水电站课程设计报告

1、1课程设计目的水电站厂房课程设计是 水电站课程的重要教学环节之一， 通过水电站厂房设计可以进一步巩固和加深厂房部分的理论知识， 培养学生运用理论知识解决实际问题的能力， 提高学生制图和使用技术资料的能力。 为今后从事水电站厂房设计打下基础。2课程设计题目描述和要求2.1 工程基本概况本电站是一座引水式径流开发的水电站。拦河坝的坝型为 5.5 米高的砌石滚水坝，在河流右岸开挖一条 356 米长的引水渠道，获得平均静水头 57.0 米，最小水头 50m，最大水头 65m。电站设计引用流量 7.2 立方米每秒，渠道采用梯形断面，边坡为 1：1，底宽 3.5 米，水深 1.8 米，纵坡 1：2500，

2、糙率 0.275 ，渠内流速按 0.755 米每秒设计，渠道超高 0.5 米。在渠末建一压力前池，按地形和地质条件，将前池布置成略呈曲线形。池底纵坡为 1：10。通过计算得压力前池有效容积约 320 立方米。大约可以满足一台机组启动运行三分钟以上， 压力前池内设有工作闸门、 拦污栅、沉砂池和溢水堰等。本电站采用两根直径 1.2 米的主压力钢管，钢管由压力前池引出直至下镇墩各长约 110 米，在厂房前的下镇墩内经分叉引入四台机组， 支管直径经计算采用直径 0.9 米。钢管露天敷设，支墩采用混凝土支墩。支承包角 120 度，电站厂房采用地面式厂房。2.2 设计条件及数据1. 厂区地形和地质条件：水

3、电站厂址及附近经地质工作后，认为山坡坡度约30 度左右，下部较缓。沿山坡为坡积粘土和崩积滚石覆盖，厚度约 1.5 米。并夹有风化未透的碎块石，山脚可能较厚，估计深度约 22.5 米。以下为强风化和半风化石英班岩，厂房基础开挖至设计高程可能有弱风化岩石， 作为小型水电站的厂址地质条件还是可以的。2. 水电站尾水位：厂址一般水位 12.0 米。厂址调查洪水痕迹水位 18.42 米。3. 对外交通：厂房主要对外交通道为河流右岸的简易公路，然后进入国家主要交通道。4. 地震烈度：本地区地震烈度为六度，故设计时不考虑地震影响。12.3 课程设计成果要求厂房布置设计的内容为： 根据给定的原始资料及机电设备

4、， 选择水轮机型号。决定厂房的型式及其在枢纽中的位置， 进行厂区和厂房内部的布置， 决定厂房的轮廓尺寸；计算管壁厚度并进行管壁应力分析。完成厂区布置及主、副厂房布置得设计; 编写设计计算说明书。3课程设计报告内容3.1 水轮机型号选择根据该水电站的水头：平均静水头57.0 米、最小水头 50米、最大水头65 米。水头作用范围 5065m，在水轮机系列型谱表 3-3，表 3-4中查出合适的机型有 HL230 和 HL220 两种，现将两种水轮机作为初选方案，分别求出其有关参数，并进行比较分析。表 3-1大中型混流式转轮参数（暂行系列型谱）适用水头范转轮型号围使用型号旧型号30HL310HL365

5、,Q25-45HL240HL12335-65HL230HL263,H250-85HL220HL7023.2 HL220 型水轮机的主要参数选择1. 转轮直径 D1 的计算通过查水电站表3-6 可得 HL220 型水轮机在限制工况下的单位流量Q1M'1150 L s1.15m3s ，效率 M89% ，由此可初步假定原型水轮机在该工况下的单位流量 Q1'Q1M'1150L s1.15 m3s ，效 率89.15% ，即假设0.15% ，M89%0.15%89.15% 。上述的 Q1' 、和 Nr845KW 、 H r57.0m 代入D 1N r8450.442m9.

6、81Q1'H r H r9.81 1.155757 0.8915表 3-2反击型水轮机转轮标称直径系列（单位： cm）2253035404250607180841001201401601802002252502753003303804104505005506006507007508008509009501000查表 3-2 选用与之接近而偏大的标称直径D1 0.5m。2. 转速 n 的计算查 水电站表 3-4 可得 HL220 型水轮机在最优工况下单位转速n10'M70 r min 初 步假 定 n10'n10'M91% ， 将 已知 的 n10' 和

7、H av57.0m ，D10.5m代入n1'H 70571057.0 rmin ，n0.5D1表 3-3磁极对数与同步转速关系磁极对数 P345789101214同步转速 n1000750600428.6375333.3300250214.3（ r/min）磁极对数 P161820222426283032同步转速 n187.5166.7150136.4125115.4107.110093.8（ r/min）磁极对数 P3436384042464850同步转速 n88.283.3797571.468.262.560（ r/min）通过查表3-3 磁极对数与同步转速关系，选取与之接近的同步

8、转速：n1000r / min 。3. 效率及单位参数修正查水电站表3-6 可得 HL220 型水轮机在最优工况下的模型最高效率为M max 91.0%，模型转轮直径为 D1M0.46m ，得原型效率：max1(1Mmax )5D1M1(10.91)50.4691.15%D10.5效率修正值maxM max91.15%91.0%0.15% ，由此可得原型水轮机在最优工况和限制工况下的效率为：3maxM max91.0% 0.15% 91.15%M89%0.15%89.15%（与假定值相同）单位转速的修正值按下式计算n1'n10'M (maxM max1)则n1'maxM

9、 max10.91150.91 1 0.0008 0.03，按规定单位转n10'M速可不加修正，同时，单位流量Q1' 也可不加修正。由上可知，原假定的91% 、 Q1'Q1M 、1010 M 是正确的，那么上述计算及选用的结果 D10.5m、 n 1000rmin 也是正确的。4.工作范围的检验在选定 D1 0.5m、 n1000r min 后，水轮机的 Q1' max 及各特征水头相对应的 n1' 即可计算出来。水轮机在H r 、 N r 下工作时，其 Q1' 即为 Q1'max ，故'Nr8453/ s ，Q1 max9.81

10、 0.52 57570.8981.15 m9.81D12 H r H r0.8915此值与原选用的 Q1 ' =1.15m3 / s 相比，符合“接近而不超过”原则，说明所选的 D 1 是合适的。则最大引用流量为：Qmax Q1'max D12 H r 0.898 0.5257 1.695m3 / s与特征水头 H max 、 H min 、 H r 相对应的单位转速为：n'nD110000.562.02r / min1minH max65n1'maxnD110000.570.71r / minH min50'nD11000 0.566.23r / mi

11、nn1rH r57在 HL220型水轮机模型综合特性曲线图上分别绘出Q1'max 0.898m3 s ，4n1' max70.71r / min 和 n1' min62.02r / min 的直线，得这三根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。所以对于HL220 型水轮机方案，所选定的参数 D 10.5m 和 n1000r / min 是合理的。5. 吸出高度 Hs 的确定查小型水电站中册，水轮机部分，天津大学主编，P812-813 表 2-3 和P840 图 2-24 得气蚀系数 0.133（限制工况），气蚀系数修正值 0.022（当HP57.0

12、米时），由此可求出水轮机的吸出高度为：H s 10H 101257 1.154m0.13 0.022900900可见， HL220 型水轮机方案的吸出高度满足电站要求。3.3 HL230 型水轮机的主要参数选择1. 转轮直径 D1 的计算通过查水电站表3-6 可得 HL230 型水轮机在限制工况下的单位流量Q1M'1110 L s 1.11m3 s ，效率 M85.2% ，由此可初步假定原型水轮机在该工况下的单位流量''1110L sm3s ，效率85.59%，即假设Q1Q1M1.110.39% ，M85.2%0.39% 85.59% 。上述的 Q1' 、和 N

13、r845KW 、 H r57.0m 代入D 1N r8450.451m9.81Q1'H r H r9.811.155757 0.8559查表 3-2 选用与之接近而偏大的标称直径 D10.5m。2. 转速 n 的计算查 水电站表 3-4 可得 HL230 型水轮机在最优工况下单位转速n10'M 71r min 初 步假 定 n10'n10'M90.7% ，将 已知的 n10'和 H av57.0m ，D10.5m代入n1' H71 57min ，n1072.08rD10.5通过查表3-2 磁极对数与同步转速关系表，选取与之接近的同步转速：n100

14、0r / min 。53. 效率及单位参数修正查水电站表3-6 可得 HL230 型水轮机在最优工况下的模型最高效率为M max 90.7% ，模型转轮直径为 D1M0.404m ，得原型效率：1 (1Mmax )5D1M1(10.40491.09%maxD10.907)50.5效率修正值maxM max91.09%90.7%0.39% ，由此可得原型水轮机在最优工况和限制工况下的效率为：maxM max90.7% 0.39%91.09%M85.2%0.39%85.59%（与假定值相同）单位转速的修正值按下式计算n1'n10'M (maxM max1)则n1'maxM

15、max10.9109 0.907 1 0.0021 0.03 ，按规定单位n10'M转速可不加修正，同时，单位流量Q1' 也可不加修正。由上可知，原假定的91% 、 Q1'Q1M 、 1010 M 是正确的，那么上述计算及选用的结果 D10.5m 、 n1000rmin 也是正确的。4. 工作范围的检验在选定 D1 0.5m、 n1000r min 后，水轮机的 Q1' max 及各特征水头相对应的 n1' 即可计算出来。水轮机在 H r 、 N r 下工作时，其 Q1' 即为 Q1'max ，故Q1' maxNrH r9.81

16、0.528450.935 1.15 m3 / s ，9.81D12 H r57570.8559此值与原选用的 Q1 ' =1.15m3/ s 相比，符合“接近而不超过”原则，说明所选的 D 1 是合适的。则最大引用流量为：QmaxQ1'max D12 H r0.9350.52571.765m3 / s与特征水头 H max 、 H min 、 H r 相对应的单位转速为：6n1'minnD110000.562.02r / minH max65n1'maxnD110000.570.71r / minH min50n1'rnD11000 0.566.23r

17、/ minH r57在 HL230型水轮机模型综合特性曲线图上分别绘出Q1'max 0.935m3 s ，n1' max 70.71r / min 和 n1' min62.02r / min 的直线，得这三根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。所以对于HL230 型水轮机方案，所选定的参数 D 10.5m 和 n1000r / min 是合理的。5. 吸出高度 Hs 的确定查小型水电站中册，水轮机部分，天津大学主编，P812-813 表 2-3 和P840 图 2-24 得气蚀系数 0.17（限制工况），气蚀系数修正值 0.022（当H P57.0

18、m时），由此可求出水轮机的吸出高度为：H s 10100.17 0.022570.955mH 10900900可见， HL230 型水轮机方案的吸出高度满足电站要求。3.4HL220 型与 HL230 型水轮机的比较分析为了便于比较分析，现将这两种方案的有关参数列表如下：表 3-4HL220 型与 HL230 型水轮机参数对照表序号12模型转3轮参数456 原型转7 轮参数项目推荐使用的水头范围（ m）最优单位转速 n10 （ r/min ）最优单位流量 Q10 （ m3 / s ）最高效率M max （）气蚀系数 转轮直径 D1（ m）转速 n（ r/min）HL220HL230508535

19、6570.071.0100091391.090.70.1330.170.50.51000100078最高效率 max （）91.1591.099额定出力 Nr (kW)84584510最大引用流量 Qmax （ m3 / s ）1.6951.76511吸出高度 HS（m）1.154-0.955由表 3-4 可见，两种机型方案的水轮机转轮直径 D1 相同，均为 0.5m, 。但HL220型水轮机方案的工作范围包含了较多的高效率区域，运行效率较高，气蚀系数较小，安装高程较高， 有利于提高年发电量和减小电站厂房的开挖量。 故选择 HL220 型水轮机方案，即：选定水轮的型号为 HL220WJ 50。

20、其主要参数如下：台数：四台；重量： 7000Kg；型号： HL702(220) WJ 50；参考价格： 22000 元/台；额定转速： n1000r/min设计水头： H P57.0m设计流量： QP1.8m3 / s额定出力： N 845KW ；3.5 水轮机装置方式的选择在大中型水电站中， 其水轮发电机组的尺寸一般较大， 安装高程也较低， 因此其装置方式多采用竖轴式， 机水轮机轴和发电机轴在同一铅垂线上， 并通过法兰盘联接。这样使发电机的安装高程较高不易受潮， 机组的传动效率较高， 而且水电站厂房的面积较小，设备布置较方便。对机组转轮的直径小于1m、吸出高度 H s 为正值的水轮机，常采用

21、卧轴装置，以降低厂房高度。 而且卧式机组的安装、检修及运行维护也方便。由上述水轮机的参数计算以及水电站的类型可以确定水轮机装置方式采用卧轴式。3.6 调速器及油压装置的选择调速器一般由调速柜、 接力器、油压装置三部分组成。 中小型调速器的调速柜、接力器和油压装置组合在一起，称为组合式；大型调速器分开设置，称为分离式。中小型调速器是根据计算水轮机所需的调速功 A 查调速器系列型谱表来选择的。反击式水轮机的调速功A （ N?m）的经验公式：8A( 200 250)QH max D1225 1.33570.52 0 3( 6Nm)Q 为最大水头下额定出力时的流量为QN845=1.33m3 / s 。

22、9.81H max9.8165故本设计选用中小型调速器， 油压装置与调速器组合在一起， 根据调速器系列型谱表选用自动调速器，型号为 XT 300。3.7 主厂房各层高程和主要尺寸的确定3.7.1 水轮机安装高程 Z s确定设计尾水位的水轮机过流量， 查水电站表 2-5 得：电站装机台数为 4 台水轮机的过流量为 1 台水轮机的额定流量。吸出高度：H s10900mH已知：m =0.133, 0.022，H=57m， w 尾水位 12mH s10120.02257 1.15m0.133900对应卧轴反击式水轮机：Z swHS D1 /212 1.150.5 / 2 12.9m3.7.2 水轮机的

23、地面高程由水轮机的布置方式可以知主机房地面高程为12.3m，即水轮机的地面高程为 12.3m。3.7.3 尾水管底板高程和出口高程由水轮机发电机组横剖面图 A A 得尾水管高度为 3.70m，尾水管出口距离尾水室地板高度为 0.75m，所以尾水管地板高程为尾水管底板高程 = Z sh1h212.93.700.758.45m尾水管出口高程 = Z sh112.93.709.2mh1 尾水管高度， m ； h2 尾水管出口距离尾水室地板高度， m3.7.4 厂房基础开挖高程根据尾水管底板高程8.45m，底板混凝土厚度取1.0m，则厂房基础开挖高程为 7.45m。3.7.5 蝶阀坑高度和宽度9查小型

24、水电站中册，对于卧式机组不必设置贯通全厂的主阀廊道，单个设置主阀坑即可。主阀坑应便于主阀的安装、检修和操作 , 操作主阀一侧的空间应不小于 1m，对于侧主阀外廓与坑壁的距离不小于 0.8m。厂内有吊车时，应将主阀布置在吊车工作范围之内。蝴蝶阀参数：0.8m 手电动操作；重量：阀体 340Kg；活门： 277Kg；启闭方式：电动操作；主要尺寸： a=1730mm； b=880mm；c=350mm；d=850mm； e=470mm。图 3-1立式蝴蝶阀外形示意图所以，蝶阀坑宽度 =d+1000+800=2650mm=2.65m蝶阀坑高度 = a 1000 =1730+1000=2730mm=2.7

25、3m 3.7.6 尾水室的尺寸10图 3-2弯锥形尾水管尾水室尺寸由图 3-2 所示： D3D10.5 1 cmL34D3120 140h(1.1 1.5) D3c0.85D3b(1.0 1.2)D3V5(0.235 0.7) H ，经济流速取 1m s 。根据水轮发电机组剖面图 A-A 、B-B ，已知D30.5m，L=3.7m，；h=0.75m求出 c=0.425，b=0.51，所以尾水室的宽度为 B=0.51+0.51+1.08=2.1m。该水电站的设计引水流量 7.2 立方米每秒，并且由于有 4 个水轮机所以，尾水室的流量Q 7.2 4 1.8 m3 s ，经济流速 V1m / s ，

26、AQ1.8m2bh ，h1.80.86m 。V2.1所以该尾水室的宽度取2.0m，高度取 1.5m。3.7.7 尾水渠的尺寸尾水渠的流量 Q 7.2 41.8m3 s ，经济流速 V 1.5m / s ， AQ1.2m 2 ，VA1.2h0.57m 。所以该尾水渠的宽度取 2.0m，高度取 1.5m。b2.13.7.8 吊车轨顶高程吊车轨顶高程 =发电机层地面高程 +发电机层楼板至吊车轨顶高度发电机层楼板至吊车轨顶高度，根据吊车吊运最长部件的方式，外形尺寸及安全距离确定，厂房内最长吊运部件为尾水管，高度为3.7m。11对于卧式水轮机吊车轨顶高程：Z sh3h4h5 h6h7h3 为机组部件外露

27、高度取1.5mh4 为吊运部件与固定的机组或设备间的垂直净距；水平净距0.3m，垂直净距 0.6m1.0m。取 0.8m，h5 最大吊运部件的高度取尾水管的高度为2.1m。h6 吊运部件与吊钩之间的距离（一般在1.01.5m 左右）取 1.2mh7 主钩最高位置 （上极限位置） 至轨顶面高程， 已知吊车梁采用柳州起重工具厂的，跨度为11m，对应的吊钩极限位置为0.98m，取 1m。即吊车轨顶高程 =12.9+1+0.8+2.1+1.2+1=19m，如图 3-3。图 3-3吊装过程各部分尺寸示意图3.7.9 厂房天花板高程和厂房顶高程为了检修吊车和布置灯具，需在小车顶端到厂房天花板或屋顶大梁底面

28、之间，留出至少 0.3m 的安全高度。吊车在轨顶以上的高度由吊车规格决定。天花板高度 =吊车轨顶高程 +吊车在轨顶以上的高度 +安全超高综合考虑，厂房天花板高程定为 20.5m。123.8 主厂房的长度和宽度3.8.1 机组间距 Lc机组的布置方式： 机组的布置方式对确定厂房轮廓尺寸有较大的影响。 其布置方式有纵向布置、 横向布置和斜向布置三种。 本设计厂房中的机组布置采用横向布置，机组等距离布置。卧式机组厂房尺寸的原则有：1、机组间距应满足两点：发电机转子安装、检修时能抽出和套入；设备外廓之间的距离，一般为 2m 左右。靠机组设备外端与侧墙的距离，同样满足上述要求。2、电气屏柜与设备之间的距

29、离，对于有吊车的厂房，一般不宜小于 1.5m。控制屏、动力屏后端离墙应有 0.81.0m 的距离。3、当厂内设有主阀时，应设主阀坑，上下游侧与压力钢管连接的法兰面与墙的距离，一般不应小于 300 毫米。4、安装间的面积，应满足一台机组扩大性检修的需要，一般可取为一个机组段长度的 1.01.3 倍，视机组容量和台数而定。5、当厂内设有吊车时，确定厂房宽度应考虑到吊车的标准跨度要求。根据以上原则确定：机组间距Lc 取 6m。3.8.2 边机组段长度与安装间相邻的边机组长度， 必须满足发电机层设备布置要求， 下部块体结构尺寸应考虑蜗壳外围或尾水管边墙的混凝土厚度 0.8m 以上，而与安装间相对一端边

30、机组段长度，除满足设备布置外，为了保证边机组在吊桥工作范围以内，则 L1Jx ，其中 J 为吊桥主钩至桥吊外侧的距离，x 为吊车梁末端挡车板的长度， x 一般为 0.40.9m。由此取边机距离墙壁的长度L1 =4.5m， L2 =5.5m。3.8.3 安装间的长度安装间的长度当机组台数不超过46 台时，可按检修一台机组时能放置四大部件并留有做够的工作通道来确定。初步设计时，可采用La =(1.01.5) Lc ，故取安装间的长度为8m。3.8.4 主厂房的总长度当 n 、 Lc 、 L1 、 L2 、 La 确定后，则主厂房的总长度为：L ( n 1) LcL1L2 La 36 4.5 5.5

31、 7 35m厂房两边的墙体采用的厚度为0.37m，墙壁中轴线距离外墙的距离为 0.2m。柱子的尺寸为 0.60.4m。133.8.5 厂房的宽度主厂房的宽度应从厂房上部和下部结构的不同因素来考虑。上部宽度取决于吊车的跨度， 发电机尺寸、 最大部件的吊运方式、 辅助设备的布置与运行方式等条件。厂房下部宽度取决于蜗壳和尾水管的尺寸。 根据水轮机发电机组横剖面图A A 得机组总厂约为6m，并考虑厂内交通及10t 吊车的标准跨度为10m 和保证能套入和抽出发电机转子，墙体宽度等因素，定出厂房的宽度为11m。3.9 安装间的布置3.9.1 安装间的位置安装间一般均布置在主厂房有对外道路的一端， 高程和主

32、厂房高程一至。 对外交通通道必须直达安装间， 车辆直接驶入安装间以便利用厂房桥吊卸货。 水电站对外交通运输道路可以是铁路、 公路、或水路。对于中小型水电对外交通运输道路站采用公路。3.9.2 安装间的尺寸安装间与主厂房同宽以便桥吊通行，所以安装间的面积就决定了它的长度。安装间的面积可按一台机组扩大性检修的需要确定，一般考虑放置四大部件，即发电机转子、发电机上机架、水轮机转轮、水轮机顶盖。四大部件要布置在主钩的工作范围内， 其中发电机转子应全部置于主钩起吊范围内。 发电机转子和水轮机转轮周围要留有 12m 的工作场地。3.9.3 安装间的布置安装间内要安排运货车的停车位置主变压器有时也要在安装间

33、进行检修， 这时要考虑主变压器运入的方式及停车点。主变压器大修时常需吊芯检修， 在安装间上设尺寸相同的变压器坑。 发电机转子放在安装间上时主轴要穿过地板， 地板上在相应位置要设大轴孔， 下要设大轴承台，并预埋底脚螺栓。安装间大门尺寸选用 4.0m×4.5m。3.10 主厂房内机电设备布置及交通运输3.10.1 主厂房内机电设备的布置主厂房内的机电设备主要的有水轮发电机组及其辅助附属设备（调速器、励磁盘及机旁盘），蝴蝶阀等。机组及其辅助附属设备：调速器布置在发电机房，四周均留有大于 1.0m 宽的空间，以便于操作维修。调速器紧邻发电机，以缩短管路和运行操作方便。励磁盘与机旁盘装置在距离

34、墙壁 0.8m 处。3.10.2 吊物孔水电站厂房只在发电机层设有吊车， 其他层如水轮机层的一些小型设备需要检修时，要将其吊运到发电机层的安装场， 这就需要在发电机层的楼板上设置吊物孔，用于起吊发电机层以下几层的一些小型设备。孔尺寸为2.2m×1.6m 的吊14物孔，盖有承重盖板。3.10.3 调速器型号： XT-300台数：4台接力器全行程： 150mm接力器全行程时间： 1.55s外形尺寸：长宽高（ mm）163510001785重量： 1081kg参考价格： 20000 元安装位置为机组右边组成：压力油罐、储油槽和油泵。3.11 副厂房布置副厂房：应紧靠主厂房， 基本上布置在主

35、厂房的上游侧，下游侧和端部， 可集中一处，也可分两处布置，本设计布置在主厂房的上游侧。副厂房的组成、 面积和内部布置取决于电站装机容量、 机组台数、电站在电力系统中的作用等因素。1、中央控制室中控室是为了集中地对整座电站发电、 配电、变电设备以及下游水位、 流量进行监视和控制而集中布置各种控制仪表的专门房间。其中布置有各种指示盘、同步盘、记录盘等控制盘、直流盘、保护盘和信号盘等，它是电站的神经中枢。中控室应尽量靠近主机房，交通方便。同时与开关站之间有方便通道联系。引水式厂房中央控制室应尽量靠近主机房和开关站之间， 并靠近机组。一般也常布置在主厂房的一端，此时应结合装机顺序对初期发电和分歧过度的

36、各种电缆、维护通道等进行统盘考虑，以保证中控室的安全运行。中控室的净高度一般为44.5m.。中控室和发电机层之间最好用玻璃做成隔音墙。中控室下层应设电缆层或电缆夹层，净高度一般不小于 2m，也不宜大于2.5m。中控室附近应设置交接班室、值班室及厕所等。中控室的长为10m，宽为 6m，中控室内放置7 面保护屏， 7 面控制屏， 3面厂用屏， 3 面直流屏，外形尺寸均为 宽长（cm）5580 ，并设置一个工作台。中控制的净高取 4.5m，总的高度为 6.5m。由于该电电站为小型电站，故不设载波电话室，只在中央控制室中设一载波机。2、高压开关室发电机低压配电设备是指发电机引出线至主变压器升压前的低压

37、配电设备。位于发电机和主变压器之间， 并尽可能缩短其距离。 发电机低压配电设备通常布15置于成套的开关柜中，其副厂房称为高压开关室。高压开关室， 当其长度超过 7 米时，应设两个向外开的门出口， 通向其他房间或室外。不应布置在厕所、浴室的下面。高压开关室长为10m，宽为 6m，里面放置 13 个高压开关柜， 将开关柜设置成两排， 中间的维护通道为 1m，尺寸为长 宽 高 （cm）120 120 320 。开关室布置在安装场上游侧，开关室设有一宽度为 1.5m 的门和一宽度为 0.9m 的门。3、厂用设备的布置厂用电大部分是交流电， 厂用变压器常设两台， 一台备用， 布置在厂用开关室内。厂用电小

38、部分是直流电，主要供给操作电路、信号以及继电器用电。直流电来自蓄电池， 厂房一般需设直流电设备室。 直流配电室一般包括蓄电池室、 酸室、套间、充电机室、通风机室、直流配电盘等，它们应作为一个整体而布置在一起，并接近中控室。 蓄电池室应尽量布置在中控室及配电装置室上部。 其入口设有酸室和套间，以防酸气歪流。根据以上要求将贮酸室布置在中控制的旁边，宽度为 2.5m，长度为 6m；蓄电池室布置在贮酸室的旁边， 宽度为 3.5m，长度为6m。4、楼梯厂房各层之间用楼梯作主要交通通道， 运行人员上下各层从楼梯上通行。 从副厂房到安装间的楼梯宽为 1.5m，从主厂房到副厂房的楼梯宽为 1.2m。5、值班室

39、和卫生间值班室和卫生间布置在中控室旁边，值班室长为 6m，宽为 3m；卫生间长为4.5m，宽为 3m。6、休息室和工具间工具间布置在发电机层旁边， 邻近安装间的位置， 作为放置日常工具与零碎用品的场所。故将工具间布置在开关室的旁边，邻近安装场，长度为 3.5，宽度为 3,m,。休息室布置在卫生间附近，长为 3m，宽为 2.5m。7、主变压器场变压器场应尽量布置在露天场地， 保证良好的通风条件； 最好能靠近低压配电装置和主厂房， 可减少事故几率； 其场地最好与装配厂高程一致， 并有轨道相连，以便与将变压器运送到装配场进行检修。变压器场面积为12× 10m。8、对外交通引水式厂房一般沿河

40、岸布置， 进厂公路可沿等高线从厂房。 公路要直接通入主厂房的安装间，临近厂房一段应是水平，长度不小于20m，并有回车场地。公路的坡度不宜大于10%12%，转弯半径大于 20m。公路宽采用 6 米。3.12 钢管应力分析163.12.1 基本资料确定本电站采用两根直径1.2 米的主压力钢管，钢管由压力前池引出直至下镇墩各长约 110 米，在厂房前的下镇墩内经分叉引入四台机组，支管直径 0.9 米。钢管露天敷设，支墩采用混凝土支墩。 支承包角 120 度，电站厂房采用地面式厂房。根据工程经验和设计要求，在压力前池后设一上镇墩，与下镇墩用内径为1.2m的压力钢管相连， 支敦间距 10m，管轴线与地面

41、倾角30 ，上镇墩以下 2m 处设伸缩节，填料长 b10.3m ，与管壁摩擦系数f0.25 ，支墩为滚动式，摩擦系数 f0.1 ，钢材糙率 n0.0135 ，钢材允许应力120MPa ，焊缝系数0.95 ，钢管末跨跨中心处工作静水头h57.0 ，水击压力H0.3H 0 ，要求对末跨跨中断面校核管壁应力强度。校核1 1 断面的 0o和 180o。简图如下：本次设计的荷载组合选定为正常运行情况， 轴向力主要有 A1 、A5、A6、A7 、A8。3.12.2 管壁厚度的确定1、管壁厚度的初步确定管壁的计算厚度计 按锅炉公式计算：H 57m, D1.2m,0.95，120Mpa 带入公式，计算得：HDHD0.001（57 0.3 57） 100 120计20.8520.950.854.5mm212017考虑钢板厚度的误差及运行中的锈蚀和磨损，加上2mm 的裕度，所以初步确定钢管壁厚为计2mm4.526.5mm。2、管壁的刚度校核：已知D4 ，且6mm ， D 1.2m 。800所以6.5120045.5 ，且6mm ，故满足刚度校核要求。8003、稳定校核：已知若管壁稳定则要满足计D，但 D9.23计6.5mm ，所以稳定13