乌溪江水电站枢纽布置及岔管设计计算书

1、目 录目目 录录.- 1 -第一章第一章 基本资料基本资料.- 4 -第二章第二章 水轮机水轮机.- 4 -2.1 水电站水头的确定 .- 4 -2.2 水轮机型号选择 .- 4 -HL200型水轮机方案的主要参数选择.- 4 -2.2.2 HL180型水轮机方案的主要参数选择.- 6 -2.3 调速设备及油压装置选择 .- 7 -调速功计算.- 7 -接力器的选择.- 7 -调速器的选择.- 8 -油压装置的选择.- 9 -2.4 水轮机安装高程 .- 9 -2.5 蜗壳及尾水管 .- 9 -蜗壳断面型式.- 9 -蜗壳水力计算.- 9 -尾水管尺寸的确定.- 10 -2.6 水轮机进水阀和

2、起重设备 .- 10 -第三章第三章 发电发电机机.- 12 -3.1 主要尺寸 .- 12 -3.2 水轮发电机重量 .- 12 -第四章第四章 混凝土重力坝混凝土重力坝.- 13 -4.1 坝顶高程 .- 13 -设计洪水位情况.- 13 -校核洪水位情况.- 13 -4.2 坝顶宽度 .- 14 -4.3 重力坝基本剖面 .- 14 -4.4 重力坝实用剖面 .- 14 -4.5 稳定和应力校核 .- 15 -设计洪水情况.- 15 -校核洪水位情况.- 19 -第五章第五章 溢流坝溢流坝.- 24 -溢流坝孔口尺寸的确定.- 24 -5.1.1 溢流坝下泄流量的确定.- 24 -孔口净

3、宽溢流坝段总长度.- 24 -堰顶高程的确定.- 24 -5.1.4 闸门高度.- 25 -5.1.5 定型设计水头.- 25 -5.2 溢流坝的剖面设计 .- 25 -5.2.1 溢流面曲线.- 25 -5.2.2 消能防冲设计.- 25 -5.3 溢流坝稳定验算 .- 27 -设计洪水位.- 27 -校核洪水位.- 29 -第六章第六章 引引水水建筑物建筑物.- 31 -6.1 有压进水口 .- 31 -有压进水口高程.- 31 -进口段- 31 -闸门段和渐变段.- 31 -6.1.4 拦污栅断面.- 31 -6.2 压力管道及分岔管.- 31 -6.3 调压室.- 32 -6.3.1

4、设置调压室条件.- 32 -6.3.2 托马断面.- 32 -6.3 .3 调压室设计比较.- 36 -第七章第七章 厂房厂房.- 47 -7.1 主厂房长度确定 .- 47 -机组间距.- 47 -端机组段长度.- 47 -安装间长度.- 47 -7.2 主厂房宽度确定 .- 47 -7.3 主厂房主要高程确定 .- 48 -尾水管底板高程.- 48 -基岩开挖高程.- 48 -水轮机层地面高程.- 48 -主阀廊道地面高程.- 48 -发电机层地面高程和安装间地面高程.- 48 -尾水平台高程.- 48 -吊车轨顶高程.- 48 -厂房天花板高程和厂房顶部高程.- 49 -第八章第八章 岔

5、管岔管.- 50 -8.1 岔管布置及结构分析 .- 50 -8.1.1 布置形式.- 50 -8.1.2 几何尺寸.- 50 -8.2 水力计算及壁厚计算 .- 73 -正常运行情况最高压力及壁厚计算.- 73 -特殊运行情况最高压力及壁厚计算.- 75 -8.3 抗外压稳定校核.- 77 -第一章 基本资料第二章 水轮机2.1 水电站水头的确定NH 曲线图。设计蓄水位下四台机组满发查 NH 曲线图得 H=设计低水位下四台机组满发查 NH 曲线图得 H=设计洪水位下最大下泄流量 5400,查获青水位流量关系得下游水位,净水sm3头 H=96（237.5-124.915）=校核洪水位下最大下泄

6、流量 9700，查获青水位流量关系曲线得下游水sm3位,净水头 H=96（239-129.5）=故最大水头=，最小水头minH=,平均水头avH =71.5=maxH2.2 水轮机型号选择根据该水电站的水头工作范围109.97m，查水电站教材型谱表选择合适的水轮机型有 HL200、HL180 两种。现将这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。本电站 4 台机组，装机容量 N=170000kW，发电机效率=97，则水轮机单机出力 N=mN97. 04170000HL200 型水轮机方案的主要参数选择2.2.1.1 转轮直径1D(假定=90%)= m 取标称直径rr1r1HH

7、81Q. 9ND %906 .946 .9495. 081. 943.43814=1D2转速 n取 n=300r/minminr6 .2645 . 26 .9468DHnn1av10效率及单位参数修正%4 .935 . 246. 0%)7 .901 (1DD)1 (1551M1Mmaxmax=1.5% %6 . 0%5 . 1%7 .90%4 .93maxMmax（与上述假定相同） M89.4%0.6%90%3% %5 . 11%7 .90%4 .931nnMmaxmax101单位转速可不加修正，同时，单位流量1Q也可不加修正。工作范围的检验%906 .946 .945 . 281. 943.

8、43814HHD81. 9NQ2rr21rmax1 =0.863sm36 .945 . 2863. 0HDQQ2r21max1max=5sm3minr5 .7197.1095 . 2300HnDnmax1min1minr7 .885 .715 . 2300HnDnmin1max1minr1 .776 .945 . 2300HnDnr1r1在 HL200 型水轮机模型综合特性曲线图上画出工作范围。水轮机吸出高度 Hs 计算 ,在该型号水轮机模型综合特性曲线中查得模型minr1 .77nr1max1Qsm3气蚀系数=0.105.根据设计水头 Hr=查水电站图 2-26 得气蚀系数修正值=0.018

9、，下游平均水位查获青水位流量关系曲线得，故水轮机吸出高度Hs=10-（）H=10-（0.105+0.018）90090074.115 HL180 型水轮机方案的主要参数选择转轮直径(假定=90%)1D=m 取标称直径rr1r1HH81Q. 9ND %906 .946 .9486. 081. 943.43814=2.5m1D转速 n取 n=250r/minminr7 .2605 . 26 .9467DHnn1av10效率及单位参数修正%3 .945 . 246. 0%)921 (1DD)1 (1551M1Mmaxmax 018. 0%5 . 0%8 . 1%92%3 .94maxmaxM （与上

10、述假定相同） %90%5 . 0%5 .89M 3% %3 . 11%92%3 .941nnMmaxmax101单位转速可不加修正，同时，单位流量也可不加修正。1Q2.2.2.4 工作范围的检验%096 .946 .945 . 281. 943.43814HHD81. 9NQ2rr21rmax1 =0.863sm3=56 .945 . 2863. 0HDQQ2r21max1maxsm3minr59.697.1095 . 2025HnDnmax1min1minr73.95 .715 . 2250HnDnmin1max1minr26.646 .945 . 2025HnDnr1r1在 HL180 型

11、水轮机模型综合特性曲线图上绘出工作范围。 水轮机吸出高度 Hs ,在该型号水轮机模型综合特性曲线中查得模型minr26.64nr1max1Qsm3气蚀系数=0.086.根据设计水头 Hr=查水电站图 2-26 得气蚀系数修正值=0.018，下游平均水位查获青水位流量关系曲线得，故水轮机吸出高度Hs=10-（）H=10-（0.086+0.018）90090074.115根据水轮机方案参数对照表可看出，两种不同机型方案在同样水头下满足额定出力情况下，HL180 型具有工作范围好，气蚀系数小，安装高程高等优点，故选择 HL180 型水轮机。 调速设备及油压装置选择2.3.1 调速功计算 sm45.1

12、39 . 0109.9781. 943814.4381H. 9NQ3maxr 30000NmNm10)1.875 . 1 (DHQ250200A51max属大型调速器，接力器、调速柜和油压装置应分别进行计算和选择。2.接力器的选择 接力器直径的计算采用两个接力器来操作水轮机的导水机构，选用额定油压为 2.5MPa，则每个接力器的直径为：03. 0sd2 . 0Db10 352mm109.972 . 05 . 203. 0HDbDdmax01s1由此，在水电站机电设备表 4-4 中选择与之接近而偏大的的375mmds标准接力器。接力器最大行程的计算 0maxmaxa8 . 14 . 1S导叶最大

13、开度可由模型的求得：0maxa0Mmaxa 175mm2453424287532.5ZDZDaa00M0M00Mmax0max在模型综合特性曲线上查得 a=,D=534mm,Z=24 max0MM0M02875mm5 . 215. 115D. 1D10当选用计算系数为 1.8 时，则315m. 01758 . 1Smax接力器容积的计算两个接力器的总容积sV 32max2ss07m. 0315. 0375. 02Sd2V大型调速器的型号是以主配压阀的直径来表征的，主配压阀的直径 (选用) 71mm071m. 05 . 4407. 013. 1VTV13. 1dmSssm5 . 4V,4sTms

14、由此在水电站机电设备表 4-1 中选择与之相邻而偏大的 DT-80 型电气液压型调速器。油压装置的选择此处油压装置不考虑空放阀和进水阀的用油，则压力油罐的容积3SK4m. 126. 107. 0)2018(V)2018(V由此，在水电站机电设备表 4-2 种选则与之相邻而偏大的 YZ-1.6 分离式油压装置。2.4 水轮机安装高程 一台水轮机额定流量 Q= /s,查获青水位流量关系HrN81. 99 . 06 .9481. 943.438143曲线得设计尾水位 =w 水轮机安装高程 Zs= +Hs+b /2=115.5+0.033+0.25=,取为。w02.5 蜗壳及尾水管2.5.1 蜗壳断面

15、型式金属蜗壳，断面为圆形，座环蝶形边切线与水平中心线夹角=55 ，蜗壳包角=34502.蜗壳水力计算通过任一断面 i 的流量 Q =Q/360 ，断面半径=，断面中imaxiicivQ360max心距 a =r +,断面外半径 R =r +2。蜗壳进口断面平均流速 v 根据水轮机设iaiiaic计水头查水电站图 2-8 得 v =/s，r =D ，r =Dcaabb表 2-1 涡壳计算表格从蜗壳鼻端至断面 i 的包角（ i）断面半径（m）i断面中心距(m)ia断面外半径(m)iR3451.463.513004.7725521016512075302.5.3 尾水管尺寸的确定采用弯肘形尾水管2.

16、进口直锥段单边扩散角=8中间弯肘段h=, D2.5=, h=, 4 14 161L=1 1出口扩散段=m =，h=，顶板仰角=15 ，B=。由于下游布置副厂房，尾水管加115151长至。 水轮机进水阀和起重设备采用蝴蝶阀，直径 D，进口断面直径 D0Df671. 00687. 013maxH=，D =，选用蝴蝶阀直径 D。0fm3 . 4671. 05 . 3mf6 . 4最重吊运部件重量 162t，机组台数 4 台，选用一台双小车桥式起重机，名义起重量 2100t，跨度 L。mk14第三章 发电机由 N=42500kW 和 250r/min，套用水电站机电设备附表 8，选 SF42.5-24

17、/520 型发电机。 主要尺寸定子内径=4600mm，定子铁芯长度tl=1820mm，定子铁芯外径iDaD=5200mm，定子机座外径6390mmD1，风罩内径 D2 =8800mm，转子外径=4572mm，下机架最大跨度4100mmD4，定子机座高度= 2980mm，上机3D1h架高度=1250mm，永磁机高度=600mm，定子支座支承面至下机架支承面或2h6h下挡风板之间的距离=540mm，下机架支承面主主轴法兰底面距离8h=1105mm，转子磁轭轴向高度=2550mm，发电机主轴高度=6968mm，9h10h11h定子铁芯水平中心线至法兰盘底面距=3180mm12h 水轮发电机重量水轮发

18、电机的总重量 G =318t，发电机转子重量 G =162tFZ第四章 混凝土重力坝 4.1 坝顶高程 .1 设计洪水位情况山区峡谷受台风影响，取计算风速 V =14m/s,有效吹程 2000m。0284. 014200081. 9140076. 00076. 03/1212/13/1212/12vgDvvghm57. 081. 9/142 3313. 014200081. 914331. 0331. 075. 3/1215. 2/175. 3/1215. 2/12vgDvvgLm故 Lmm62. 681. 9/142由于，h 相当于累积频率 5%的波高。查水工建筑物表 2-121 .1002

19、vgD得 h=。波浪中心线高出计算静水位 h%1。安全超高查水工建筑物mcthLHcthLhmmz24. 062. 65 .122262. 671. 0222%1表 4-5 得 h =，故坝顶上游防浪墙顶应超出水库静水位高度c。mhhhhcz65. 17 . 024. 071. 0%1设坝顶上游防浪墙顶高程=设计洪水位+mh15.23965. 15 .237设4.1.2 校核洪水位情况h=，h,安全超高查得 h,故坝顶上游防浪墙顶应超出水库%1mz24. 0mc5 . 0静水位高度。坝顶上游防浪墙顶高程mhhhhcz45. 15 . 024. 071. 0%1校=校核洪水位+mh45.2404

20、5. 1239校比较上述两种情况得坝顶防浪强顶高程为，防浪墙高度取 1m，最后确定坝顶高程为，查坝轴线工程地质剖面图得可利用基岩最低点高程 115m，故最大坝高=239.5-115=4.2 坝顶宽度 坝顶宽度 b=（8%10%）H，且不宜小于 3m，取 10m。4.3 重力坝基本剖面按在主要荷载作用下剖面满足坝基面稳定和应力控制条件确定坝底最小宽度。联立求解 B/H=，B=。1211rrc1rrfkHc其中 H=239-115=124m，坝体材料容重 r =24kN/m ，水容重 r =10kN/m ，c33坝基摩擦系数 f=0.68，扬压力折减系数=0.25，基本组合安全系数 k=1.0.1

21、解得，B=004. 04.4 重力坝实用剖面上游坡 n=0.1,下游坡 m=0.8，折坡点高程 175m，此时坝底宽度 B=。图 4-1 非溢流坝剖面图 稳定和应力校核4.5.1 设计洪水情况坝基面坝体自重：kNVWc43201606212411kNVWc2988015 .124102422kNVWc6 .1193495 .1112 .89212433静水压力：kNHPH66.736055 .1222181. 92122101kNHPH53.159403.1881. 9212122202kNVPV75.3678165 .6281. 9101kNVPV8 .176516062181. 922kN

22、VPV62.1275103.18424.142181. 933扬压力：kNBHU18.1860703.182 .10581. 921kNHBU91.2305947.10481. 925. 012kNHBU83.123232 .9681. 947.10425. 0212123kNBHHHU88.3458947.10481. 925. 003.1881. 95 .12281. 921211214浪压力：坝前水深 H =L /2=，为深水波。1mP =LkNhhLzm43.1524. 071. 062. 681. 94141%10表 4-1 非溢流坝坝基面荷载计算表格荷载垂直向下的力（kN）垂直向上

23、的力（kN）水平向右的力（kN） 水平向左的力（kN）对截面形心力臂（m）弯矩（顺时针）（kNm）弯矩（逆时针）（kNm） W2298801243008 W31HP2HPP1V182466P2VP3V1U002U3UU4LP总计坝基面抗滑稳定分析：不计凝聚力，抗滑稳定安全系数k=1.10。抗滑稳定满足要求。17. 156.7202697.12357368. 0PUWf滑动力阻滑力坝基面应力分析：坝踵处垂直应力ayMPBMBW666. 02 .105567.93843862 .10597.123573622坝趾处垂直应力ayMPBMBW683. 12 .105567.9

24、3843862 .10597.123573622 应力满足要求。折坡面：坝体自重：kNVWc1548015 .64102411kNVWc6 .254615 .512 .41212422静水压力：kNHPH16.191605 .622181. 92122101扬压力：kNBHU625.110395 .6281. 92 . 011031kNBHU39.25872 .425 .6281. 92 . 0212121032kNBHHU25.22079)5 .6281. 92 . 05 .6281. 9(21211103103浪压力：kNhhLPzLm43.1524. 071. 062. 681. 941

25、41%10表 4-2 非溢流坝折坡面荷载计算表格荷载垂直向下的力（kN）垂直向上的力（kN）水平向右的力（kN） 水平向左的力（kN）对截面形心力臂（m）弯矩（顺时针）（kNm）弯矩（逆时针）（kNm） W115480318888 W21HP1U2U3ULP总计折坡面应力分析：坝体上游面垂直应力ayMPBMBW425. 02 .5109.11346462 .51335.35043622坝体下游面垂直应力ayMPBMBW944. 02 .5109.11346462 .51335.35043622 应力满足要求。4.5.2 校核洪水位情况坝基面：坝体自重：kNVWc43201606212411kN

26、VWc2988015 .124102422kNVWc6 .1193495 .1112 .89212433静水压力：kNHPH28.754191242181. 92122101kNHPH59.244332.2281. 9212122202kNVPV04.3767166481. 9101kNVPV8 .176516062181. 922kNVPV87.1954132.22856.172181. 933扬压力：kNBHU51.2303432.222 .10581. 921kNHBU33.2244968.10181. 925. 012kNHBU71.119942 .9681. 968.10125. 0

27、212123kNBHHHU51.3366968.10175. 081. 921211214浪压力：坝前水深 H =124mL /2=，为深水波。1mP =LkNhhLzm43.1524. 071. 062. 681. 94141%10表 4-3 非溢流坝坝基面荷载计算表格荷载垂直向下的力（kN）垂直向上的力（kN）水平向右的力（kN） 水平向左的力（kN）对截面形心力臂（m）弯矩（顺时针）（kNm）弯矩（逆时针）（kNm） W2298801243008 W31HP2HPP1VP2VP3V1U002U3U138299U4LP1900.05总计坝基面抗滑稳定分析：不计凝聚

28、力，抗滑稳定安全系数 k=1.05。抗滑稳定满足要求。122. 112.7299125.12039768. 0PUWf滑动力阻滑力坝基面应力分析：坝踵处垂直应力ayMPBMBW571. 02 .105308.105688762 .10525.120397622坝趾处垂直应力ayMPBMBW717. 12 .105308.105688762 .10525.120397622 应力满足要求。折坡面：坝体自重：kNVWc1548015 .64102411kNVWc6 .254615 .512 .41212422静水压力：kNHPH88.20090642181. 92122101扬压力：kNBHU11

29、2.113096481. 92 . 011031kNBHU48.26492 .426481. 92 . 0212121032kNBHHU224.22609)6481. 92 . 06481. 9(21211103103浪压力：kNhhLPzLm43.1524. 071. 062. 681. 94141%10表 4-2 非溢流坝折坡面荷载计算表格荷载垂直向下的力（kN）垂直向上的力（kN）水平向右的力（kN） 水平向左的力（kN）对截面形心力臂（m）弯矩（顺时针）（kNm）弯矩（逆时针）（kNm） W115480318888 W21HP1U2U3ULP总计折坡面应力分析：坝体上游面垂直应力ayM

30、PBMBW346. 02 .51218.14665062 .51784.34901622坝体下游面垂直应力ayMPBMBW017. 12 .51218.14665062 .51784.34901622 应力满足要求。第五章 溢流坝溢流坝孔口尺寸的确定 溢流坝下泄流量的确定设计洪水下最大下泄流量 5400m，查获青水位流量关系曲线得下游水位s/3Q（237.5-124.915）得 Q = m，此时通过溢流坝的下泄流量 Q=Q引s/35400-0.8189.5= m引QSs/3校核洪水下最大下泄流量 9700 m，查获青水位流量关系曲线得下游水位s/3Q（239-129.5）得 Q = m，此时通

31、过溢流坝的下泄流量引s/3Q=Q9700-1194.84=m引QSs/3孔口净宽溢流坝段总长度单宽流量 50100 m，分别计算设计和校核情况下孔口宽度。s/3表 5-1 孔口净宽计算计算情况流量 Q（m）s/3单宽流量q（m）s/3孔口净宽 B（m）设计情况501008校核情况50100190.1溢流坝孔口宽度取 60m，每孔宽度 10m，孔数 n=6，初拟闸墩厚度为 3m，则溢流坝总长度 L =nb+（n-1）d=60+15=75m0堰顶高程的确定 由 q=m计算堰顶水头，计算水位减去相应堰上水头即为堰顶高程。 2302 Hg表 5-2 堰顶高程计算计算情况流量（m）s/3流量系数孔口净宽

32、（m）堰顶水头（m）堰顶高程（m）设计情况60校核情况60取堰顶高程。 闸门高度闸门高度=正常蓄水位-堰顶高程+安全超高 =231-221.81+0.1=m取门高 10m。5.1.5 定型设计水头堰上水头 H=校核洪水位-堰顶高程=239-221.81=max定型设计水头 H =（75%95%）H16.33m，取 H =15m H =，小于规dmaxdd定允许值（最大不超过 36m 水柱）5.2 溢流坝的剖面设计 溢流面曲线采用 WES 型堰，定型设计水头 Hd=15m，堰面曲线方程，1nndxkHy基本剖面下游面与幂曲线的切点坐标 x =c由，得 yc=mHmnkdn4 .211585. 1

33、8 . 0285. 01111nndxkHy 表 5-3 WES 曲线方程参数表上游面坡度knR1aR2b3：0H mdH mdH =3mdH md 消能防冲设计采用挑流消能，挑射角，挑流鼻坎高出下游最高水位 12m，鼻坎高 30程 137.4+1=反弧半径（1）设计情况流速系数，鼻坎出流断面平均流速86. 057.1181.1060155. 010155. 01HpVsmgZcc/93.374 .1385 .23781. 9286. 02该断面水深 hmVqcc31. 293.375 .87反弧半径 R=（610）hc（2）校核情况流速系数，鼻坎出流断面平均流速9 . 019.1781.10

34、60155. 010155. 01HpVsmgZcc/99.394 .13823981. 929 . 02该断面水深 hmVqcc96. 399.394 .158反弧半径 R=（610）h ，比较选用反弧半径 R=25mc挑射距离和冲刷坑深度的估算坎顶垂直向水深 mhhc43. 330cos96. 3cos1坎顶至河床面高差mh4 .231154 .1382坎顶水面流速smVVc/99.4399.391 . 11 . 11mhhgVVVgL8 .2084 .2343. 381. 9230sin99.4330cos99.4330cos30sin99.4318. 912sincoscossin12

35、2221221121 挑流冲刷坑深度采用，k =0.9，鼻坎单宽流量决定的临界11. 089. 044. 2ZhkTkrr水深 h =，上下游水位差 Z=239-137.4=，代入kmgq68.1381. 9/4 .158/3223得 T=故45，泄水建筑物不受冲坑影响。83.131154 .1375 .378 .208tTL图 5-1 溢流坝剖面示意图5.3 溢流坝稳定验算a 自重 G KN 方向铅直向下力臂 b= m力矩 M KNm 方向逆时针b 扬压力 UU1 KN 方向铅直向上力臂 b1=0力矩 M1=0U2 KN 方向铅直向上力臂 b2= m力矩 M2 KNm 方向顺时针U3 KN

36、方向铅直向上力臂 b3= m力矩 M3= KNm 方向顺时针U43 KN 方向铅直向上力臂 b4= m力矩 M4 KNm 方向顺时针c 水平静水压力 PP1 KN 方向水平向右力臂 b1= m力矩 M1 KNm 方向顺时针P2 KN 方向水平向右力臂 b2= m力矩 M2 KNm 方向顺时针P3 KN 方向水平向左力臂 b3= m力矩 M3 KNm 方向逆时针d 利用水重 WW1=2890.42 KN 方向铅直向下力臂 b1= m力矩 M1 KNm 方向逆时针W2=784.8 KN 方向铅直向下力臂 b2= m力矩 M KNm 方向逆时针W KNmW-U KNP KN2W-UW-UBB6y =

37、118595.956118595.956698.41298.41 KN/ m22W-UW-UBB+6y =118595.956118595.956698.41298.41 KN/ m2满足应力要求K= PUWf)(，满足抗滑稳定要求校核洪水位a 自重 G 同设计情况下）b 扬压力 UU1 KN 方向铅直向上力臂 b1=0力矩 M1=0U2 KN 方向铅直向上力臂 b2= m力矩 M2 KNm 方向顺时针U3 KN 方向铅直向上力臂 b3= m力矩 M3= KNm 方向顺时针U4 KN 方向铅直向上力臂 b4= m力矩 M4 KNm 方向顺时针c 水平静水压力 PP1 KN 方向水平向右力臂 b

38、1= m力矩 M1=769259.97 KNm 方向顺时针P2 KN 方向水平向右力臂 b2= m力矩 M2 KNm 方向顺时针P3 KN 方向水平向左力臂 b3= m力矩 M3 KNm 方向逆时针d 利用水重 WW1=2890.42 KN 方向铅直向下力臂 b1= m力矩 M1 KNm 方向逆时针W2=784.8 KN 方向铅直向下力臂 b2= m力矩 M2= KNm 方向逆时针 KNmW KN KN= KN/ m22W-UW-UBB6y KN/ m22W-UW-UBB+6y 所以满足应力要求K= PUWf)(第六章 引水建筑物6.1 有压进水口6.1.1 有压进水口高程有压进水口应低于运行

39、中可能出现的水位，不出现吸气漩涡的临界淹没深度按戈登经验公式估算，S=cv,经验系数 c=0.55，隧洞采用圆形断面，设计低crd水位下机组满发时隧洞流量smQ3max5 .286，实际取为 d=D=8m。闸门断面水流mHQD77. 75 .715 .2862 . 52 . 5737max3速度 v=Q=286.5/（78）=/s。故 S=，隧洞顶部高程为 191.2-bd/maxcr87.97=6.1.2 进口段 采用平底三向收缩，上唇收缩曲线为四分之一椭圆，椭圆曲线方程为，b=0.5D=412222byax闸门段和渐变段闸门孔口采用矩形，宽度 b=7m，高度 d=8m。渐变段断面由矩形变为

40、圆形采用在四角加圆角过渡，渐变段长度为 14m。6.1.4 拦污栅断面拦污栅倾角为，实际取为 60，这样过水面积大，且易于清污。每7060块栅片宽度 2m，高度，栅条厚度 10mm，宽度 150mm。6.2 压力管道及分岔管压力管道经济直径，取 D=8m。mHQD77. 75 .715 .2862 . 52 . 5737max3压力管道分岔方式采用 y 形，管道直径 D =8m，1，取 D =7mmHQD87. 65 .71875.2142 . 52 . 5737max322，取 D =6mmHQD77. 55 .7125.1432 . 52 . 5737max333,取 D =mHQD29.

41、 45 .71625.712 . 52 . 5737max3446.3 调压室 设置调压室条件根据近似准则判别是否需要设置上游调压室，T =，进口段长度wgHLV /L =，平均流速 V，渐变段长度 L，平均流速 V，引1sm/2 . 31m142sm/4 . 52水隧洞及压力管道长度 L，平均流速 V，蜗壳长度 L =，m17.12823sm/7 . 534平均流速 V =/s，尾水管长度 L =，平均流速 V =/s，压力水道不计分岔管道情455况下估算压力水道惯性时间常数 T =3.2+1471.5=10.724s,需设w上游调压室。不设尾水调压室的尾水道临界长度 L，水轮机导sdswH

42、gVVT2900852叶关闭时间 T，恒定运行时尾水道中流速 V=/s，尾水管进口流速 Vss4，水轮机安装高程，水轮机吸出高度 H，代入smd/24. 6m8 .115ms033. 0计算得 L真实长度，故不设尾水调压室。mw81.30 托马断面F =Lf/2，调压室稳定断面采用正常运行时可能出现最低水头计算，此k1gH时 4 台机组满发对应隧洞流量 Q=s/36.3.21 引水隧洞的水头损失（1）沿程水头损失fh水力半径 24DRmL8 .11381计算托马断面时混凝土衬砌，选用最小糙率 n=0.012。平均流速smAQv7 . 5165 .286谢才系数54.93161RncmRcLvh

43、f12. 2254.938 .11387 . 522212（2）局部水头损失jh拦污栅处：j1h 321. 060sin8 . 42 . 1035. 1831042. 22 . 1sin3434341123411bbk过栅平均流速smv29. 186.13165 .2861mgvhj027. 081. 9229. 1321. 0222111喇叭口段：j2h 08. 02平均流速 smAQv29. 186.13165 .2862mgvhj007. 022222闸门段：j3h3 . 03平均流速 vsmAQ/12. 5875 .2863mgvhj4 . 022333闸门渐变段：j4h 05. 04

44、平均流速 vsm/12. 54mgvhj067. 022444隧洞转弯处：j5h 103. 090565681632. 0131. 0901632. 0131. 0212721275RD087. 090405681632. 0131. 0901632. 0131. 0212721275 RD19. 0087. 0103. 0555 mgvhj315. 022555局部水头损失 h =jmhiji816. 0315. 0067. 04 . 0007. 0027. 051引水隧洞水头损失mhhhjfw936. 2816. 012. 206.3.2.2 压力钢管的水头损失（1）沿程水头损失（糙率取最

45、大值 0.013）fh 平均流速smAQv7 . 5165 .286 压力管道长度 L =2 34.8661nRC mRCvLhf377. 0234.861 .1737 . 522222（2）局部水头损失局部水头损失jh缓管段：093. 090455681632. 0131. 0901632. 0131. 0212721271RD mgvhj154. 0)2(2111分岔(共三处斜分岔和一个弯管段) ： 斜分岔处损失系数，15. 02 (D=m,R=9m,)0969. 090)(1632. 0131. 021272RD45mgvgvhj571. 081. 9245. 7)0969. 0315.

46、 0()2(3222222222蝶阀： 损失系数，平均流速 v15. 03smAQ/45. 775. 1625.7123mgvhj155. 022333局部水头损失 h =jmhiji88. 0155. 0571. 0154. 031压力管道水头损失mhhhjfwm257. 188. 0377. 006.3.2.3 断面计算 H =H1mHHwmw793.64257. 13936. 25 .71300min 216. 081. 9215. 0103. 0315. 0093. 019. 005. 03 . 008. 0321. 081. 921234.861 .173254.938 .11382

47、21222ggRCL隧洞断面面积22224.504814. 34mDf故=m2KF793.6481. 9216. 0224.501 .2288 .113821gHLf6.3 .3 调压室设计比较6.3.3.1 阻抗式调压室最低涌波水位 Z：min上游取最低水位,引水隧洞糙率 n 取大值 0.015， m=0.5（两台增加到四台)83.74015. 0486161nRcmhf3 . 34883.747 . 58 .113822 mhj816. 0mhhhjf116. 4816. 03 . 30 72.44116. 41 .25081. 97 . 5848 .113822220201gFhfvL7

48、66. 265. 0119 . 01 . 0275. 05 . 0162. 00minminmmmhzx064.105 . 05 . 0766. 2122220minmmhzmhhc42.41116. 4064.1000阻抗孔面积： 其中20036.1442.4181. 927 . 05 .2862mghQcc8 . 06 . 0 %15%6 .28%1008436.1420隧洞Ac最高涌波水位 Z计算：max上游取正常高水位,引水隧洞糙率 n 取小值（1）沿程水头损失 hf隧洞流量smHNQ/25.18697.1093 . 81700003 . 83smAQV/71. 38425.18625

49、4.93012. 04861Cmhf896. 04854.9371. 38 .113822（2）局部水头损失jh拦污栅处：j1h 321. 060sin8 . 42 . 1035. 1831042. 22 . 1sin3434341123411bbk过栅平均流速smv84. 086.131625.1861mgvhj012. 081. 9284. 0321. 0222111喇叭口段：j2h 08. 02平均流速 smAQv84. 086.131625.1862mgvhj003. 022222闸门段：j3h3 . 03平均流速 vsmAQ/33. 38725.1863mgvhj17. 022333

50、闸门渐变段：j4h 05. 04平均流速 vsm/33. 34mgvhj028. 022444隧洞转弯处：j5h 103. 090565681632. 0131. 0901632. 0131. 0212721275RD 087. 090405681632. 0131. 0901632. 0131. 0212721275 RD19. 0087. 0103. 0555 mgvhj133. 022555局部水头损失 h = jmhiji346. 0133. 0028. 017. 0003. 0012. 051引水隧洞水头损失mhhhjfw242. 1346. 0896. 00mQghcc49.177

51、 . 036.1425.18681. 92121220008.14242. 149.1700hhc21.129242. 11 .25081. 9271. 3848 .11382220201gFhfvLs0096. 021.129242. 100shx0832. 01111010mxxmxexxmmsxzm75.1021.1290832. 0max故不宜选用阻抗式。6.3.3.2 差动式调压室最低涌波水位 Z：min上游取最低水位死水位 升管断面积 F，大井断面积cm224.50mf F50.24=cmkpFF265.525 . 0132121 .250/24.501116. 41 .25081

52、. 97 . 5848 .1138132121222202011mFFhgFfvLkcmk968. 265. 0119 . 01 . 0275. 05 . 0162. 01110minminmmmhzx mz22.12116. 4968. 2min, 872.105 . 05 . 0968. 2122220minmmhzH8 . 0H220209.122mghQHHw最高涌波水位 Z计算：max上游水位取正常高水位，隧洞流量 Q=，水自升管流入大井时的孔口流量s/3系数，水自升管流入大井时的孔口阻抗系数6 . 0c05.276 . 009.12242. 181. 9225.1862222220

53、2cwcwghQ0max0992.1175.10242. 1chzh假定，相应大井体积为：mzm153011 .324686.19915242. 1mzhFwmP升管溢流量：smhzhQQcmB/75.56242. 105.2715242. 1125.1861300升管顶部溢流层厚度：mDMQhBB16. 18 . 175.563232mhzzmB16.1616. 11508.12242. 1150hzxmm01.13242. 116.160hzxBB079. 008.1201.1315. 008.121115. 011InxxxInamBm8105. 005.2708.1213211 .25

54、024.5008.1223 . 008.123 . 01132123 . 03 . 01cmcmmmxFFxxb32020131508105. 0242. 181. 92079. 071. 324.508 .11382mbghafvLw和相差太大.假定，相应大井体积为：mzm7 .143012 .3186 mzhFwmP升管溢流量：smhzhQQcmB/95.57242. 105.277 .14242. 1125.1861300升管顶部溢流层厚度：mDMQhBB18. 18 . 195.573232mhzzmB88.1518. 17 .1484.11242. 17 .140hzxmm79.12

55、242. 188.150hzxBB0802. 084.1179.1215. 084.111115. 011InxxxInamBm8119. 005.2784.1113211 .25024.5084.1123 . 084.113 . 01132123 . 03 . 01cmcmmmxFFxxb32020113 .31928119. 0242. 181. 920802. 071. 324.508 .11382mbghafvLw与 相差不大，故 Z=。3max校核洪水位下最高涌波水位 Z计算： max（1）沿程水头损失校核洪水位 239m，隧洞流量,s/3smAQV/88. 38484.194254

56、.93012. 04861Cmhf98. 04854.9388. 38 .113822（2）局部水头损失拦污栅处：j1h 321. 060sin8 . 42 . 1035. 1831042. 22 . 1sin3434341123411bbk过栅平均流速smv88. 086.131684.1941mgvhj013. 081. 9288. 0321. 0222111喇叭口段：j2h 08. 02平均流速 smAQv88. 086.131684.1942mgvhj003. 022222闸门段：j3h3 . 03平均流速 vsmAQ/48. 38784.1943mgvhj185. 022333闸门渐

57、变段：j4h 05. 04平均流速 vsm/48. 34mgvhj031. 022444隧洞转弯处：j5h 103. 090565681632. 0131. 0901632. 0131. 0212721275RD087. 090405681632. 0131. 0901632. 0131. 0212721275 RD19. 0087. 0103. 0555 mgvhj146. 022555局部水头损失 h = jmhiji378. 0146. 0031. 0185. 0003. 0013. 051引水隧洞水头损失mhhhjfw358. 1378. 098. 00水自升管流入大井时的孔口流量系数

58、，水自升管流入大井时的孔口6 . 0c阻抗系数08.276 . 009.12358. 181. 9284.19422222202cwcwghQ假定， 相应大井体积为：mzm1630117.346986.19916358. 1mzhFwmP升管溢流量：smhzhQQcmB/98.60358. 108.2716358. 1184.1941300升管顶部溢流层厚度：mDMQhBB221. 18 . 198.603232mhzzmB221.17221. 11678.11358. 1160hzxmm68.12358. 1221.170hzxBB081. 078.1168.1215. 078.111115

59、. 011InxxxInamBm812. 008.2778.1113211 .25024.5078.1123 . 078.113 . 01132123 . 03 . 01cmcmmmxFFxxb32020171.3224812. 0358. 181. 92081. 088. 324.508 .11382mbghafvLw和相差太大.假定，相应大井体积为：mzm4 .1530125.3349mzhFwmP升管溢流量：smhzhQQcmB/31.63358. 108.274 .15358. 1184.1941300升管顶部溢流层厚度：mDMQhBB252. 18 . 131.633232mhzzm

60、B652.16252. 14 .1534.11358. 14 .150hzxmm26.12358. 1652.160hzxBB084. 034.1126.1215. 034.111115. 011InxxxInamBm815. 008.2734.1113211 .25024.5034.1123 . 034.113 . 01132123 . 03 . 01cmcmmmxFFxxb320201183.3331815. 0358. 181. 92084. 088. 324.508 .11382mbghafvLw 与 m 相差不大，故 Z=-m。3max第七章 厂房7.1 主厂房长度确定机组间距由蜗壳