水电站课程设计

PAGE８水电站课程设计说明书指导老师：陈黎学生姓名：夏兵兵学号：200620602126专业班级：04级水利1班所在学院：工学院完成时间：2007年01月26日水电站课程设计—厂房布置设计一、设计基本资料及数据水电站装机容量6×15MW,在系统中担任峰荷及调频、调相等任务。1、水库水位校核洪水位（万年一遇）：159.50m设计洪水位（千年一遇）：156.50m最高蓄水位（最高发电水位）：157.50m汛前限制水位：126.00m2、电站尾水位最低尾水位（全部机组停机）：91.50m计算尾水位（单机满出力Q=38.3m3/s）:91.84m正常尾水位（全部机组满出力Q=229.8m3/s）：93.50m最高尾水位（Q=507m3/s）：94.60m3、电站水头计算水头：41.20m最大工作水头：65.10m最小工作水头：27.80m二、设计任务内容1、试确定主厂房的轮廓尺寸2、用1：200的比例绘图（1）、发电机层平面图（2）、发电机组中心横剖面三、设计步骤及计算过程(主厂房轮廓尺寸的确定)根据水轮机和发电机的工作特性，水电站厂房布置的要求，考虑到各方面因素的影响，应用“套用机组”的方法，此水电站选用轴流式水轮机。(一)主厂房的长度L=nL0+L安+△L(1)机组段L0的确定机组段总长度等于机组中心距（即标准机组段长）乘以机组台数再加上两端加长。当机组段间距由蜗壳尺寸控制时：L0=蜗壳平面尺寸B+2△l△l——蜗壳外的混凝土结构厚度。混凝土蜗壳一般取0.8~1.0m，金属蜗壳一般可取1~2m，边机组段一般取1~3m。当机组段间距由发电定子外径控制时机组段长度应综合考虑厂房分缝、蜗壳和尾水管厚度的影响，水轮机层和发电机层的布置要求，包括排架柱的布置、调速器接力器坑布置要求、楼梯、楼板孔洞和梁格系统布置的要求。为了减小机组间距，最好不将调速器、油压装置和楼梯等布置在两台机组中间。L0=D风+dD风——发电机风罩外缘直径；d——相邻两风罩外缘之间通道的宽度，一般取1.5~2.0m。(2)边机组段加长△L=(0.1~1.0)D1△L因为下游侧宽度为6m，所以D1=2×6=12m。(3)安装间长度安装间的宽度一般与主厂房相同，安装间的长度一般取L安＝(1.0～l.5)L0因为L0=12m，所以L安取12.12m(4)门厅间长6.52m(5)主厂房的长度：L=nL0+L安+△L=5×12+2×6+12.12+6.52=90.64(二)主厂房的宽可以机组中心线为界，将厂房宽度分为上游侧宽度Bs和下游侧宽度Bx。则厂房总宽度为（见下图）B=Bx+Bs在确定Bs和Bx时，应分别考虑发电机层、水轮机层和蜗壳层三层的布置要求。1）首发电机层：首先决定吊运转子(带轴)的方式，若由下游侧吊运，则厂房下游侧宽度主要由吊运之转子宽度决定。若从上游侧吊运，则上游侧较宽。此外，发电机层交通应畅通无阻。一般主要通道宽2～3m，次要通道宽1～2m。在机旁盘前还应留有1m宽的工作场地，盘后应有0.8～1m宽的检修场地，以便于运行人员操作。2）水轮机层：一般上下游侧分别布置水轮机辅助设备(即油水气管路等)和发电机辅助设备(电流电压互感器、电缆等)。以这些设备布置后，不影响水轮机层交通来确定水轮机层的宽度。3）蜗壳层：一般由设置的检查廊道、进人孔等确定宽度。蜗壳和尾水管进人孔的交通要通畅，集水井水泵房设置应有足够的位置，以此确定蜗壳层平面宽度。4）吊车标准宽度Lk：当宽度基本确定后，最后要根据尺寸相近的吊车标准宽度Lk验证，厂房宽度必须满足吊车安装的要求。按照设置蝴蝶阀的需要确定机组中心上游侧净宽度为Bs＝7.86m；按照发电机下游交通要求确定机组中心下游侧净宽度为Bx＝6.0mB=Bx+Bs＝7.86+6.0＝13.86m综上故有:根据水轮机的蜗壳、尾水管要求，机组段长度应不宜小于11.0m。根据发电机定子外壳及风道的要求，机组段长度取11.0m已能够满足其使用要求。设计厂房上部结构采用标准预制件，标准尺寸为6.0m。根据上下楼梯、励磁装置、出线和引水管道布置的需要，决定取机组段长度为12m。6个机组段分为三段，每段长24m,各段之间伸缩缝分开。根据厂内机电设备和结构上的需要，厂房净宽定为13.86m。按设置蝴蝶阀的需要，机组中心上游侧净宽7.86m；按发电机下游侧交通要求（通道宽2.0m）确定机组中心下游侧为6.0m。据此选用13.5m跨度的桥式吊车。(三)主厂房控制高程的确定1）水轮机安装高程:水轮机安装高程是按一台机组在设计水头下安全运行的要求来确定的。一台机组满出力时下游水位高程为91.84m，根据吸出高度的公式:Hs≤10.0—▽/900—KσσmH计算Hs=+1.01m允许安装高程:Zs=▽w+Hs+bo/2=93.17m。考虑本电站初期单机运行时间较长，且有可能某段时间在小负荷下运行，为安全运行，将水轮机安装高程降低到92.0m，这样留有1.17m的安全度。2）厂房基础底部高程根据水轮机安装高程92.0m，及尾水管高度6.6m，尾水管底部高程为85.40m，再扣除底板厚度1.0m，及可算出厂房基础底部高程为84.40m。3)蝴蝶阀层、作用筒地板高程及水轮机高程①为了便于安装蝴蝶阀及在钢管底下便于维护人员通行，取钢管中心位置与安装高程相同，所以蝴蝶阀地面的高程定为88.50m。②作用筒层是为装设水轮机作用筒的恢复机构的支座，其高程要满足支撑恢复支座的要求。由调节机构构造决定，作用筒中心高程为93.40m，其支撑结构要求地面高程为92.60m。③水轮机层地面高程是根据蜗壳上部混凝土厚度决定的。蜗壳进口半径为1.43m，本设计中蜗壳进口断面上部混凝土厚度采用1.0m，则水轮机地面高程为94.43m。4）发电机层高程▽G▽G=▽1+h5＋h6h5——发电机机墩进人孔高度(一般取1.8m~2.0m)；还须满足水轮机层附属设备油气水管道和发电机出线布置要求的高度。h6——进人孔顶部厚度混凝土厚度(一般为1.0m左右)，因为水电站水轮机发电机组是采用套用机组选型，根据已有的机组结构尺寸，计算得发电机层地板高程：▽G=99.20m。这一高程高出下游最高尾水位94.60m。5）吊车轨顶高程根据在安装场起吊的变压器和发电机转子的要求，及受到桥吊标准跨度的制约和最大部件调运方式的影响，吊车轨顶高程定为109.98m。(四)安装厂及门厅间布置（1）安装场。安装场场长度取112.0mm，与机组组段长度相相同。安装装场下游侧侧有5.55m×8.5m的变压压器检修孔孔，上铺承承重盖板。上上游侧有22.5mm×3.0m的吊物物孔，也盖盖有承重盖盖板。安装装场进厂大大门为6..0m×6.0mm。（2）门厅间。门厅间间是厂房右右端6.00m长的非非机组段，主主要是因为为利用桥式式吊车起吊吊6号机蝴蝶蝶左端需向向外增加33.0m，从从厂容建筑筑及预制构构件单一的的要求考虑虑，增设了了6.0mm长的门厅厅间。(五)主厂房轮廓尺寸寸1）水电站的尾水水底板开挖挖高程844.40mm；房顶高高程1155.90mm。2）厂房净高133.86mm，机组中中心线上游游侧宽度77.86mm，取决与与蝴蝶阀、伸伸缩节、辅辅助设备的的布置及厂厂房结构尺尺寸的要求求。下游侧侧