水电站课程设计-水电站厂房及吊车梁设计

如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知!如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知!如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知!如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知!目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"前言 1\o"CurrentDocument"第一部分水电站厂房 2\o"CurrentDocument"—、设计资料 2\o"CurrentDocument"二、 水轮机选型 2\o"CurrentDocument"2.1水轮机型号选择 2\o"CurrentDocument"2.2水轮机参数计算 2\o"CurrentDocument"三、 水轮机蜗壳设计 13\o"CurrentDocument"3.1蜗壳形式的选择 13\o"CurrentDocument"3.2断面形状及包角的选择 13\o"CurrentDocument"3.3进口断面面积及尺寸的确定 13\o"CurrentDocument"四、 尾水管设计 15\o"CurrentDocument"4.1尾水管的形式 15\o"CurrentDocument"4.2弯肘型尾水管主要尺寸的确定 15\o"CurrentDocument"五、 发电机外形尺寸 17\o"CurrentDocument"5.1发电机型式的选择 17\o"CurrentDocument"5.2水轮发电机的结构尺寸 17\o"CurrentDocument"六、 厂房尺寸确定 19\o"CurrentDocument"6.1主厂房长度的确定 19\o"CurrentDocument"6.2主厂房的宽度 20\o"CurrentDocument"6.3主厂房各层高程的确定 21\o"CurrentDocument"第二部分吊车梁设计 24\o"CurrentDocument"七、 吊车梁截面形式 24\o"CurrentDocument"八、 吊车梁荷载计算 25\o"CurrentDocument"8.1均布恒荷载q 25\o"CurrentDocument"8.2垂直最大轮压 25\o"CurrentDocument"九、 吊车梁内力计算 25\o"CurrentDocument"9.1弯矩计算 25\o"CurrentDocument"92剪力计算 26\o"CurrentDocument"十、吊车梁正截面及斜截面抗剪强度计算 27\o"CurrentDocument"10.1吊车梁正截面承载力计算 27\o"CurrentDocument"10.2斜截面抗剪强度计算 29\o"CurrentDocument"十一、挠度计算 30\o"CurrentDocument"十二、裂缝宽度验算 31\o"CurrentDocument"结语 32\o"CurrentDocument"参考文献 33前言本课程设计主要是水利水电枢纽工程中水电站厂房设计的部分工作。设计目的在于培养学生正确的设讣思想，理论联系实际工作的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。培养学生综合运用所学水电站知识,分析和解决水电工程技术问题的能力；通过课程设计实践训练并提高学生解决水利水电工程实际问题的能力。进一步巩固和加深厂房部分的理论知识，培养学生独立思考、分析问题及运用理论知识解决实际问题的能力，提高学主制图、使用现行规范、查阅技术资料、使用技术资料的能力以及编写设讣说明书的能力。根据已有的原始资料和设计•要求进行设计，主要内容有：水电站总体布置、水轮机型号的选择以及水轮机特性曲线的绘制、蜗壳尺寸的确定、绘制蜗壳平面和断面单线图、尾水管尺寸的确定及草图、水电站厂房尺寸的确定以及吊车梁内力讣算和吊车梁配筋讣算等，并根据要求绘制相应的平面布置图和剖面图。如不慎侵犯了你的权益•请联系我们告知第一部分水电站厂房一、设计资料资料：某水利枢纽工程，具有防洪、灌溉、发电、养殖、旅游等功能。水电站厂房为坝后式，通过水能计算该水电站装机容量为25Mw,厂房所在处平均地面高程440.60m1.水位经多水位方案比较，最终采用正常蓄水位为:470.00m,死水位为:459.00m,距厂房下游100m处下游水位流量关系见下表：下游水位流最关刁継线流量m*s5.610.615.620.630.640.660.680.6水位m430.8430.95431.06431.16431.35431.5431.75431.952•机组供水方式：采用单元供水3.水头该水电站水头范=39.00m,Hmin=28.00m,加权平均水头Ha=33.00m二、水轮机选型2.1水轮机型号选择水轮机型号的选择中起主要作用的是水头，本电站工作水头范围为28.00m〜39.00m,根据水头范围从水轮机系列型谱中查得轴流式ZZ440型适应水头20m〜36m,混流式HL240型适应水头25〜45m两种型座位备选方案。经方案比较后确定水轮机型号。如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知!如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知!如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知!如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知!2.2水轮机参数计算2.2.1HL240型水轮机方案主要参数选择(两台机组)HL240水轮机水头范围23〜45,HL240水轮机模型参数，见下表2-1勰型号实验水头H(m)1§D(mm)輸nio(“min)mu况下解騎量Qio(L/s)就就下的孵qW)限制血单MtQM/s)效率咖HL240446072110092124090.4转轮直径的计算根据水轮机型号HL240查上表得HL240型水轮机在限制工况下的单位流量Q；m二l・24n?/s,效率t/m=90.4%,由此可以初步假定原水轮机的单位流量=Q；m二1.241117s,效率水轮机额定水头4= [ %三J9.81X7JXQ(H2式中：D]——水轮机标称直径Q；——水轮机单位流量查得Q；二1240L/S二1.24加、心Hr——设计水头，对于坝后式水电站Hr=(0.9〜0.95)弘，取Hr=Q.95Ha=0.95X33.0=31.35m3—水轮机额定出力，山发电机的额定处理求得，对于中小型水电站砌二0.92〜0.95,Pr=Pe/t]g=2o000/2/0.95=13158kW代入式中得=——-——=I 皿8二二2.59m,根据上式计J9.81xr/XQ；XH2N9.81X0.92X1.24X31.352算出的转轮直径259cm,查表3—12水轮机转轮标称直径系列，选用相近而偏大的标准直径：D1=275cm转速计算式中皿一一单位转速采用最优单位转速龙=72r/minH——采用设计水头33.00mD：——采用选用的标准直径D产2.75m山额定转速系列表3-13查的相近而偏大的转速n=150r/min效率及单位参数修正效率修正。查表3—9可得HL240型水轮机在最优工况下的模型最高效率riMmaX=^0%,模型转轮直径De二46cm,则原型水轮机最高效率效率修正值Aq=效率修正值Aq=Tjmax—r)Mmax一5—£2二°・944-0.92-0.01=0.014式中:匂为考虑到原型与模型水轮机工艺水平影响的效率修正值，取S=1%〜2%；习为考虑到原型与模型水轮机异性部件影响的效率修正值，取£2=瑰〜3%,本列题中因原型与模型水轮机异性部件基本相似，故认为£2=0o限制工况下的原型水轮机效率：n= M二0.904+0.014=0.918可见，与计算转轮直径时所假定的原型水轮机在限制工况下的效率相符。说明所选的久适合。单位转速修正。单位转速修正计算公示如下An[=n[0An[=n[0-n{0M式中：加。为原型水轮机最优单位转速，r/min：加。旳为模型水轮机最优单位转速，r/min：T]Mmax为最优工况下的模型水轮机的效率，查表得T]Mmax=92%；r]max为最优工况下的原型水轮机的效率，r]max^Mmax^二0.92+0.0

14=0.934由上两式得弊=（匡匚石=（叵E—1）=0.87%n10MyjHMmax y\0・92J因An；＜0.03n；OM时，可不必进行修正。故计算的n值适合。单位流量也不加修饰。工作范围检验在水轮机的直径和转速选定之后，还需要在模型综合特性曲线图上绘出水轮机的相似丄作范围并检验该丄作范围是否包括了高效率区，以论证所选定的直径和转速的合理性。（1）按水轮机的额定水头和选定的直径久计•算水轮机以额定出力工作时的最大单位流量QlmaxoIII水轮机的额定出力几的表达式导岀最大单位流量Q 计算式（限制工况下的Q；）Pr二导岀最大单位流量Q 计算式（限制工况下的Q；）Pr13158•皿;J环\81X2.^X31.35XV-31.35XO.918=1-1O1^3A<1.24m3/s则水轮机的最大引用流量为13158Qmz二Q&gDf再=1・101X2.752xV3L35=46.62m?/s150X2.75（2）按最大水头Hmax,最小水头以及选定的Z\,n分别计算出最小和最大单位转速加加九和＜max.150X2.75nimin=TOC\o"1-5"\h\znDx 150X2.75 /・nimin==———=66.05r/minHmax ＜39, nDl150X2.75rr2 /・心"=1^== =77%r/min（3）在HL240水轮机的模型综合特性曲线图上分别作出以Qrlmax.nrlmin和加尬占为常数的直线，这些直线所包括的范围（如图阴影部分）在95%出力限制线以左并包含了模型综合特性曲线的高效率区，说明选定的Di>n是满意的。图2-1HL240水轮机模型综合特性曲线及工作范围检验（两台机组）图2-1HL240水轮机模型综合特性曲线及工作范围检验（两台机组）h(Us)5・确定吸出高度由设计工况参数:nrlmax"^'7-"73.67r/min,Q；wax=1101L/s,查图3-21得o二0・197,在空化系数修正曲线中查得Ao二0.035o则吸岀高度为比二10「440.6比二10「440.6900(0.195+0.035)X31.35=2.30(m)>-4・0m说明HL240水轮机方案的吸岀高度满足电站要求。2.2.2轴流转桨ZZ440水轮机主要参数的计算（两台水轮机）1•转轮直径Di的计算山于轴流式水轮机的限制工况山空蚀条件决定，为防止开挖过大，水电站常采用限制水轮机吸出高度的办法反推Q；和6根据水轮机型号ZZ440查表3-10得在限制工况下的单位流量Q；二1.65m3/s,空蚀系数0=0.72.在空蚀系数修正曲线图2-28查的Aa=0.04o在允许的吸出高度［比］二-4m时，其相应的空蚀系数为

aJ角f=1Q-J^+4-o.O35=0.396<0.7231・35山表3-10查得ZZ440水轮机在最优工况下的单位转速n10=115r/min,查图2-2可知，对应与工况点(S二b二0.396)处的单位流量0二1150L/s,模型水轮机的效率=87.2%o据此可先假定设计工况下原型水轮机的效率°=89.7%,则转轮直径为131583=2・61m9.81X0.897X1.15X31.3S2131583=2・61m9.81X0.897X1.15X31.3S2J9.81X7JX(2(XH；N查表3-12,选用与水轮机转轮计算直径相近的标称直径6二2.75mn=niVH-115Xv33n=niVH-115Xv33=240.23r/min2.75查表3-13,选用与之相近而偏大的同步转速心二250r/mino效率及单位参数修正由表2-2查得ZZ440水轮机试验水头=3.5m,模型转轮标称直径£＞耐=0.46mo对轴流转桨式水轮机，当叶片转角为卩时，原型水轮机最大效率3.5^(pmax=1~C1~3.5^(pmax=1~C1~^Mmax)(0-3+07'\^~=1-■-％MzhQ(0・3+0.7s10.4631.35=1_0.693(1_ri.pMmax)叶片在不同转角0时的可山模型综合特性曲线图3-22查得，当选用制造工艺影响的效率修正值尸1%,即可用上式计算出不同转角0时的效率修正值△府疵弋，计算成果见下表叶片转角0-10-亍0+亍+10°+15°知max（%）84.988.088.888.387.286.089.591.692.291.991.190.2知max（%）■论（％）4.63.63.43.63.94.2△%（%）3.62.62.42.62.93.2ZZ440水轮机效率修正值计算表由表3-10查得ZZ440水轮机最优工况的模型效率〃皿疵二89%,从以上计算知，最优工况的效率最接近于卩=0。时的效率88.8%,故可采用△%二2.4%作为其修正值，则可得ZZ440水轮机原型的最高效率为"max■〃畑x+△“二89%+2.4$二91.4%因为在吸出高度-4m限制的工况点（s=113r/min,o=0.396）处的模型水轮机的效率加二87.2%,该工况点在卩二0处，求得该工况点的效率修正值为切。=2.4%,该工况点原型水轮机效率为77=87.2%+2.4%=89.6%与假定的89.7%相近。可见选用D]=2.15m,n=250r/min是合适的。工作范围检验在水轮机的直径和转速选定之后，还需要在模型综合特性曲线图上绘出水轮机的相似丄作范围并检验该丄作范围是否包括了高效率区，以论证所选定的直径和转速的合理性。（1）按水轮机的额定水头和选定的直径久计算水轮机以额定出力工作时4 p 131S8的最大单位流量Qlmax\Q1D^t1%.81x2.752x31.35xvTO^=1-13m3A则水轮机的最大引用流量为如不慎侵犯了你的权益•请联系我们吿知Qmax^Qlmax^yfH^=1.13x2.752X^^35=47.85m3/s（2）按最大水头Hmax,最小水头丹仙以及选定的D“n分别计算出最小和最大单位转速血m和怕尬彩.nlmin=nlmin=nDx250X2.75何=110.09r/min250X2.75J nDl / ・250X2.75"g=^===12993rmlnriD丄riD丄 250X2.75H/nin=122.79r/min将上述值在ZZ440水轮机模型综合特性曲线上标岀，如图中的阴影部分既是水轮机的工作范围。可见，工作范围仅部分包含了该特性曲线的高效率区。图2-2ZZ440水轮机模型综合特性曲线及工作范围检验（两台机组）zwlto皿mIe4IHu4血LOO图2-2ZZ440水轮机模型综合特性曲线及工作范围检验（两台机组）zwlto皿mIe4IHu4血LOOto确定吸出高度用水轮机设计工况点n；r=122.79r/min,Qlmax=U30rn3/s在图3-22上可查空蚀系数o二0.38o则对应的水轮机的吸出高度为比=10--一（O+M）H=如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知440.6 / 、10-——-(0.38+0.04)X31.35=-3.66m>-4.0m900故满足电站要求。2.3HL240型水轮机与ZZ440型水轮机两种方案的比较经过上述讣算，两方案的相关参数如下表水轮机方案参数对比表序号项目HL240ZZ4401型轮数模转参推荐使用的水头范围H(m)25〜4520〜362最优单位转速Mo(r/min)721153最优单位流量Go(L/s)11008004最高效率加皿“備)92895空化系数。0.1950.046原型水轮机参数工作水头范围H(m)28〜3928〜397转轮直径久(m)2.752.758转速1502509最咼效率耳max(%)91.891.410额定出力P(kW)131581315811最大引用流量Q(m3/s)46.6247.8512吸出高度Hs(m)2.30-3.66由上表可以看出，两种机型方案的水轮机标称直径均为2.75m。HL240型方案的工作范围包含了更多的高效率区域，运行效率高，空化系数较小，安装高程也高，对提高年发电量和减小厂房开挖量有利。ZZ440型方案的转速高，可减小发电机尺寸。但山于该机型水轮机及其调速系统复杂，所以总体造价较高。综合考虑，本电站选择HL240型方案更为合理。2.2.4HL240型水轮机四台机组方案主要参数选择1.选择转轮标称直径Di由资料可知该水电站装机容量为25MW,选择四台机组，则单机装机容量为6.25MW。山此可得该水轮机的额定功率如不慎侵犯了你的权益,请联系我们告知!如不慎侵犯了你的权益,请联系我们告知!根据水轮机型号HL240查上表得HL240型水轮机在限制丄况下的单位流量Q；M=1.24m7s,效率t/m二90.4%,山此可以初步假定原水轮机的单位流量Q；=Q®二1・24m7s,效率二92%.水轮机额定水头二0・93Hq二0.95x33.0=31.35mPrDPrDi= _19.81x7/x式中：Di——水轮机标称直径Q；——水轮机单位流量查得Q；二1240L/S二1・24”儿・Hr——设计水头Hr=31.35m几一水轮机额定出力，由发电机的额定处理求得，对于中小型水电站偏二0.92〜0.95凡二4/術二25000/4/0.95=6579kW代入式中得2=Pr3代入式中得2=Pr39.81Xr]XQ[xH^6S793=1.83m,根据上式计算出9.81X0.92X1.24X31.3S2的转轮直径183cm,查表3—12水轮机转轮标称直径系列，选用相近而偏大的标准直径6二200cm二沁更二206.8r/min二沁更二206.8r/minDx200式中加一一单位转速采用最优单位转速时=72r/minH——采用设计水头33.00m采用选用的标准直径Df2.00m山额定转速系列表3-13查的相近而偏大的转速n二214.3r/min效率及单位参数修正(1)效率修正。查表3—9可得HL240型水轮机在最优工况下的模型最高效率加皿“二92.0%,模型转轮直径D1M=46c叫则原型水轮机最高效率如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知!rimaX=1-<1-r]Mmax)J^l-d-O.92)詹0.940效率修正值Aq=r)max-r]Mmax一s-勺二0.944-0.92-0.01=0.01式中：可为考虑到原型与模型水轮机工艺水平影响的效率修正值，取匂=1%〜2%;习为考虑到原型与模型水轮机异性部件影响的效率修正值，取s2=1%〜3孰本列题中因原型与模型水轮机异性部件基本相似，故认为习二。。限制工况下的原型水轮机效率：T]=z/m+A??=0.904+0.01=0.914可见，与计算转轮直径时所假定的原型水轮机在限制工况下的效率相符。说明所选的6适合。(2)单位转速修正。单位转速修正计算公示如下"10-"10My/^lmax/^]Mmax式中：加。为原型水轮机最优单位转速，r/min；砒为模型水轮机最优单位转速，r/min：r]Mmax为最优工况下的模型水轮机的效率，查表得T)Mmax=92%,r]max为最优工况下的原型水轮机的效率，利Mma/Aq=0.92+0.010=0.930由上两式得ZI 77" /10.930 \—=(丄凹--1)= 1二0・54%nioMy]^Mmax y\0.92J因An；<0.03n；OM时，可不必进行修正。故计算的n值适合。单位流量也不加修饰。工作范围检验在水轮机的直径和转速选定之后，还需要在模型综合特性曲线图上绘出水轮机的相似丄作范围并检验该丄作范围是否包括了高效率区，以论证所选定的直径和转速的合理性。(1)按水轮机的额定水头弘和选定的直径久计算水轮机以额定出力工作时的最大单位流量山水轮机的额定出力几的表达式E・二9. 『阿m导出最大单位流量计算式ni Pr 二 6579 ^lmax9.81D£Hr/777^ 9.81X2.02X31.35X^31.35X0.914=1.045m3/s<l.24m3/s（限制工况下的Q）则水轮机的最大引用流量为Qmax=QimaxDiy/^r=1・045x2.02X731.35=23.4m3/s⑵按最大水头Hmax,最小水头Hm沅以及选定的分别计算出最小和最大单位转速血汛和血“^lmax214.3X2.00214.3X2.00V5568.63r/minnDx=81.00r/min^lmax214.3X2.00214.3X2.00V5568.63r/minnDx=81.00r/min(3)在HL240水轮机的模型综合特性曲线图上分别作出以Qrlrnax. 和砒为常数的直线，这些直线所包括的范围(如图阴影部分)在95%岀力限制线以左并包含了模型综合特性曲线的高效率区，说明选定的久、n是满意的。如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知!图2-1HL240水轮机模型综合特性曲线及工作范围检验(四台机组)图2-1HL240水轮机模型综合特性曲线及工作范围检验(四台机组)8•4■■■tlK确定吸出高度由设计工况参数:^lmax214.3X2.00二76.55r/min,s,由设计工况参数:^lmax214.3X2.00二76.55r/min,s,查图3-21得o二0.195,在空化系数修正曲线中查得Ao二0.035。则吸岀高度为尽二10-器-(0.195+0.035)X31.35=2.30(m)>-4・0m说明HL240水轮机四台方案的吸出高度满足电站要求。通过比较发现，在转轮直径相同，吸出高度相同的条件下，HL240型两台机组方案的工作范围包含了更多的高效率区域，运行效率高。因此此电站选择HL240两台机组的方案。

三、水轮机蜗壳设计3.1蜗壳形式的选择蜗壳形式有金属蜗壳和混凝土蜗壳，金属蜗壳适用于水头大于40m或小型卧式机组，混凝土蜗壳适用于水头小于40m,金属蜗壳适用于水头大于40m的水电站。因为本次课设水电站的水头范RI28.00—39.00m,水头运行范圉大，最大水头接近40m水头，所以本设计采用了金属蜗壳。2断面形状及包角的选择从蜗壳的鼻端至蜗壳进口断面之间的夹角称为蜗壳包角，常用00来表示,对于金属蜗壳由于流量较小，流速较大，通常采用包角为270°〜345。,且金属蜗壳通常采用的蜗壳包角为345。,故本设计选择345。包角。3.3进口断面面积及尺寸的确定1•座环尺寸:座环固定导叶外径相对值:座环固定导叶外径相对值:座环固定导叶内径相对值:式中：久为水轮机的标称直径,Di=2.75m<3.2m；故Q二1・64X2.75=4.51m,Db=l.37X2.75=3.77m2.任意断面i的断面尺寸:断面半径:Q(PiPtnv36O°7TVoQ(PiPtnv36O°7TVo^=ra^Pt如不慎侵犯了你的权益,请联系我们告知!如不慎侵犯了你的权益,请联系我们告知!如不慎侵犯了你的权益,请联系我们告知!如不慎侵犯了你的权益,请联系我们告知!断面外半径：Rt=ra+2pt则第i+1断面的包角为(Pi+、=(Pi—卜(p,(i=0,1,2,3 )式中：40为包角增量，一般取L(p=15°或30°蜗壳进口断面平均流速：Vq=K』环Hr=31.35m,根据图2-6,查得心二0.9,则Vo=0.9XxM35=5.04m/s典型断面计算表：如下<P1断面中心距a断面外半径R3453.945.623153.875.472853.795.312553.705丄52253.624.971953.524.791653424.581353.314.361053.194.11753.043.83452.873.47152.612.963-绘制蜗壳断面单线图和平面单线图金属蜗壳断面单线图金属蜗壳平面单线图金属蜗壳断面单线图金属蜗壳平面单线图四、尾水管设计4.1尾水管的形式尾水管是反击式水轮机的重要过流部件，其形式和尺寸在很大程度上影响到水电站下部土建工程的投资和水轮机运行的效率及稳定性。尾水管的形式很多,常用的有直锥形，弯锥形和弯肘形，大中型反击式水轮机均采用弯肘形，本设计采用弯肘形，它不但可以减小尾水管开挖深度，而且具有良好的水力性能。弯肘形尾水管由进口直锥段中间肘管段和出口扩散段三部分组成。2弯肘型尾水管主要尺寸的确定尾水管高度该电站属于中低水头电站，根据实践经验，低水头混流式水轮机（久＜。2,久为转轮进口直径，2为转轮出口直径），h二2.6久，取h二2.6D1二2.6X75=7.15mo2肘管型式

L/D{=4.50L=4.5X2.75=12.375mBJD\=2.72B5=2.72X2.75=7.48m2/卩二1・35D4=1.35X2.75=3.71mhjD{=1.35A4=1.35X2.75=3.71mA6/Dj=0.678//6=0.678X2.75=1.86mLj/Dj=1.82厶二1.82X2.75=5.00mh5/Dl=1.220/?5=1.220X2.75=3.355m査动力设备设讣手册，得D2/Dl=1.078D2=1.078X2.75=2.9645mDJD严928£>3二0.928X2.75=2.552mh\[D、二0.054/?]二0・054X2.75=0.1485mhJD、=0.16/?2=0.16X2.75=0.44mhjD、=0.593hi=0.593X2.75=1.631m3.尾水管示意图混进式水轮机弯肘星見水管五、发电机外形尺寸5.1发电机型式的选择水轮发电机的结构型式主要取决于水轮机的型式和转速，同时要兼顾厂房的布置要求，本设计水轮机的额定转速n=150r/min>150r/min,故采用悬式水轮发电机。2水轮发电机的结构尺寸(1)极距區10“匡亟=42cm1y]2p y]2X20式中K]---系数，&二9.0〜12.5(中容量)或8.3〜10.7(大容量，高速的取上限)Sn-一水轮发电机额定视在功率(kw)P 磁极对数。(2)定子铁芯内径6(cm)的确定—洽笃严彊・5cm(3)定子铁芯长度b(cm)的计算Sn_CD(Tipj12500_5x10-6x535.52%150 0581Zn 581(4)外形尺寸估算发电机部件参数计算式结果(mm)定子机座外径Dx=1.150+6000讦6758机座高度h±=lt+2.5t74=1421风洞内径二D]+2000D2=8758转子直径QD3=PD3=535o

上机架h2=0.25Di彼二1339下机架跨距为Z)4=Ds+500为二4400高度fhh7=0.12Dih7=643推力轴承装置及励磁机架外径％£>6=300006=3000励磁机外径6D7=2500D7=2500推力轴承高度徧h3=1500/i3=1500励磁机高度觞九二2400九二2400副励磁机高度饥/i5=1000h5=1000永励磁机高度饥h6=800h6=S00定子机座支承面到下机架支承面或到下挡风板距离hQ=0.15Qh8=803下机架支承面到大轴法兰距离h9=1000h9=1000转子磁辄轴向高度俎0h1Q=Zt+500h10=1081定子支承面到大轴法兰距离^11/ill=/lg+hg=1803定子铁芯轴向中心线到法兰盘距离屁2h12=0.46/ii+h±1h12=2457发电机大轴高度俎3h13=0.8Hh13=8210定子机座支承面到发电机顶部俎4^14= +禺+^3+匕4+九5+人6h14=8460发电机总高HH叽+h14H二10263(5)水轮发电机重量估算如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告发电机重量G可按下式估算：&尸=心馬=10XJ皤昇=190.8t心 估算系数，悬式取8〜10。转子带轴重量G,.为Gr=(0.44〜0.55)Gf=0.5X190.8=95.4t(6)起重设备的选择根据转子带轴的重量为95.4t,选择起重设备具体选择见下表。吊钩起重量(t)吊钩型式吊钩尺寸配用的平衡梁高度h(mm)A(mm)Dl(mm)Ll(mm)L2(mm)L3(mm)100双钩547200600745395700双小车系列吊钩起重呈(t)小车轨距Lt小车轮距Kt大车轮距K大梁底面至轨道面距离F起重机最大宽度B小车桥机轨道面至起重机顶端距离(mm)10044002000440065092003700六、厂房尺寸确定1主厂房长度的确定主厂房的长度山主机间和安装间的长度确定，而主机间的长度则主要取决于机组台数、机组段的长度和边机组的加长，因此，主厂房的长度L可以表达为L=nLo+AL功+厶安式中：n为机组台数；厶。为机组段长度；AL汝为边机组段加长；厶丈为安装间长度。1.发电机层如不慎侵犯了你的权益,请联系我们告知!如不慎侵犯了你的权益,请联系我们告知!如不慎侵犯了你的权益,请联系我们告知!如不慎侵犯了你的权益,请联系我们告知!机组段长度 Lo=D代+b=03+26+b式中：D饨为发电机风罩外缘直径；03为发电机风罩内径；§为风罩壁厚，一般为0.3〜0.4m,取0.3m；b为相邻两风罩外缘之间通道的宽度，一般取1.5〜2.0m,取加。则Lo=8.76+2X0.3+2=11.36m蜗壳层机组段长度厶。=G+2AL式中：厶v为蜗壳在厂房纵向的最大尺寸；△厶为蜗壳混凝土厚度，对于金属蜗壳，应满足蜗壳安装所需要的空间要求，最小空间尺寸不宜小于0.8m,取0.8nu则Lo二5.62+4.58+2X0.8=11.8m尾水管层机组段长度 Lo=Bw+2AL式中:为尾水管的宽度;A厶为尾水管边墩的混凝土厚度,至少取0.8〜1.Om,大型机组可达加。则Lo=7.48+2X0.8=9.08m取三者中的最大值，即机组段长度L0=11.8m边机组段加长AL边△厶炒=（0.1〜1.0；D±式中：久为水轮机的标称直径，该设计安装间在厂房的右端，则取大值AL..^1.0X2.75=2.75m安装间长度厶艺=（1.25〜1.5）厶°因发电机为悬式发电机，则取小值L丈二1.25X11.8=14.75m综上所述，主厂房的长度L=n厶o+AL.+厶文=2X11.8+2.75+14.75=41Am6.2主厂房的宽度发电机层： Bu=AuD风Bd=—+AdAu. 分别为发电机层风罩外缘至上游侧墙、下游侧墙的宽度D风 8.76「乩=—+AU=-y+5=9.38mD风 8.76Bd=—^Ad=—^3=738m水轮机层：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）。这些设备布置一般靠墙、风罩壁布置或在顶板布置，不影响水轮机层交通，因此对厂房的宽度影响不大。蜗壳层：Bu=^wu+AL+兮Bd=匚眩+ALLwu.厶血分别为蜗壳在厂房横向上游侧、下游侧的最大尺寸；△厶为蜗壳外围的混凝土结构厚度，取lm：力才为主阀室宽度，取4m。Bu=Lwu+△厶+兮=3.83+1+4=8.83mBd—Lwd+AL=5.15+1=6.15m厂房的上游侧宽度和下游侧宽度应取各层上、下游侧宽度的最大值，即Bu=max（B』Bd=max（Ed）则主厂房总宽度B二+Bd=9・38+7.38—16.76m6.3主厂房各层高程的确定水轮机安装高程山于本设讣选择混流HL240,Qmax=46.62m3/s,根据下表确定设计尾水位的水轮机过流量。确定设计尾水位的水轮机过流量电站装机台数水轮机过流量1台或2台1台水轮机50%的额定流量3台或4台1台水轮机的额定流量5台以上1.5〜2台水轮机的额定流量Q=50%X46.62=23.31m3/s根据所给资料中流量与下游水位的关系可得，设计尾水位％=431.21m。下游力匕位流星关系曲线流>m3/55.610.615.620.630.640.660.680.6水位m430.8430.95431.06431.16431.35431.5431.75431.95

则立轴混流式水轮机的安装高程b0 0.365X2.75Zs=%+比+#=431.21+2.30+ =434.01m2.主阀室地板高程\7尸什=Zs_牛_X式中：D为压力管道直径；俎为人的高度1.8〜2.0m：压力管道直径（彭德舒公式得）D=輕礬=屮2：：；2—.01mVF=Zs-^-h1=434.01一岁一2=430.1m3.尾水管底板高程Vve式中：b包括尾水管高度和尾水管顶部至导叶底部的高度。^WD=ZS-Y~h2=434.01-曲广5-(0.44+1.63+3.71)=427.73m4.主厂房基础开挖高程％如不慎侵犯了你的权益,请联系我们告知!如不慎侵犯了你的权益,请联系我们告知!Vfc=Vwd—AH式中：AH为尾水管底板混凝土厚度，AH应根据地基性质、电站大小和尾水管结构形式而定，初设阶段，小型电站或岩质基础取1〜2m；大中型电站或土基取3〜4m。本次设计为岩质基础取2m。Vk=\7wd一\H=427.73-2=425.73m水轮机层地面高程%D=Zs+P+彼式中：p-一-蜗壳从安装高程向上的最大尺寸，对于金属蜗壳，为其进口尺寸；h2----蜗壳顶部混凝土层卑度，初设阶段可根据国内外已建电站的经验采用，一般至少取0.8〜1.0m,此设计取为lmVsd=Zs+p+人3=434.014-1.69+1=436.7m发电机装置高程\7磁7FZ=7SD+^4+^5式中：怎 进人孔高度取2m；h5——进人孔顶部厚度取lmVFZ=VSD+h4+h5=436.7+2+1=439.7m发电机层地面高程\7肋釆用定子埋入式习PD=7FZ+匕7式中：h7 定子高度VFD=VFZ+h7=439.7+1.42=441.12m8.安装间地面高程巾\7a=VFD=441.12m9.桥吊梁轨顶高程Vg如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知%=Vfd+h9+h104-/in+hi2+h13式中：h9----采用定子埋入式布置，为上机架的高度；h1Q----吊运部件与固定的机组或设备间的垂直净距，取为lm； -一最大吊运部件的高度,/i】2-一吊运部件与吊钩间的距离，取为0.8m：瓜3一主钩最高位置（上极限位置）至轨顶面距离1.84mo%=Vfd+hg+h1Q+/in4-h12+^13=441.12+1.34+1+8.2+0.8+1.84=454.3m梁底高程V®习LD=Vg+h]4+h15式中：h14---起重机轨顶至小车顶面的净空尺寸，此处取3.7m；h15--小车顶面与屋面大梁或屋架下弦底面的净距，一般取0.5m。习ld=Vg+/ii4+/its=454.3+3.7+0.5=458.5m厂房顶高程Va^CD=习LD+^16式中：h16-一屋面大梁的宽度、屋面板的厚度、屋面保温防水层的厚度之和，取0.5moVCD=VLD+h16=458.5+0.5=459.0m第二部分吊车梁设计七、吊车梁截面形式此电站单机容量为12500KW,电站厂房吊车梁为两跨连续梁，总厂房长度为41.4m,设置6根连续梁。跨长为6.9米，梁的截面形式为T型，其截面尺寸如图1-1所示。800400吊车跨度S=16m,根据最大起重重量G]=95.4L选用100t双钩双小车桥式起重机。吊车其他数据为：吊车主钩极限位置Zx=1.1m,吊车重G2=94t,单个小车重G2=19t,吊车两边轮数沪2,吊车轨道及埋件600N/mo1•高度：根据T型梁截面混凝土梁的截面一般为跨度的1/5〜1/8,即为6900/5〜6900/8,即1380〜862.5,取h二1000mm。梁肋宽:梁肋宽为梁高的1/2〜1/3,即500〜333,取b二500mm。翼板厚度:翼板片度常为梁高的1/7〜1/10,但不小于100mm,取为130mm。翼板宽度除考虑受力要求外，还应有足够尺寸以布置钢轨及埋件钢轨附件,一般不小于350mm,在梁端部，肋宽宜适当加大，以利于主筋的锚固。这里取800mm。设计•原则及混凝土强度等级、钢筋型号按《混凝土结构设计规范(SL191-2008)》。吊车梁混凝土标号为C40,纵筋采用HRB335,箍筋为HPB235。八、吊车梁荷载计算&1均布恒荷载取单位长度为lm计算:如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知吊车梁自重：Qi=(0.8X0.15+0.85X0.4)X25X103=1.15X104N/m埋件重q2=600N/m均布荷载： q=行+血=12.1kN/m2垂直最大轮压q=61.5X104iV/m九、吊车梁内力计算9.1弯矩计算从《水工钢筋混凝土结构学》附录九表中查得务，根据扌=^=0.638,Mn=anql2+knPl=anx12.1x103x6.92+knx61.5xIO4x6.9=576081^+4243500匕务,厶的取值见表9-12剪力计算根据手=器=0.638«水工钢筋混凝土结构学》附录八、附录九表中查得L6.9k()=kA=1.16,ks=0.31,k1Q人:=1.29,kg=1.35Vo=0.375讥+k0P=0.375x12.1x103x6.9+1.16x61.5xIO4=744709NV5=ksP-0.125讥=0.31x61.5xIO4-0.125x12.1x6.9x103=180214JVV1Q/「=—0.625"-fc10/=-0.625x12.1x6.9x103-1.29x61.5XIO4=—845531N如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知!如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知!如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告V1Q4=0.625"+fc10左P=0.625X12.1X6.9X103+1.29X61.5XIO4=845531“Ra=0.375"+k0P=0.375X12.1x103X6.9+1.16x61.5xIO4=744709WRb=1.25qZ+kBP=1.25x12.1x103x6.9+1.35x61.5XIO4=934613N6900690069006900表9」截面弯矩计算表截面ankn(-)kn(+)MiMzM3-Mmax+Mmax00000000010.0325-0.00800.08751.87E+04-3.39E+043.71E+05-1.52E+043.90E+0520.0550-0.00200.15043.17E+04-8.49E+036.38E+052.32E+046.70E+0530.0675-0.03000.18953.89E+04-1.27E+058.04E+05-8.84E+048.43E+0540.0700-0.04000.20644.03E+04-1.70E+058.76E+05-1.29E+059.16E+0550.0625-0.04600.20313.60E+04・1.95E+058.62E+05-1.59E+058.98E+0560.0450-0.06000.18242.59E+04■2.55E+057.74E+05-2.29E+058.00E+0570.0175-0.06800.14751.01E+04-2.89E+056.26E+05-2.78E+056.36E+058-0.0200-0.07800.1024・1.15E+04-3.31E+054.35E+05-3.43E+054.23E+059-0.0675-0.11600.0515-3.89E+04-4.92E+052.19E+05-5.31E+051.80E+0510-0.1250-0.12100.0000-7.20E+04-5.13E+05O.OOE+OO■5.85E+05O.OOE+OO11-0.0675-0.11600.0515■3.89E+04-4.92E+052.19E+05-5.31E+051.80E+0512-0.0200-0.07800.1024-1.15E+04-3.31E+054.35E+05-3.43E+054.23E+05130.0175-0.06800.14751.01E+04-2.89E+056.26E+05■2.78E+056.36E+05140.0450-0.06000.18242.59E+04■2.55E+057.74E+05-2.29E+058.00E+05150.0625-0.04600.20313.60E+04-1.95E+058.62E+05-1.59E+058.98E+05160.0700-0.04000.20644.03E+04-1.70E+058.76E+05■1.29E+059.16E+05170.0675-0.03000.18953.89E+04-1.27E+058.04E+05-8.84E+048.43E+05180.0550・0.00200.15043.17E+04-8.49E+036.38E+052.32E+046.70E+05弯矩包络图:^-4c-3c-?c-:oowfn弯矩包络图:^-4c-3c-?c-:oowfn器Mioo八£•N9X孑壬十、吊车梁正截面及斜截面抗剪强度计算10.1吊车梁正截面承载力计算10.1.1确定翼板计算宽度受拉钢筋估计为双层钢筋，取a=70mm,则心=h-a=1000-70=930mm,按表3-2（《水工钢筋混凝土结构学》）计算翼缘宽度：h'f=150mm,^= =0.161>0.1,«j2T形梁，所以） ho930zlQ6900bf=—= =2300mmb；=b+12hf=400+12x150=2200mm上述两值均大于翼缘实有宽度(800mm),故bff=800mm10.1.2.鉴别T形梁所属情况按下式鉴别T形梁所属情况KM=1.2X916.2=1099.44kN/m如不慎侵犯了你的权益•请联系我们告知=1959.66/CJV/7Hfcb屈0o-¥)=19.1X800X150X(930-=1959.66/CJV/7HKM<所以属于第一种T形截面（x</ip,按宽度为800mm的单筋矩形截面计算。10.1.3计算4KM1099.44KM1099.44X106吋―。隔19.1X800X9302g=1—/1-2as=1-71-2x0.083=0.087<0・85務=0.468A_fcb'fgho_19.1X800X0.0087X930_力“心―/lc= = — =t*1Z1771771fyTOC\o"1-5"\h\zs£ 300fy浮=蛊=1-12%>Pmin=0.20%,满足要求bhQ400X930 rmm选用5B22+5B25(As=4354mm2)支座B：按宽度为b的矩形截面积算(上侧受拉，下侧受压)KM

fcbfho1.2x585x106 “，KM

fcbfho19.1X400X9302=0106g=1—J1_2as=1-/1-2X0.106=0.113<0.85$=0.468AS=^=AS=^=1小400竺113><93()=2676_2fy300P=^=^h=°・72%>P艷=0-20%,满足要求选用5B28(As=3079mm2)

10.2斜截面抗剪强度计算10.2.1T型梁截面尺寸验算hw=1000-70-150=780m?n

hw780 「*= =1.95<4.0b400由下式可得O.2Sfcbho=0.25X19.1X400X930=1776.3kN

>KV=1.2X774709=893.7PN满足截面抗剪要求。10.2.2抗剪腹筋计算以支座边缘截面为验算截面:Vc=O.7ftbho=0.7X1.71X400X930=445・3kN<KV=893.7kJV根据K^VC+ 的条件，由下式得1.25X210X930AsvKV-0.7ftbhQ893.7X103-445.3X1