水电站(压力钢管分岔管结构设计专题)计算书

1、105/106目录 TOC h z t 标题 1,2,标题 2,3,标题 3,4,(1)x,1 HYPERLINK l _Toc232066721 目录 PAGEREF _Toc232066721 h 1 HYPERLINK l _Toc232066722 第1章 枢纽布置、挡水及泄水建筑物 PAGEREF _Toc232066722 h 3 HYPERLINK l _Toc232066723 1.1混凝土非溢流坝 PAGEREF _Toc232066723 h 3 HYPERLINK l _Toc232066724 1.1.1 剖面设计 PAGEREF _Toc232066724 h 3 H

2、YPERLINK l _Toc232066725 1.1.2 稳定与应力校核 PAGEREF _Toc232066725 h 6 HYPERLINK l _Toc232066726 1.2 混凝土溢流坝 PAGEREF _Toc232066726 h 23 HYPERLINK l _Toc232066727 1.2.1 溢流坝孔口尺寸的确定 PAGEREF _Toc232066727 h 23 HYPERLINK l _Toc232066728 1.2.2 溢流坝堰顶高程的确定 PAGEREF _Toc232066728 h 24 HYPERLINK l _Toc232066729 1.2.3

3、 闸门的选择 PAGEREF _Toc232066729 h 25 HYPERLINK l _Toc232066730 1.2.4 溢流坝剖面 PAGEREF _Toc232066730 h 26 HYPERLINK l _Toc232066731 1.2.5 溢流坝稳定验算 PAGEREF _Toc232066731 h 27 HYPERLINK l _Toc232066732 1.2.6 溢流坝的结构布置 PAGEREF _Toc232066732 h 34 HYPERLINK l _Toc232066733 1.2.7 消能与防冲 PAGEREF _Toc232066733 h 34 H

4、YPERLINK l _Toc232066734 第2章 水电站厂房 PAGEREF _Toc232066734 h 36 HYPERLINK l _Toc232066735 2.1 水轮机的选择 PAGEREF _Toc232066735 h 36 HYPERLINK l _Toc232066736 2.1.1 特征水头的选择 PAGEREF _Toc232066736 h 36 HYPERLINK l _Toc232066737 2.1.2 水轮机型号选择 PAGEREF _Toc232066737 h 38 HYPERLINK l _Toc232066738 2.1.3 水轮机安装高程

5、PAGEREF _Toc232066738 h 43 HYPERLINK l _Toc232066739 2.2 厂房内部结构 PAGEREF _Toc232066739 h 43 HYPERLINK l _Toc232066740 2.2.1 电机外形尺寸估算 PAGEREF _Toc232066740 h 43 HYPERLINK l _Toc232066741 2.2.2 发电机重量估算 PAGEREF _Toc232066741 h 45 HYPERLINK l _Toc232066742 2.2.3 水轮机蜗壳及尾水管 PAGEREF _Toc232066742 h 45 HYPER

6、LINK l _Toc232066743 2.2.4 调速系统，调速设备选择 PAGEREF _Toc232066743 h 46 HYPERLINK l _Toc232066744 2.2.5 水轮机阀门及其附件 PAGEREF _Toc232066744 h 48 HYPERLINK l _Toc232066745 2.2.6 起重机设备选择 PAGEREF _Toc232066745 h 49 HYPERLINK l _Toc232066746 2.3 主厂房尺寸及布置 PAGEREF _Toc232066746 h 49 HYPERLINK l _Toc232066747 2.3.1

7、长度 PAGEREF _Toc232066747 h 49 HYPERLINK l _Toc232066748 2.3.2 宽度 PAGEREF _Toc232066748 h 50 HYPERLINK l _Toc232066749 2.3.3 厂房各层高程确定 PAGEREF _Toc232066749 h 50 HYPERLINK l _Toc232066750 第3章 引水建筑物 PAGEREF _Toc232066750 h 53 HYPERLINK l _Toc232066751 3.1 细部构造 PAGEREF _Toc232066751 h 53 HYPERLINK l _To

8、c232066752 3.1.1 隧洞洞径 PAGEREF _Toc232066752 h 53 HYPERLINK l _Toc232066753 3.1.2 隧洞进口段 PAGEREF _Toc232066753 h 53 HYPERLINK l _Toc232066754 3.2 调压室 PAGEREF _Toc232066754 h 55 HYPERLINK l _Toc232066755 3.2.1 设置调压室的条件 PAGEREF _Toc232066755 h 55 HYPERLINK l _Toc232066756 3.2.2 压力管道设计 PAGEREF _Toc232066

9、756 h 55 HYPERLINK l _Toc232066757 3.2.3 计算托马断面 PAGEREF _Toc232066757 h 56 HYPERLINK l _Toc232066758 3.2.4 计算最高涌波引水道水头损失 PAGEREF _Toc232066758 h 60 HYPERLINK l _Toc232066759 3.2.5 计算最低涌波引水道水头损失 PAGEREF _Toc232066759 h 63 HYPERLINK l _Toc232066760 3.2.6 调压室方案比较 PAGEREF _Toc232066760 h 65第四章 HYPERLINK

10、 l _Toc232066761 岔管专题设计 PAGEREF _Toc232066761 h 71 HYPERLINK l _Toc232066762 4.1结构设计 PAGEREF _Toc232066762 h 71 HYPERLINK l _Toc232066763 4.1.1 管壁厚度的计算 PAGEREF _Toc232066763 h 71 HYPERLINK l _Toc232066764 4.1.2 岔管体形设计 PAGEREF _Toc232066764 h 71 HYPERLINK l _Toc232066765 4.1.3 肋板计算 PAGEREF _Toc232066

11、765 h 74第1章 枢纽布置、挡水及泄水建筑物1.1混凝土非溢流坝1.1.1.1.11.1（1）按差不多组合（正常情况）计算： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 由（1）得 SKIPIF 1 0 由（2）得 SKIPIF 1 0 由水工建筑物表212 查得 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 大坝级不1级 正常情况 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 坝顶高程=设计洪水位+ SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 (2)按专门组合（校核情况）计算： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 由

12、（1）得 SKIPIF 1 0 由（2）得 SKIPIF 1 0 由水工建筑物表212 查得 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 大坝级不1级 非正常情况 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 坝顶高程=校核洪水位+ SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 综上：坝顶高程取为240.35 m1.1由于电站形式为引水式，故坝上游侧无有压进水口，上游坝坡坡度不受限制，取上游面坡度 SKIPIF 1 0 ，同时用应力条件和稳定条件公式确定坝底的最小宽度。（1） 按应力条件确定坝底最小宽度 SKIPIF 1 0 SKI

13、PIF 1 0 为上游坡度，取 SKIPIF 1 0 时能够得到： SKIPIF 1 0 式中：B坝底宽度，m； SKIPIF 1 0 差不多剖面坝高，m SKIPIF 1 0 坝体材料容重取值23.5KN/m3 SKIPIF 1 0 水容重10KN/m3 SKIPIF 1 0 扬压力折减系数,按规范坝基面取0.3 SKIPIF 1 0 （2） 按稳定条件确定坝底最小宽度假定上游库水位与三角形顶点平齐，上游水深=坝高=240.35m，下游无水坝的荷载只考虑上游水平水压力P，坝体自重G及扬压力U荷载设计值：重力设计值： SKIPIF 1 0 扬压力设计值： SKIPIF 1 0 静水压力设计值：

14、 SKIPIF 1 0 由水工建筑物表41查得1级水工建筑物 K=1.10 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 因此坝底宽由稳定操纵取m=0.79 B=101.41.11.1坝顶宽度b=（8%10%）H=10.268m12.835m，且不小于2m。本设计取12m1.1由上可知，稳定条件为限制条件，因此采纳上游坝面上部铅直、而下部呈倾斜，如此可利用部分水重来增强坝的稳定性。折坡点起点位置应结合引水、挡水建筑物的进水高程来选定，一般为把高的 1/31/2（42.7885.57），取折坡高程为112+48=160.0m，坡度为1:0.15坝底总宽= SKIPIF 1 0 1.1.1.1.2.

15、1差不多组合：（持久状况）（上游为正常蓄水位，下游水位为0）坝基面： SKIPIF 1 0 图1-1 非溢流坝荷载计算简图（坝基面）荷载计算简式：自重： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 水压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 扬压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 浪压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 表1-1 计算表格编号荷载垂直水平力臂力矩 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 m正向逆向1自重406149.52010093619541.11

16、4876021050455.35567382水压力6962039.32738387676851.02207903451683扬压力477946.299422136297.3362222707448.9227934浪压力198.211514911417051承载能力极限状态：抗滑稳定： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求坝址抗压强度 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKI

17、PIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求正常使用极限状态：长期组合下坝踵拉应力验算：（运行期） SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求短期组合下坝址拉应力验算：（完建期） SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求折坡面： SKIPIF 1 0 图1-2 非溢流坝荷载计算简图（折坡面）荷载计算简式：自重： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 水压力： SKIPIF 1 0 扬压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0

18、SKIPIF 1 0 浪压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 表1-2 计算表格编号荷载垂直水平力臂力矩 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 m正向逆向1自重2265925.74583235313942.58809962水压力2450023.335715853扬压力105028.743017750296.5833094151729.74468414浪压力19866.961327214966.369894承载能力极限状态：坝址抗压强度 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIP

19、IF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求正常使用极限状态：长期组合下坝踵拉应力验算：（运行期） SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求短期组合下坝址拉应力验算：（完建期） SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求1.1.2.2差不多组合：（短暂状况）上游为设计洪水位，下游为设计洪水最大下泄流量5000 SKIPIF 1 0 （

20、发电流量作为安全储备）对应的下游水位 SKIPIF 1 0 坝基面： SKIPIF 1 0 图1-3 非溢流坝荷载计算简图（坝基面）荷载计算简式：自重： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 水压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 扬压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 U4=10123.5-20.6-25.716.20.5浪压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 表1-3 计算表格编号荷载垂直水平力臂力矩 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPI

21、F 1 0 SKIPIF 1 0 m正向逆向1自重406149.52010093619541.114876021050455.35567382水压力7626141.2314196621226.914640716451.0365364167948.9820983扬压力22372000416846.2192539118857.386761625148.93056844浪压力86120.51036067119.97983承载能力极限状态：抗滑稳定： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0

22、 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求坝址抗压强度 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求正常使用极限状态：长期组合下坝踵拉应力验算：（运行期） SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求短期组合下坝址拉应力验算：（完建期） SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求折坡面： SKIPIF 1 0 图1-4 非溢流坝荷载计算简图

23、（折坡面）荷载计算简式：自重： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 水压力： SKIPIF 1 0 扬压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 浪压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 表1-4 计算表格编号荷载垂直水平力臂力矩 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 m正向逆向1自重2265925.74583235313942.58809962水压力2850125.177173783扬压力113328.743254854256.5835694.5169929.74505224浪压力8672.4

24、662326771.864786承载能力极限状态：坝址抗压强度 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求正常使用极限状态：长期组合下坝踵拉应力验算：（运行期） SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求短期组合下坝址拉应力验算：（完建期） SKIPIF 1 0 SKIP

25、IF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求1.1.2.3专门组合：（偶然状况）上游为校核洪水位，下游为校核洪水最大下泄流量7000 SKIPIF 1 0 （发电流量作为安全储备）对应的下游水位 SKIPIF 1 0 坝基面： SKIPIF 1 0 图1-5 非溢流坝荷载计算简图（坝基面）荷载计算简式：自重： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 水压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 扬压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 U4=10123.5-22.8-30.816.2

26、0.5浪压力; SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 表1-5 计算表格编号荷载垂直水平力臂力矩 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 m正向逆向1自重406149.52010093619541.114876021050455.35567382水压力7938042.0333396025997.619754734451.0374397205248.399111.63扬压力24761000418046.2193098119207.387013626948.93065744浪压力86123.91065767123.68230承载能力极限状态：抗

27、滑稳定： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求坝址抗压强度 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求正常使用极限状态：长期组合下坝踵拉应力验算：（运行期） SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求折坡面： S

28、KIPIF 1 0 图1-6 非溢流坝荷载计算简图（折坡面）荷载计算简式：自重： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 水压力： SKIPIF 1 0 扬压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 浪压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 表1-6 计算表格编号荷载垂直水平力臂力矩 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 m正向逆向1自重2265925.74583235313942.58809962水压力30420267909203扬压力117028.743362656046.58368761755

29、29.74521944浪压力8675.9265296775.575033承载能力极限状态：坝址抗压强度 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求正常使用极限状态：长期组合下坝踵拉应力验算：（运行期） SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求1.2 混凝土溢流坝1.2.

30、1 溢流坝孔口尺寸的确定1.2按千年一遇设计，假设最大下泄流量全部从溢流坝顶过流，可能遭遇检修或其他应急情况，故发电流量作为安全储备 SKIPIF 1 0 （设计） SKIPIF 1 0 （校核）1.2设计情况：取单宽流量为 SKIPIF 1 0 溢流前沿总净宽 SKIPIF 1 0 按规范闸墩取为3.0m（1.4+0.82），边墩取为2.0m SKIPIF 1 0 式中： SKIPIF 1 0 溢流段总宽度 SKIPIF 1 0 孔数 SKIPIF 1 0 没孔净宽 SKIPIF 1 0 闸墩宽度 SKIPIF 1 0 边墩宽度 SKIPIF 1 0 校核情况：取单宽流量为 SKIPIF 1

31、 0 溢流前沿总净宽 SKIPIF 1 0 按规范闸墩取为3.0m（1.4+0.82），边墩取为2.0m SKIPIF 1 0 故按校核情况设计1.2.2 溢流坝堰顶高程的确定设计情况： SKIPIF 1 0 式中：L溢流前缘总净宽，m；m流量系数，与堰型有关，非真空有用剖面堰在设计水头下一般为0.490.50； SKIPIF 1 0 侧收缩系数，与闸墩形状，尺寸有关，一般为0.900.95； SKIPIF 1 0 重力加速度； SKIPIF 1 0 坝顶溢流的堰顶水头，m SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 堰顶高程=

32、设计洪水位-H SKIPIF 1 0 校核情况： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 堰顶高程=校核洪水位-H SKIPIF 1 0 故堰顶高程取为223.3m1.2.3 闸门的选择闸门高度=正常蓄水位-堰顶高程+安全超高 =230-223.3+0.3=7.0选择平面闸门，按规范所给值，又闸孔净宽=12m，因此闸门取为13工作闸门一般布置在溢流堰顶点，以减少闸门高度。为了幸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

33、的净宽，本设计取净宽1.5m。1.2.4 溢流坝剖面1.2 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 取 SKIPIF 1 0 ， 则 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 1.2 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 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： SKIPIF 1 0 1.2.4.3直线段采纳与差不多剖面一样的坡度，直线段方程为： SKIPIF 1 0 溢流段与直线段的切点的坐标为:(20.19m, 1.2.4.4选择挑流消

34、能由校核洪水位下 SKIPIF 1 0 查得下游水位22.8m假设反孤段半径 SKIPIF 1 0 ，取 SKIPIF 1 0 鼻坎挑角 SKIPIF 1 0 ，取 SKIPIF 1 0 鼻坎距下游水位一般为12m，故取鼻坎距坝底高：h=24m反弧段圆心距坝底距离： SKIPIF 1 0 反弧段与直线段切点距坝底距离： SKIPIF 1 0 鼻坎超出差不多剖面距离： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 故无需验算超出段应力条件鼻坎最低点距坝底高 SKIPIF 1 0 试算临界水深： SKIPIF 1 0 式中： SKIPIF 1 0 总有效水头，m； SKIPIF 1 0 临界水深（校

35、核洪水位闸门全开时反弧处水深），m；流速系数查表取0.95。 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 经试算， SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 故 SKIPIF 1 0 满足要求 1.2.5 溢流坝稳定验算1.2.5.1差不多组合：（持久状况）（上游为正常蓄水位，下游水位为0）坝基面： SKIPIF 1 0 图1-7 溢流坝荷载计算简图荷载计算简式：自重： SKIPIF 1 0 静水压力; SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 扬压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 表1-7 计算表格编号荷载垂直水平力臂力矩 SKIPIF 1 0 SK

36、IPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 m正向逆向1自重15292820.831854882静水压力6939639.12712674676851.33474693扬压力450846.5209743.3129477.4195937.3676249.2332869承载能力极限状态：抗滑稳定： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求坝址抗压强度 SKIPIF 1 0 S

37、KIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求正常使用极限状态：长期组合下坝踵拉应力验算：（运行期） SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求短期组合下坝址拉应力验算：（完建期） SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求1.2.5.2专门组合：（偶然状况）上游为校核洪水位，下游为校核洪水最大下泄流量7000 SKIPIF 1 0 （发电流量作为安全储备）对应的下游水位 SKIPIF 1 0 坝基面： SKIPIF

38、1 0 图1-8 溢流坝荷载计算简图荷载计算简式：自重： SKIPIF 1 0 静水压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 扬压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 动水压力： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 表1-8 计算表格编号荷载垂直水平力臂力矩 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 正向逆向1自重15292820.8331854882静水压力7829939.093060729734451.3137682125997

39、.6197543扬压力24911000418046.53194477120057.4188955626949.233086434动水压力76121.5916436.5397242.26167865承载能力极限状态：抗滑稳定： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求坝址抗压强度 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0

40、SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求正常使用极限状态：长期组合下坝踵拉应力验算：（运行期） SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 满足要求1.2.6 溢流坝的结构布置纵缝与非溢流坝段贯穿。廊道取与非溢流坝段相同尺寸1.2.7 消能与防冲1.4.6鼻坎采纳平顺连续式的,高程比下游水位高出两米,即坎顶高程为138m.1.4.6.2 挑射距离和冲刷坑深度的估算 SKIPIF 1 0 式中： SKIPIF 1 0 水舌挑距（m）， SKIPIF 1 0 是鼻坎末端至冲坑最深点的水平距离； SKIPIF 1 0 出坎流速（m/s），可取为

41、坎顶表面流速 SKIPIF 1 0 的1.1倍； SKIPIF 1 0 鼻坎挑射角度； SKIPIF 1 0 坎顶平均水深 SKIPIF 1 0 在铅直方向的投影，即 SKIPIF 1 0 ； SKIPIF 1 0 坎顶至河床表面高差（m），如冲坑已形成，作为冲坑进一步进展时，可算出坑底； SKIPIF 1 0 重力加速度， SKIPIF 1 0 。 SKIPIF 1 0 式中： SKIPIF 1 0 冲刷坑深度（m），由河床表面算至坑底； SKIPIF 1 0 下游水深，由下游水位算至河床表面 SKIPIF 1 0 上下游水位差（m）； SKIPIF 1 0 冲刷坑系数，关于坚硬完成岩石取

42、SKIPIF 1 0 ；坚硬但完整性较差的岩石 SKIPIF 1 0 ；软弱破裂的岩石 SKIPIF 1 0 。计算结果为: SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 第2章 水电站厂房2.1 水轮机的选择2.1.1特征水头 SKIPIF 1 0 、 SKIPIF 1 0 、 SKIPIF 1 0 选择 SKIPIF 1 0 2.1.1.1 表2-1 试算表 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 190120.0116.0074.00

43、0.9772247.0190140.0116.1373.870.9784140.1190141.5116.1473.860.9785030.1H1=71.64m2.1.1.2 表2-2 试算表 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 190200.0116.4773.530.97119646.9190300.0116.7673.240.97178768.3190290.0116.7373.270.97172874.5190280.0116.7073.300.97166981.7190285.2116.7273.280.971

44、70036.4H2=71.08m2.1.1.3 表2-3 试算表 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 23080.0115.72114.280.9774381.923090.0115.80114.200.9783621.023091.5115.81114.190.9785007.3H3=110.76m2.1.1.4 表2-4 试算表 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 230180.0116.37113.630.97166407.3230185.0

45、116.40113.600.97170984.6230184.0116.39113.610.97170075.3H4=110.20m2.1.1.5 表2-5 试算表 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 235.5180.0+5000124.65110.850.97162336.1235.5188.0+5000124.66110.840.97169535.7235.5188.6+5000124.66110.840.97170076.8H5=107.51m2.1.1.6 表2-6 试算表 SKIPIF 1 0 SKIPIF

46、1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 238200.0+7000126.94110.060.97180715.1238190.0+7000126.93110.070.97171694.8238188.2+7000126.93110.070.97170068.3H6=107.74m2.1.1.7 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 （引水式电站）2.1.2 水轮机型号选择2.1.2.1 2.1.2.1.1转轮直径 SKIPIF 1 0 查水电站表3-6得，限制工况下单位流量 SKIPIF 1 0 ，效率 SK

47、IPIF 1 0 ，由此初步假定原型水轮机在此工况下的单位流量 SKIPIF 1 0 ,效率91.4。水轮机额定出力 SKIPIF 1 0 （对大中型发电机 SKIPIF 1 0 ）设计水头 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 取之相近标称直径 SKIPIF 1 0 。2.1.2.1.2转速n计算查表3-4可得HL200 型水轮机在最优工况下的单位转速 SKIPIF 1 0 初步假定 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 取与之接近的同步转速214.3r/min2.1.2.1.3效率修正值的计算HL200最优工况下 SKIPIF 1 0 ,模型转轮直径 SKIPIF 1 0 则原

48、型效率为： SKIPIF 1 0 则效率正修正值 SKIPIF 1 0 93.790.7%=3.0%考虑到模型与原型水轮机在制造工艺上的差异，上面求得的 SKIPIF 1 0 中减去1%，得最终的效率正修正值 SKIPIF 1 0 =2.0%， SKIPIF 1 0 = SKIPIF 1 0 + SKIPIF 1 0 =90.7%+2.0%=92.7% SKIPIF 1 0 （与假设相同）单位转速n的修正值 SKIPIF 1 0 故单位转速可不加修正， SKIPIF 1 0 也可不加修正最后求得91.4%， SKIPIF 1 0 ， SKIPIF 1 0 = SKIPIF 1 0 =68r/m

49、in， SKIPIF 1 0 ，n=214.3r/min2.1.2.1.4工作范围检验在已知 SKIPIF 1 0 =94.89， SKIPIF 1 0 =87628.9Kw的条件下得： SKIPIF 1 0 则水轮机最大引用流量： SKIPIF 1 0 与特征水头 SKIPIF 1 0 、 SKIPIF 1 0 、 SKIPIF 1 0 相对应的单位转速为 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 在HL200型水轮机的模型综合特征曲线上分不绘出 SKIPIF 1 0 ， SKIPIF 1 0 = SKIPIF 1 0 和 SKIPIF 1 0 = SKIPIF 1

50、0 的直线，这三根直线所围成的区域确实是水轮机的工作范围，差不多上包含了较多的高效区。2.1.2.1.5吸出高度Hs计算由水轮机设计工况下的参数 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 ，在水电站中图2-26查得 SKIPIF 1 0 0.02 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 2.1.2.2 2.1.2.2.1转轮直径 SKIPIF 1 0 查水电站表3-6得，限制工况下单位流量 SKIPIF 1 0 ，效率 SKIPIF 1 0 ，由此初步假定原型水轮机在此工况下的单位流量 SKIPIF 1 0 ,效率91.3。水轮机额定出力 SKIPIF 1 0 （对

51、大中型发电机 SKIPIF 1 0 ）设计水头 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 取之相近标称直径 SKIPIF 1 0 。2.1.2查表3-4可得HL180 型水轮机在最优工况下的单位转速 SKIPIF 1 0 初步假定 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 取与之接近的同步转速187.5r/min2.1.2HL180最优工况下 SKIPIF 1 0 ,模型转轮直径 SKIPIF 1 0 则原型效率为： SKIPIF 1 0 则效率正修正值 SKIPIF 1 0 94.892%=2.8%考虑到模型与原型水轮机在制造工艺上的差异，上面求得的 SKIPIF 1 0 中的减去1%，

52、得最终的效率正修正值 SKIPIF 1 0 =1.8%， SKIPIF 1 0 = SKIPIF 1 0 + SKIPIF 1 0 =94.8%+1.8%=96.6% SKIPIF 1 0 （与假设相同）单位转速n的修正值 SKIPIF 1 0 故单位转速可不加修正， SKIPIF 1 0 也可不加修正最后求得91.3%， SKIPIF 1 0 ， SKIPIF 1 0 = SKIPIF 1 0 =68r/min， SKIPIF 1 0 ，n=187.5r/min2.1.2在已知 SKIPIF 1 0 =94.89， SKIPIF 1 0 =87628.9Kw的条件下得： SKIPIF 1 0

53、 则水轮机最大引用流量： SKIPIF 1 0 与特征水头 SKIPIF 1 0 、 SKIPIF 1 0 、 SKIPIF 1 0 相对应的单位转速为 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 在HL180型水轮机的模型综合特征曲线上分不绘出 SKIPIF 1 0 ， SKIPIF 1 0 = SKIPIF 1 0 和 SKIPIF 1 0 = SKIPIF 1 0 的直线，这三根直线所围成的区域确实是水轮机的工作范围，只包含较少的高效区。2.1.2由水轮机设计工况下的参数 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 ，在水电站中图2-26查得

54、SKIPIF 1 0 0.02 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 2.1.2.3HL200和HL180方案比较表2-7 方案参数对比表项 目HL200HL180模型参数推举用水头范围（m）最优单位转速n110最优单位流量Q110（L/S）最高效率(%)气蚀系数包含高效率区的多少901256880090.7%0.09多901256772092%0.078少原型参数工作水头（m）转轮直径D1（m）转速n(r/min)额定出力Nr(kw)最大引用流量Qmax(m3/s)吸出高度（m）71.08110.763.3214.387628.9100.780.5771.08110.763.8187.

55、587628.9103.10.57比较之后选择机型HL2002.1.3 水轮机安 SKIPIF 1 0 2.2 厂房内部结构2.2.1 发电机外形尺寸估算2.2.1.1差不多尺寸（1）极距 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 （2）定子内径 SKIPIF 1 0 （3）定子铁芯长度 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 （4）定子铁芯外径 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 2.2.1.2平面尺寸 （1）定子机座外径 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 （2）风罩内径 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 （3）转子外径 SKIPIF 1 0 SKIPIF

56、1 0 （4）下机架最大跨度 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 为水轮机机坑直径， SKIPIF 1 0 =460cm（5）推力轴承外径 SKIPIF 1 0 和励磁机外径 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 2.2.1.3轴向尺寸计算（1）定子机座高度 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 时， SKIPIF 1 0 （2）上机架高度 SKIPIF 1 0 判不型式 SKIPIF 1 0 采纳悬式发电机上机架高度 SKIPIF 1 0 （3）推力轴承高度 SKIPIF 1 0 励磁机高度 SKIPIF 1 0 和永磁机高度

57、SKIPIF 1 0 ，副励磁机 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 取180cm SKIPIF 1 0 取220cm（其中机架高100cm） SKIPIF 1 0 取100cm SKIPIF 1 0 取80cm（4）下机架高度 SKIPIF 1 0 悬式非承载机架 SKIPIF 1 0 （5）定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间的距离 SKIPIF 1 0 悬式 SKIPIF 1 0 （6）下机架支承面主主轴法兰底面距离 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 取100cm（7）转子磁轭轴向高度 SKIPIF 1 0 有风扇时 SKIPIF 1 0 （8）发电机主轴高度 S

58、KIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 （9）定子铁芯水平中心线至法兰盘底面距 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 2.2.2 发电机重量估算 SKIPIF 1 0 因此，发电机转子重= SKIPIF 1 0 =260.6t2.2.3 水轮机蜗壳及尾水管水头范围大于40m，采纳金属蜗壳，关于 SKIPIF 1 0 =3.3m，高头混流水轮机，采纳圆形焊接或铸造结构蜗壳半径： SKIPIF 1 0 由水轮机转轮直径查得：座环外径 SKIPIF 1 0 =520cm，内径 SKIPIF 1 0 =440cm ， 则： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 表2-8 蜗壳渐变段内径数

59、据表 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 00260.0260.03059.7319.7379.47594.4354.4448.8120119.4379.4498.8165140.0400.0540.0210158.0418.0576.0255174.1434.1608.2300188.8448.8637.6345202.5462.5665.0尾水管尺寸 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 2.2.4 调

60、速系统，调速设备选择2.2.4.1调速功计算 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 综上所述，属大型调速器，接力器和油压装置应分不进行计算和选择。2.2.4.2 接力器选择 接力器直径计算：采纳两个接力器操作导水机构，选额定油压为2.5MPa，则每个接力器直径 SKIPIF 1 0 为： SKIPIF 1 0 接力器最大行程： 由 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 在模型综合特性曲线上查得 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 选 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 式中： SKIPIF 1 0 水轮机导叶最大开度 SK