮机的最大引用流量Qmax= Q11maxD12 . H?=1.040X32X , 69.11 =77.84 m3/snD1214.3 3与特征水头Hmax、Hmin、Hr对应的单位转速为:=71.32

10、n = -= 11min:. Hmax81.26nllmaxn11r=83.02nD1214.3 3=一Hmin 59.97 nDi _ 214.3 3- =77.33 .Hr _ 69.11 在 HL220水轮机模型综合特性曲线上绘出 Q11max= 1040L/S , n11max =83.02r/min , n11m71.32r/min的直线，如图所示，三根直线所围成的水轮机工作范围基本上包含了该特性曲线的高效率区，故对于 HL220型水轮机方案，所选定的参数 D1=3.0m和n=214.3r/min 是合理的。5 .吸出高度Hs的计算由水轮机的设计工况参数nnr =77.33r/min

11、, Q11max= 1040L/s,查HL220水轮机模型综合特性曲线可得，相应的气蚀系数6=0.133,并在水电站图226上查得气蚀系数修正值(7=0.018,由此可求出水轮机吸出高度为Hs=10- V/900 - (t+A 6)H=10-202/900-(0.123+0.018)=0.03所以，水轮机的额定出力满足要求。故选择水轮机型号为HL-220-LJ- 300.1.3水轮机蜗壳及尾水管1.3.1 蜗壳尺寸确定蜗壳采用金属蜗壳，断面为圆形。包角为 345 ,即0=345 ,蜗壳进口断面的平均流速 为Vc=8.4m,(由Hr=69.11m,查图28蜗壳进口断面流速曲线得 Vc)。查金属蜗

12、壳座环尺寸系 列 ，D1=3000mm,座 环 内 径Db=4000mm.座 环 外 径Da=4700mm,ra=DaZ2=4700/2=2350mm,rb=Db/2=4000/2=2000mm,Qmax=77.84m3/s.3075120165210255300345p i(mm)49678499211631312144515681681Ri(mm)33423918433346754973524154865713PVcRi=ra+2 PQmax i360o Vc1.3.2尾水管尺寸确定采用弯锥型尾水管，Hr=69.11m,采用标准混凝土肘管，DKD2h5h/ DiL/ DiB5/ DiD4/

13、 Dih4/ Dih6/ DiLi/ Dih5/ Di2.64.52.721.351.350.6751.821.22h(m)L(m)B5(m)D4(m)h4(m)h6(m)L1(m)h5(m)7.813.58.164.054.052.0255.463.661.4调速设备及油压设备选择1.4.1调速功计算反击式水轮机A=(200-250)Q7HmaXDi=(200250) X 67.5X&1.26 3=210781.65- 263477.07>30000Nm属大型调速器。调速柜、主接力器、油压装置三者分别选择。1.4.2 接力器选择大型调速器常采用两个接力器来操作导水机构，油压装置

14、额定油压2.5Mp,接力器直径ds=X D1 , b0 Hmax =0.029X 3x . 0.25 81.26 =0.329m (b0/D1=0.25)选用与之接近而偏大的400mm的标准接力器。接力器最大行程 Smax=(1.41.8)a0max,由 n11r=77.33r/min,Q11max=1040L/s,在模型综 合曲线上查得，a0max=a0MmaxDZ0M =28.8X 3 24 =187.83DomZo0.46 24Smax=(1.4 1.8)aomax=(1.41.8) X 187.83=269.96- 338.09取 Smax=300两接力器总容积为1223Vs=- ds

15、2smax = X0.42 X 0.3=0.075m3221.4.3 调速器的选择主配压阀直径d=1.13,VJ 1.13 但075 0.07294m (Ts为导叶从全开到全关的直 TsVm- 4 4.5线关闭时间，取为4s),选用DT801.4.4 油压装置压力油罐的容积 Vk= (1820) Vs= (1820) X 0.075=1.35- 1.5m3,选用 HYZ1.6压力油罐尺寸：装置型号D (mrmh (mrmH (mrmm (mrmn (mrmHYZ1.610282370327024001700第二章发电机2.1 发电机的尺寸估算额定转速n=214.3r/min>150r/m

16、in,选择悬式发电机。查表，对应SF65-28/640功率因数cos小=0.90.则发电机额定容量Sf为Sf=Nf/cos（|）=46000/0.9=51111.11kA2.1.1 主要尺寸估算1 .极矩94 51111.11 2 14=58.83cm由极矩p,计算转子的飞逸速度Kf=nf/n=410/214.3=1.91Vf=KfV=1.91 X58.83=112.55m/s2 .定子内径Di2p 2 14Di= 58.83 =524.33cm3 .定子铁芯长度ltlt=Sf2CDi ne51111.115.5 10 6 214.3=157.73cm僮表71,CM 5.5X10-6)lt/r

17、 =157.73/58.83=2.68定子铁芯长度lt主要受发电机的通风冷却和运输条件的限制。当lt/r >3时，通风较困难;当lt/p<1时，电机效率较低；根据运输条件，当lt/p>2.5m时，一般采用现场叠装定子。4 .定子铁芯外径Dane>166.7rpmDa=Di+ r =524.33+58.83=583.16cm2.1.2 外形尺寸估算1. 定子基座外径214 %<300rpmD1=1.20Da=1.20X 583.16=699.79cm2. 风罩内径D2= D1+2.4=7.0+2.4=9.4m (Sf=51111.11>20000kVA)3.

18、转子外径D3= Di-2 6 = Di=524.33cm （ 6为单边空气间隙，初步估算时可忽略不计）4. 下机架最大跨度D4=D5+0.6=4.2+0.6=4.8m5. 水轮机基坑直径D5=4.2m6. 推力轴承外径D6=3.4m7. 励磁机外径D7=2.4m1. 定子机座高度hi= it+2 T =157.73+2X 58.83=275.34cm （ne>214.3r/min）2. 上机架高度h2=0.25 Di=0.25X 58.83=131.08cm（悬式承载机架）3. 推力轴承高度h3=1600mm励磁机高度h4=2100mm=2.1m （包括励磁机架，高度900mm）副励磁机

19、高度h5=900mm=0.9m永磁机高度h6=700mm=0.7m4. 下机架高度h7=0.12 Di=0.12X 524.33=62.92cm （悬式非承载机架）5. 定子支座支承面至下机架支承面的距离h8=0.15 Di=0.15X 524.33=78.65cm6. 下机架支承面至主轴法兰底面之间的距离h9=1m （按以生产的发电计资料，一般为7001500mm,取1000mm=1m）7. 转子磁轭轴向高度h10= lt+ （500 600） mm=1.58+0.52=2.1m（无风扇时 ）8. 发电机主轴高度h11= （0.70.9） H= （0.70.9） X 10.45=7.32 9

20、.41取 h11=7.5m9. 定子铁芯水平中心线至主轴法兰盘底面距离h12=0.46h1+h102.2 发电机重量估算水轮发电机的总重量2Sf 3Gf=Ki 9ne发电机转子重量约为51111.1123=346.13t214.30.5Gf=0.5X346.13=173.1t第三章混凝土重力坝3.1 剖面设计水库总库容13.71亿m3,工程规模为大（1）型，一等。主要建筑物为1级，次要建筑 物为3级，临时性建筑物为4级。3.1.1 坝高的确定水库总库容13.71亿m3,工程规模为大（1）型，一等。主要建筑物为1级，次要建筑 物为3级，临时性建筑物为4级。坝顶超出静水位高度A h=2h1%+hz

21、+ hc坝顶高程=设计洪水位+ Ah设=289.94+A h设坝顶高程二校核洪水位+ Ah校=291.80+A h校计算风速Vo,正常运用条件（正常蓄水位/设计洪水位），取多年平均最大风速的1.5 2.0倍；非常运用条件（校核洪水位），取洪水期多年平均最大风速。设=289.94gDVo29.81 140022.52=27.13 (20, 250)1h= 0.0076V0 121=0.0076X 22.5 121Lm=0.331V0 2igD 375”V02"g"1= 0.331 22.5 219.81 1400 375 22.5222.529.81=9.68mhz=h%2L

22、mcth2Lm1.1329.68cth289.949.68=0.41m坝的级别为1级，正常情况,hc=0.7mAh=2h1%+hz+ hc=2X 1.13+0.41+0.7=3.37m坝顶高程为顶=289.94+3.37=293.31mgD 9.81 1410 ,校=291.80m J =2=61.48 (20,250)V。21521-1 gD V02h=0.0076Vo 12 J V-V。 g11= 0.0076 15 丘=0.55m9.81 1410 飞鱼1529.81h 为累计频率 5%的波高，hm/Hm<0.1，查表得,hp/hm=1.95，则 hm=0.55/1.95=0.28

23、m,h1%=2.42X hm=2.42X 0.28=0.68m1Lm=0.33W0 215gDV021375 V02式中 H1= 0.331 15 而=6.46m水深，m；hi% 累计频率1%的波高,hz=.Cth"LmLm9.81 1410152m；20.6826.4613751529.81小 291.80,cth=0.22m6.46坝的级别为1级，校核情况,hc=0.5mAh=2h1%+hz+ hc=2X 1.13+0.41+0.7=3.37m坝顶高程为校=291.80+2.08=293.88m取两者的较大值为293.88m.的确定(1)应力条件：a =0.25 f由资料查得,混

24、凝土 /新鲜花岗斑岩抗剪摩擦系数tan 9=0.7,f=0.723.5 0.25=0.6910稳定条件：荷载设计值：重力G=1.0X 93.88X 93.88X 23.5X 0.5=103558.09静水压力P=1.0X 93.88X93.88X 10X0.5=103558.09扬压力 U=1.2 X 0.5X0.25X 93.88X 93.88X 10X m=13220.18m查表41,基本组合，1级，K=1.10.7 103558.09 13220.18m =1.144067.27下游坝坡 m=0.6-0.8,计算得，m=0.77,满足要求。B=0.77X 93.88=72.3m,上游折坡

25、 的起坡点位置一般在坝高的 1/32/3,坝高为93.88m,折坡点位置 31.29m62.59m,取35m, 高程为235m.上游坡n=00.2,取0.15坝顶宽度可取坝高的 8%10%,7.51m9.388m,取为 9m。3.2 稳定与强度校核本设计采用概率极限状态设计原则，以分项系数极限状态设计表达式进行结构计算。混凝土重力坝分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行强度和稳定的计算和 验算。3.2.1 作用大小正常蓄水位坝体所受作用的大小为W1=0.5 X 5.3 X 35 X 23.5=2179.6W2=9 X 93.88X 23.5=19855.6W3=82.2 X 63.3X

26、23.5=61138.3P1=0.5X 84X 84X 9.81=34609.7P2=0.5X 3.1 X 3.1X9.81=47.1P3=0.5X (49+84) X 5.3X9.81=3457.5P4=0.5X 3.1 X 2.4X9.81=36.5U1=3.1 X 77.6X9.81=2359.5U2=0.5 义 65.6 义 20.2X 9.81=6499.7U3=20.2X 12X9.81=2377.9U4=0.5 义 6.33 义 4.8X 9.81=3572.8L1=0.5 义 6.33X 4.8X 9.81=149.03L2=0.5 义 4.84X 4.84X 9.81=113

27、.01正常蓄水位折坡面以上坝体所受作用的大小为W1=9 义 58.88X 23.5=12453.1W2=0.5 X 47.2X 36.3X 23.5=20131.9P1=0.5X49X49X 9.81=11776.9U1=4.5X 9.8X9.81=432.6U2=0.5X 40.8X9.8X9.81=1961.2U3=0.5 义 39.2X4.5X 9.81=865.2L1=0.5 义 6.33X4.8X 9.81=149.03L2=0.5 义 4.8X4.8X 9.81=113.01设计洪水位坝体所受作用的大小为W1=0.5 义 5.3 X 35X 23.5=2179.6W2=9 X 93

28、.88X 23.5=19855.6W3=82.2 X 63.3 乂 23.5=61138.3P1=0.5X 89.94X 9.81 义 89.94=39677.5P2=0.5X 17.82X 9.81X17.82=1557.6P3=0.5X ( 54.94+89.94)义 9.81 义 5.3=3766.4P4=0.5X 13.7X 17.82X9.81=1197.5U1=77.6X9.81 义 17.82=13565.6U2=176.9 义 65.6X 0.5=5802.3U3=176.9X 12=21228U4=0.5X54.09X 12X9.81=3187.3L1=0.5X4.84X (

29、1.54+4.84) X 9.81=151.5L2=0.5 X 4.84 X 4.84X 9.81=114.9设计洪水位折坡面以上坝体所受作用的大小W1=9 义 58.88X 23.5=12453.1W2=0.5 X 47.2X 36.3X 23.5=20131.9P1=0.5X54.94X 54.94X9.81=14805.3U1=4.5X 10.99X9.81=485.2U2=0.5 义 40.8X 10.99X 9.81=2199.4U3=0.5X 43.95X4.5X 9.81=970.1L1=0.5X4.84X (1.54+4.84) X 9.81=151.5L2=0.5 义 4.8

30、4 义 4.84X 9.81=114.9校核洪水位坝体所受作用的大小为W1=0.5 义 5.3 X 35X 23.5=2179.6W2=9 X 93.88X 23.5=19855.6W3=82.2 X 63.3 乂 23.5=61138.3P1=0.5X 91.8 义 9.81 义 91.8=41335.6P2=0.5 20.54 9.81 20.54=2069.4P3=0.5X (56.8+91.8) X 9.81 X 5.3=3863.1P4=0.5X 15.82X 20.54X 9.81=1593.8U1=77.6 义 9.81 义 20.54=15636.2U2=17.8 义 65.6

31、 义 9.81 义 0.5=5727.5U3=17.8X 12X9.81=2095.4U4=0.5X53.46X 12X9.81=3146.7L1=0.5X3.23X4.13X 9.81=89.9L2=0.5 X 3.23 X 3.23X 9.81=889.6校核洪水位折坡面以上坝体所受作用的大小为：W1=9 义 58.88X 23.5=12453.1W2=0.5 X 47.2X 36.3X 23.5=20131.9P1=0.5X56.8X56.8X 9.81=15824.7U2=0.5X 40.8X 11.36X 9.81=2273.4U3=45.44 义 4.5 义 9.81=2005.9

32、L1=0.5 义 3.23X4.13X 9.81=65.43L2=0.5 义 3.23 义 3.23X 9.81=51.173.2.2 承载能力极限状态强度和稳定验算承载能力极限状态设计包括：1 .坝体与坝基接触面抗滑稳定计算；2 .坝址的抗压强度验算；？3 .坝体选定截面下游端点的抗压强度验算；坝体与坝基接触面抗滑稳定计算正常蓄水位1 .作用效应函数S(?)Pr 34605.8 KN2 .抗滑稳定抗力函数0 S(?)=1.1 X1.0X 34605.8KN=38066.38R ? =95071.2/1.2=79226 KNd满足要求。设计洪水位1 .作用效应函数S(?)PR 37852.3K

33、N2 .抗滑稳定抗力函数0 S(?)=1.1 X1.0X 37852.3=41607.83KNR ? =66424.31/1.2=55353.6KNd满足要求。1 .作用效应函数S(?)PR 39283.3KN2 .抗滑稳定抗力函数0 S(?) =1.1 X 0.85X 39283.3=36729.9KNR ? =97881.6/1.2=81568KN才两足要求。坝趾抗压强度承载能力极限状态正常蓄水位1.作用效应函数校核洪水位=1850.6WR =69367.12 KNMp=-268837.7KN mKN2.抗压强度极限状态抗力函数一135002R ?fC/ m= 13500 9000KN /

34、m2c m1.5-=5000KN /m2i 1.80 S(?) =1.1 X 1.0X1850.6 =2035.6kp满足要求设计洪水位1.作用效应函数WR =38315 KN,MR =-478320.04 KN m=1545.7kp2.抗压强度极限状态抗力函数0 S(?)=1.1 X1.0X 1700.2 kp=1870.2 kp满足要求1. 作用效应函数WR =72411.7KNM R =-552294KN m=2363.0kp2. 抗压强度极限状态抗力函数R ? fC / m= 9000KN /m20 S(?) =1.1 X 0.85 X 2363.0=2209.4 kp满足要求坝体选定

35、截面下游端点的抗压强度验算正常蓄水位1. 作用效应函数W =28674.2KNM =19542.7KN mcc=917.3kp2. 抗压强度极限状态抗力函数0 S=1.1 X1.0X917.3=1009.03kp满足要求设计洪水位1. 作用效应函数Wc =28199.4 KN,Mc =-64779.4KN m=1290.7kp2. 抗压强度极限状态抗力函数0 S(?)=1.1X 1.0X 1290.7=1419.7 kp满足要求校核洪水位1. 作用效应函数Wc =26848KNMc =-118944.1KN m=1498.1kp2.抗压强度极限状态抗力函数fC/ m= 9000KN/m2 c

36、m0 S(?) =1.1 X 0.85 xi498.1=1400.68kp满足要求3.2.3正常使用极限状态进行强度的计算和验算正常使用极限状态设计包括：1 .坝踵拉应力验算；2 .坝体选定截面上游端点的拉应力验算3 .施工期坝体下游面拉应力验算坝踵拉应力验算正常蓄水位WR=71857.2KNMr=-221365.6KN mWrMrTr 71857.2221365.6=705.4>0Jr 77.61003.63满足要求设计洪水位Wr=44357.8KN,MR =-435864.8KN mWr AMrTr 44357.8Jr 77.6435864.81003.63=137.33>0满

37、足要求 坝体选定截面上游端点的拉应力验算正常蓄水位WC =29326KNMc =27097.6KN mMeTc 29326 27097.6 ,=626.6>0Jc45.3342c设计洪水位WC =28930.3 KN,Mc =-56300.5KN mWcMeTc 28930.3 56300.5 ,=474>0 AcJc45.3342满足要求。施工期坝体下游面拉应力验算坝址处满足要求选定截面下游端点满足要求第四章 引水建筑物布置引水建筑物设立在溢流坝段，采用坝式进水口，压力钢管引水，压力钢管采用坝内埋管 形式。(具体可见坝内埋管专题部分)4.1 压力钢管布置本电站采用压力钢管引水，钢

38、管直接埋入坝体混凝土中，二者结为总体，共同承担水压 力。4.1.1 确定钢管直径钢管的经济直径为坝内埋管的经济流速为57 m/s,蜗壳进水口的直径为3.4m,综合考虑经济流速和蜗 壳进水口直径，确定坝内埋管的直径为 3.8m,对应管内流速V的大小为 满足经济流速要求。管道由上水平段、弯管段、倾斜段、弯管段和下水平段组成，弯管段曲率半径一般为直 径的23倍，即(7.6m11.4m),取为9m倾斜段斜率为0.77.与坝体下游倾斜面斜率一 致。4.2 进水口布置进水口采用坝式进水口。进水口长度较短，进口段与闸门段合而为一4.2.1 确定有压进水口的高程D,本设计取其宽度等于压力闸门孔口为矩形，其宽度

39、一般等于或稍小于压力管道直径 管道直径D, 3.8m。高度稍大于压力管道直径，取为 4.4m 闸门断面流速：闸门门顶低于最低水位的临界淹没深度： 进水口高程为H=t低水位-Scr=264-5.86=258.14m取闸门门顶高程256.2m。压力钢管起始水平段中心线的高程为254ml2y2 1, a 1: 1.5D (3.8 b22进口段为平底，上唇收缩曲线为四分之一椭圆，方程为 三 a11x25.7) , b-D:-D(1.31.9),确定椭圆曲线万程为一2324.14.2.2 渐变段尺寸确定渐变段水平是由矩形闸门段到圆形钢管的过渡段，采用圆角过渡。渐变段的长度一般 为引水道宽的1.02.0倍

40、,即3.8m7.6m,取为5m4.2.3 拦污栅尺寸确定拦污栅的总面积常按电站的引用流量及拟定的过栅流速反算得出，过栅流速以不超过1.0m/s为宜本设计取拦污栅高度为7.2m,半径3.5米，A=79.17 m2。拦污栅通常由钢筋混凝土框架结构支承。拦污栅框架由柱及横梁组成，横梁间距一般 不大于4米，本设计取2.4米拦污栅由若干栅片组成，每块栅片的宽度一般不超过2.5米，取1.8m,高度不超过4米，取1.8米。栅条的厚度由强度计算决定，通常厚8至12mm对混流式水轮机，栅条厚度b Di/30,本设计取10mm4.2.4通气孔的面积确定通气孔的面积常按最大进气流量除以允许进气流速得出。最大进气流量

41、出现在闸门紧急关闭时，可近似认为等于进水口的最大引用流量。允许进气流速与引水道形式有关，对坝内埋管可取7080m/s。2通气孔的直径取为1.2m,面积为1.13m ,对应的进气流速为68.8 m/s.通气孔顶端高出上游 最高水位，防止水流溢出。第五章 主厂房尺寸及布置5.1 厂房高度的确定根据厂房各部位之间的关系，可以从下到上一层一层确定，在确定过程中，坚持符合规范和条件以及节省的原则。5.1.1 水轮机安装高程Zs=Vw+Hs+bo/2=202+0.03+0.75/2=202.41m5.1.2 . 尾水管顶部高程及尾水管底部高程尾水管顶部高程为Zs- b0/2=202.41-0.75/2=2

42、02.04m尾水管顶部高程=尾水管顶部高程-尾水管高度=202.04-7.8 =194.24m5.1.3 基岩开挖高程基岩开挖高程=尾水管底部高程-底板厚=194.24-2=192.24m5.1.4 水轮机层地面高程水轮机层地面高程=水轮机安装高程+蜗壳进口断面半径+蜗壳上部混凝土厚=202.41+1.68+1=205.09m5.1.5 发电机层楼板高程发电机层楼板高程=水轮机层地面高程+水轮机井进人孔高度（2m） +进人孔顶部深梁（1m）+ 定子高度 +上机架高度=205.09+2+1+2.75+1.31=212.15m5.1.6 吊车轨顶高程吊车轨顶高程=发电机层楼板高程+吊运物与固定物间

43、垂直安全距离+起吊设备高度=202.15+1+7.5+0.146=220.80m5.1.7 厂房顶高程厂房顶高程=轨顶高程+轨道面至起重机顶距离+房顶净高+混凝土厚度=220.80+3.7+0.3+3=227.8m5.2 主厂房长度的确定5.2.1 机组段长度确定机组段长度L 1式中Lmax x 、 Lmax x机组段沿厂房纵轴线方向，在机组中心线两侧的最大尺寸。蜗壳层式中 R i 345o 、 R i 165o 蜗壳沿厂房纵轴线方向， 在机组中心线两侧的最大尺寸 蜗壳四周的混凝土厚度，取为1m。尾水管层式中B 尾水管宽度度，B 8.16m；尾水管混凝土边墩厚， 1m 。发电机层式中 发电机风

44、罩内径， =9.4m发电机风罩壁厚， =0.5mb 两台机组之间风罩外壁净距，一般取 1.52.0m,若两机组间设楼梯取为 34m,本设计取为3.6m。经比较，确定机组段长度为 14m。5.2.2 端机组段长度端机组段的附加长度：A L=(0.21.0) D1式中Di 转论直径，mr(Di=3.0m)考虑到下部块体在端部设置了检修集水井和渗漏集水井，根据需要，附加长度取为 1.5m5.2.3 装配场长度装配场长度L=(i.0i.5. ) Li=(i42i) m ，考虑发电机转子，发电机上机架，水轮机转轮，水轮机顶盖的尺寸，确定装配场的宽度为 i7m5.3 主厂房宽度和桥吊跨度的确定主厂房宽度B

45、B= Bi+ B2式中 Bi 机组中心线至上游侧的宽度，m；B2 机组中心线至下游侧的宽度，m。由下部块体决定的厂房最小宽度上游侧宽度Bi：81即组中心线至上游涡壳外缘尺寸+涡壳外包混凝土 +外墙厚=5.24+i+2=7.24m下游侧宽度B2：B2=m&中心线至下游涡壳外缘尺寸+涡壳外包混凝土 +外墙厚=3.92+1+2=6.92m则下部块体宽度方向的最小尺寸为：B= B1+ B2=7.24+6.92=14.16m由发电层决定的厂房宽度B= 风罩直径+2X通道宽度+外墙厚=9.4+2 X2+3=16.4m。选择桥吊跨度为16m,根据前面算出的发电机转子重量173.1t,选择2X100

46、(t),跨度为16m的双小车桥式起重机。本设计中，发电机转子在上游侧起吊，考虑到发电机转子与周围建筑物及设备之间的最小间隙，水平方向为0.4m,垂直方向0.61.0m,若采用刚性吊具，垂直间隙可减为 0.25 0.5m,通过画图，为保证发电机转子在水平方向的安全距离，发电机主轴在垂直方向与发电 机层楼板距离取为1.0m。机组中心线距上游距离为7.5m,据下游距离为8.5m。主厂房总宽度为7.5+8.5+1.5+1.5=19m 。装配厂宽度：采用与主厂房宽度相同 19m。第六章混凝土溢流坝6.1 溢流坝段总宽度的确定6.1.1 单宽流量q的选择当河谷狭窄、岩石坚硬、且下游水深较大时，应选择较大的

47、单宽流量，本工程所处河谷 狭窄、坝址两岸地形对称，岩性均一，较新鲜完整，风化浅，构造不甚发育，水文地质条件3,较简单，故属工程地质条件较好的坝址。单宽流量取为 150 m / s m。溢流前缘总净宽L6.1.2.1 初拟溢流前缘总净宽L初步确定溢流前缘总净宽L,Q 14100L = 50 =94m6我国目前大中型混凝土重力坝， 溢流孔净宽一般常用812m。本设计采用溢流式厂房， 其四个压力水管的进水口布置在溢流坝闸墩之下，这种布置方式进水口闸门及拦污栅的提降与溢流坝顶闸门的操作互不干扰，布置和运行都比较方便，采用这种布置方式时，闸墩的厚 度必须考虑布置进水口闸门井和拦污栅的需要，厚度需要增大，

48、四个闸墩的尺寸相应的加宽定为6m,根据之前确定的一个机组段长度为14m,确定这四个闸墩间的溢流孔净宽为 8m,根据初步确定的溢流前缘的宽度 94m,再设置六个净宽为12m的溢流孔。其余的四个闸墩 宽度取为3m,边墩宽度取为2m。6.1.2.3确定的溢流前缘总净宽最后确定的溢流前缘总净宽为8 3 12 6=96m对应的单宽流量Q 141003,q=146.88<150m / s mL 966.1.3确定溢流坝段总宽度溢流段总宽度L0Lo 83 12 664342 2=136m6.2堰顶高程的确定6.2.1 堰顶高程的确定堰顶水头Ho行近流速 堰上总水头Vo20.442H Ho - 17.5

49、8 17.57m =17.57m2g2 9.81堰顶高程设计洪水位-H=289.94-17.57=272.37m6.2.2 闸门高度的确定闸门高度二正常蓄水位-堰顶高程+安全超高 =284-272.37+(0.3 0.5) =12m选择平面闸门，工作闸门一般布置在溢流堰顶点，以减少闸门高度。为了避免闸门局部 开启时水舌脱离坝面而产生真空，将闸门布置在堰顶偏下游一些，以压低水舌使其贴坝面下泄。检修闸门位于工作闸门之前，为便于检修，两者之间留有13m的净宽，本设计取净宽1.5 m。6.3 堰面曲线的确定溢流堰采用 WE到剖面，上游堰面铅直，其堰顶上游部分由三段圆弧连接，下部与一倾斜直线相连接，再由

50、圆弧与下游河床相连接。堰面曲线的确定与最大运行水头 H max和定型设计水头Hd有关。6.3.1 最大运行水头Hmax和定型设计水头Hd的确定最大运行水头HmaxHmax 校核洪水位堰顶高程=291.8-272.37=19.43m定型设计水头Hd,为使实际运行时m较大而负压绝对值较小，对于 WESA面设计，常 取 Hd= (0.75 0.95) Hmax,即,14.57m18.46m,取 Hd=18m6.3.2 三圆弧段的确定6.3.3 曲线段的确定式中 Hd 定型设计水头K、n 与上游坝面坡度有关的系数和指数（查设计手册知k=2, n=1.85）即：X1.852 1 80.85 y6.3.4

51、 直线段的确定：直线段采用与非溢流坝段剖面一样的坡度，直线段方程为:联立方程曲线段与直线段的切点的坐标为：（26.83m, 18.83m）X=5yx1.85_1.8552180.852/ c0.8518X=10yX1.85101.852180.852180.85X=15yX1.85151.852180.852180.85X=20yx1.85201.852180.852180.85X=25yx1.85251.852180.852- -0.8518(5,0.84)(10,3.03)0.843.036.4210.9416.53(15, 6.42)(20,10.94) (25,16.53)6.3.5 反弧段的确定选择挑流消能，总有效水头为经试算，临界水深（校核洪水位闸门全开时反弧处水深） 反孤段半径，R 410 hc0 14.48 36.2m,取 R 30m6.3.6 鼻坎挑角和坎顶高程的确