西華大學(xué)水電站廠房畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(廠房+引水系統(tǒng)).doc

西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 目 錄摘 要.1前 言.31 基本資料.41.1 工程概況.41.2 工程地質(zhì).41.3 工程水文、氣象.51.4 工程特性值.51.5 工程主要建筑物.61.6 工程主要機(jī)電設(shè)備.71.7 起重設(shè)備的選擇.82 樞紐布置.92.1 廠房類型確定.92.2 廠房各部分尺寸計(jì)算.102.2.1 蝸殼單線圖的繪制.102.2.2 尾水管單線圖的繪制.122.2.3 主廠房尺寸計(jì)算.142.3 廠區(qū)樞紐布置.22 2.3.1 主廠房位置的選擇.22 2.3.2 變壓器場(chǎng)及開(kāi)關(guān)站位置的選擇.24 2.3.3 尾水平臺(tái)及尾水閘室的布置.24 2.3.4 安裝間的布置.24 2.3.5 副廠房的布置.24 2.3.6 廠區(qū)交通.253 引水系統(tǒng)的設(shè)計(jì).253.1 進(jìn)水口的類型.253.2 供水方式的選擇.253.3 引水道直徑.253.4 進(jìn)水口尺寸.263.4.1 進(jìn)口段尺寸.263.4.2 漸變段尺寸.263.4.3 閘門(mén)段尺寸.273.4.4 通氣孔和進(jìn)人孔.273.5 進(jìn)水口高程.283.6 壓力管道內(nèi)徑計(jì)算.273.7 引水道線路.283.8 調(diào)壓室設(shè)計(jì).293.9 調(diào)節(jié)保證計(jì)算.303.9.1 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算條件.303.9.2 調(diào)節(jié)保證計(jì)算過(guò)程.313.9.3 水頭損失計(jì)算.364 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).384.1 工作閘門(mén)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).384.1.1 閘門(mén)基本資料.384.1.2 閘門(mén)的結(jié)構(gòu)形式及布置.384.1.3 面板設(shè)計(jì).394.1.4 水平次梁、頂梁和底梁設(shè)計(jì).404.1.5 主梁設(shè)計(jì).454.1.6 橫隔板設(shè)計(jì).514.1.7 縱向連接系設(shè)計(jì).534.1.8 邊梁設(shè)計(jì).544.2 閘門(mén)附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).584.2.1 行走支承設(shè)計(jì).584.2.2 軌道設(shè)計(jì).594.2.3 閘門(mén)啟閉力及吊座計(jì)算.594.2.4 攔污柵設(shè)計(jì).615 結(jié)論.64總結(jié)與體會(huì).65謝 辭.66參 考 文 獻(xiàn).6767摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要完成了以電站廠房為主的玉溪水電站發(fā)電樞紐工程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括了玉溪河水電站的廠房設(shè)計(jì)、樞紐布置、引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中根據(jù)實(shí)際情況采用了引水式廠房，廠址設(shè)在壩址左岸下游800m處，引水設(shè)計(jì)采用了岸邊式進(jìn)水口，并通過(guò)有壓隧洞引水，隧洞長(zhǎng)約300m。將副廠房布置在主廠房下游側(cè)，主變場(chǎng)及其他設(shè)施均布置在廠房靠進(jìn)場(chǎng)公路一側(cè)。本工程為大（二）型，采用起重機(jī)型號(hào)為100T/20T單小車橋式起重機(jī)。廠房長(zhǎng)度為71m，寬度為19.8m，進(jìn)水口尺寸為7.58.8m。閘門(mén)尺寸為7.89.0m，采用潛孔式平面鋼閘門(mén)，5根主梁均勻布置，并通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證了其穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：廠房設(shè)計(jì)；樞紐布置；引水系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)AbstractThis graduation design is mainly completed by power plant power hub of yuxi hydropower station engineering design,design content mainly includes the yuxi river power station factory building design, general layout, water diversion system design and the corresponding structure design。According to the actual situation adopted in the design of water diversion type workshop, 800 m downstream of the site is located in the left bank of dam site, the design adopted the shore type inlet, water diversion free-flow tunnel diversion, and through the tunnel is about 300 m long.Will vice workshop layout in the downstream side of main building, main transformer and other facilities are arranged at the side of the workshop on approach roads。This engineering is of model, adopts the single hoist crane model for 100 t / 20 t gantry crane.Plant length of 71 m, width 19.8 m, inlet size is 7.5 8.8 m.Gate size is 7.8 9.0 m, use of plane steel gate of DTH, five main girder uniform arrangement, and its stability is verified by calculation。Keywords: plant design, layout design, water diversion system, structural design 前 言本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們四年來(lái)所學(xué)所見(jiàn)的一次綜合考評(píng)，也是對(duì)我們這四年來(lái)所見(jiàn)所聞的知識(shí)的一次集中展示。在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中，我遇到了許多的問(wèn)題，這也是對(duì)我個(gè)人能力的一次考驗(yàn)。雖然面臨了許多困難，但迎難而上，克服困難解決問(wèn)題才是我們大學(xué)畢業(yè)生應(yīng)有的態(tài)度。設(shè)計(jì)中包含了樞紐布置、廠房設(shè)計(jì)、引水設(shè)計(jì)等一系列問(wèn)題。首先要解決的便是廠房類型的問(wèn)題，在綜合考慮玉溪河地形地質(zhì)及施工、造價(jià)等各方面因素后，初選了壩后式、引水式、地下式等三種廠房，綜合比較幾種廠房的優(yōu)缺點(diǎn)后決定采用引水式廠房。在決定了廠房類型后，初步設(shè)計(jì)了廠房尺寸及各個(gè)細(xì)部構(gòu)件的尺寸。同時(shí)，聯(lián)系前面已有的數(shù)據(jù)，將廠房位置選定并進(jìn)行了相應(yīng)的廠區(qū)樞紐布置設(shè)計(jì)。在初步進(jìn)行了廠房各個(gè)部件設(shè)計(jì)后，考慮廠房位置與引水道的關(guān)系，進(jìn)行了相應(yīng)的進(jìn)水口、進(jìn)水道的設(shè)計(jì)。因本次設(shè)計(jì)重點(diǎn)為廠房部分，故對(duì)引水系統(tǒng)部分只進(jìn)行了粗略的計(jì)算，對(duì)調(diào)壓室、水錘損失等細(xì)節(jié)部分沒(méi)有進(jìn)一步涉及。1 基本資料1.1 工程概況玉溪河是某江下游右岸的一條支流，全長(zhǎng)190km，流域面積3582，按自然特性劃分，上游河道長(zhǎng)81km，海拔高程一般為10002000m，河道比降2030，河源至河口總落差1890m，平均比降9.8，控制流域面積3162，占流域面積的88.3。規(guī)劃河段約長(zhǎng)135km，天然落差262m，水能蘊(yùn)藏量為377MW，占全河的70左右。本工程為玉溪河梯級(jí)電站的其中一級(jí)，距玉溪河口46km，距某市106km，距下游某電站17km。本電站主要任務(wù)是發(fā)電，總裝機(jī)容量為60MW，保證出力為8.8MW，年平均發(fā)電量1.15億KWh，年利用小時(shí)數(shù)4.80h，總庫(kù)容2.02億，具有季節(jié)調(diào)節(jié)性能。水庫(kù)建成后淹沒(méi)耕地2795畝，遷移人口3786人，淹沒(méi)庫(kù)區(qū)房屋10.90萬(wàn)，淹沒(méi)庫(kù)區(qū)公路長(zhǎng)度約30km，工程永久占地120畝。電站建成后接入四川省南部地區(qū)電網(wǎng)，并在電力系統(tǒng)中擔(dān)任主調(diào)峰，調(diào)頻及事故備載等任務(wù)。1.2 工程地質(zhì)工程所處位置河道兩岸峽谷較為陡峭，地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，兩岸山體較為破碎，裂隙較多，節(jié)理發(fā)育較為嚴(yán)重，地震基本烈度為，山體滑坡、巖石剝落現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。河道兩岸地表浮土層較厚，且主要由砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖構(gòu)成，其抗沖刷能力和抗腐蝕、風(fēng)化能力較差，因表層泥土被水流等因素沖刷至河道中形成的泥沙是河道中懸移質(zhì)的主要組成部分。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，壩址多年平均懸移質(zhì)年輸沙量159萬(wàn)噸，平均多年含沙量0.426，實(shí)測(cè)最大含沙量21.9。最大年輸沙量398萬(wàn)噸，是多年平均輸沙量的2.5倍，最小年輸沙量為26.1萬(wàn)噸。輸沙量主要集中在汛期510月，占全年的97.5，其中78月占全年的75.3。懸移質(zhì)最大粒徑0.88mm，中粒徑0.048mm，平均粒徑0.068mm。 1.3 工程水文、氣象玉溪河全流域面積為3582，多年平均降雨量20.4億m3，多年平均流量65m3/s，實(shí)測(cè)最大流量3830m3/s，實(shí)測(cè)最小流量12.1m3/s ，調(diào)查歷史最大流量4090m3/s，正常運(yùn)用（設(shè)計(jì)）洪水標(biāo)準(zhǔn)P=1，流量4260m3/s，設(shè)計(jì)洪水量2.7億m3(3d)，非常運(yùn)用（校核）洪水標(biāo)準(zhǔn)P=0.1，流量6000m3/s，校核洪水洪量3053億m3(3d)，施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)P=33.3，流量150m3/s。玉溪河流域地處盆地與高山過(guò)渡地帶，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候.由于域內(nèi)高差懸殊，氣候直接變化顯著，上游河源地區(qū)為高山氣候,較為寒冷潮濕，中下游特點(diǎn)是冬暖夏熱，濕潤(rùn)多雨。玉溪河流域地形有利水汽輸入和抬升，降雨量較為豐沛，但由于地形變化復(fù)雜，降雨量各地相差較大.降雨量豐沛有兩個(gè)地區(qū)，一為營(yíng)河一帶,年平均降雨量在1700mm以上，另一地區(qū)是玉溪河中上游，年平均降雨量在1500mm以上。河源及河谷地帶降雨量較少，年平均降雨量在10003000mm。該地區(qū)無(wú)氣象觀測(cè)資料，根據(jù)龍門(mén)和溪口（與壩軸線距離分別為28km和24km）兩個(gè)氣象站資料統(tǒng)計(jì)，年平均氣溫分別為17.5和17.3,歷年極端最高氣溫為38.2和37.9,極端最低氣溫為-2.6和-3.9，年平均相對(duì)濕度為81和84，歷年最小相對(duì)濕度為18，年平均蒸發(fā)量為1096.5mm和958.6mm。該地區(qū)多年平均降雨量為1270.4mm，一日最大降雨量為147.5mm，多年平均降雨天數(shù)為192天。1.4 工程特性值表11 工程特性值表水庫(kù)水位校核洪水位433.00m設(shè)計(jì)洪水位428.30m正常蓄水位429.00m汛期限制水位423.00m死水位412.00m正常發(fā)電死水位414.00m水庫(kù)容積總庫(kù)容（校核洪水位以下）2.02億m3正常蓄水位以下庫(kù)容1.62億m3調(diào)節(jié)庫(kù)容1.137億m3死庫(kù)容0.483億m3水量利用系數(shù)為93.9設(shè)計(jì)洪水位時(shí)最大下泄流量3100m3/s（泄洪洞下泄1160m3/s）相應(yīng)下游水位386.20m校核洪水位時(shí)最大泄流量4840m3/s（泄洪洞下泄1160）相應(yīng)下游水位387.44m調(diào)節(jié)流量80.0m3/s（電站滿載發(fā)電流量）相應(yīng)下游水位377.90m最小流量45.0m3/s（單臺(tái)機(jī)組發(fā)電流量）相應(yīng)下游水位376.20m正常蓄水位時(shí)水庫(kù)面積為9.26km2 ，回水長(zhǎng)度25.5km1.5 工程主要建筑物擋水壩為碾壓混凝土重力壩，地基特性為砂巖和泥巖，地震基本烈度為7，壩頂高程為435m，最大壩高65 m，頂部長(zhǎng)度90 m，左岸擋水壩54m，右岸擋水壩36m。溢流壩為混凝土重力壩，地基特性為砂巖，堰頂高413.00m，溢流壩長(zhǎng)度82m，共5孔，每孔寬水深為1216m，單寬流量180.7m3/s，消能方式為底流消能，閘門(mén)為弧形閘門(mén)，共5扇，尺寸為1216.5m，液壓起閉機(jī)5臺(tái)。其地基特性為泥巖，斷面為直墻圓拱形，尺寸為810m，泄洪流量（設(shè)計(jì)，校核）為1160m3/s，最大流速15.59m/s。地面開(kāi)關(guān)站：地基為砂巖，總面積（長(zhǎng)寬）為4050m（其中110kv開(kāi)關(guān)站3040m，35kv開(kāi)關(guān)室2040m）。砂巖的天然容重為2.22.8g/cm3，變形模量為400500/cm3，允許承載力為1025/cm3。1.6 工程主要機(jī)電設(shè)備表12 工程機(jī)電設(shè)備參數(shù)表水輪機(jī)4臺(tái)，型號(hào)HL211LJ225額定出力15000KW額定轉(zhuǎn)速125r/min氣蝕系數(shù)0.165氣蝕修正系數(shù)0.027最大工作水頭50.8m最小工作水頭29.9m額定水頭35m額定流量45.5m3/s導(dǎo)葉高度675mm轉(zhuǎn)輪重量8.8噸轉(zhuǎn)輪軸重6.0噸調(diào)速器型號(hào)T100調(diào)速器重量1.7噸油壓裝置型號(hào)MHY17油壓裝置重量（包括油重）7.3噸發(fā)電機(jī)4臺(tái)，型號(hào)TS550/7928轉(zhuǎn)子帶軸重量98噸定子外殼直徑6500mm定子外殼高度2100mm轉(zhuǎn)子外徑4900mm轉(zhuǎn)子軸長(zhǎng)5020mm發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子GD21579Tm2發(fā)電機(jī)功率因數(shù)0.85額定電壓10.5KV主變壓器2臺(tái)，容量及型號(hào)SFL40500/121鐵芯重41噸總重88噸外形尺寸長(zhǎng)寬高=696049766350mm箱身長(zhǎng)寬高=400020004180mm軌距長(zhǎng)度方向1435mm寬度方向2000mm發(fā)電機(jī)機(jī)旁盤(pán)每臺(tái)5塊機(jī)盤(pán)尺寸長(zhǎng)寬高=12004001900mm進(jìn)水蝶閥4臺(tái)，直徑3400mm1.7 起重設(shè)備的選擇考慮發(fā)電機(jī)設(shè)備中最重的部件，轉(zhuǎn)子帶軸重量為98噸40m，查相關(guān)資料水利機(jī)械中蝸殼分類，蝸殼型式為金屬。2.2.1.2蝸殼主要參數(shù)根據(jù)水利機(jī)械中規(guī)范，金屬蝸殼進(jìn)口斷面包角。同時(shí)，已知蝸殼進(jìn)口斷面流量=80，設(shè)計(jì)水頭=35m。查水利機(jī)械第二版第99頁(yè)中蝸殼進(jìn)口斷面平均流速曲線可知，蝸殼進(jìn)口斷面平均流速為=4.3。已知水輪機(jī)型號(hào)為HL211LJ225，查相關(guān)資料中規(guī)范可知，蝸殼座環(huán)內(nèi)半徑=1.625m，外半徑=1.925m。圖2-1 蝸殼尺寸示意圖（單位：mm）2.2.1.3蝸殼水力計(jì)算對(duì)于任一蝸殼斷面有 其中： 為任一蝸殼斷面流量， 為水輪機(jī)最大流量為進(jìn)口斷面平均流速， 為斷面半徑，為斷面外半徑對(duì)于進(jìn)口斷面有，斷面流量為 斷面面積為 斷面半徑為 從軸中心線到蝸殼外徑的半徑 2.2.1.4蝸殼單線圖對(duì)蝸殼由鼻端起，每隔15取一個(gè)斷面計(jì)算，便可繪制出蝸殼單線圖，計(jì)算結(jié)果如下：表2-1 蝸殼單線圖表00001.925153.330.770.492.91306.671.550.703.3245102.320.863.646013.33.100.993.917516.673.871.114.1490204.651.214.3610523.335.421.314.5512026.676.201.404.73135306.971.494.9015033.337.751.575.0616536.678.521.645.22180409.301.725.3619543.3310.071.795.5021046.6710.851.855.642255011.621.925.7724053.3312.401.985.8925556.6713.172.046.022706013.952.106.1328563.3314.722.166.2530066.6715.502.226.363157016.272.276.4733073.3317.052.326.5834576.6717.822.386.68圖2-2 蝸殼單線圖2.2.2尾水管單線圖的繪制已知選定的水輪機(jī)型號(hào)為HL211LJ225，查相關(guān)資料可知：當(dāng)水輪機(jī)直徑且水輪機(jī)出口直徑時(shí)，由水利機(jī)械可查得表2-2 尾水管各部位參數(shù)表型式參數(shù)2.64.52.721.351.350.6751.821.22尺寸5.8510.136.123.043.041.524.102.75為減小尾水管開(kāi)挖的深度，決定采用彎肘形尾水管，由進(jìn)口直錐段、肘管、出口擴(kuò)散段組成，其計(jì)算過(guò)程在下面給出。2.2.2.1進(jìn)口直錐段計(jì)算由相關(guān)資料，可知 進(jìn)口錐管的高度為 錐管的單邊擴(kuò)散角 進(jìn)口錐管上下直徑 由相關(guān)資料，對(duì)混流式水輪機(jī)，錐管的單邊擴(kuò)散角可取79，出口直徑=3.04m。2.2.2.2肘管計(jì)算肘管是一變截面彎管，其進(jìn)口為圓斷面，出口為矩形斷面，水流在肘管中由于轉(zhuǎn)彎受到離心力的作用，使得壓力和流速的分布很不均勻，而在轉(zhuǎn)彎后流向水平段時(shí)又形成了擴(kuò)散，因而在肘管中產(chǎn)生了較大的水力損失。影響這種損失的最主要的因素是轉(zhuǎn)彎的曲率半徑和肘管的斷面變化規(guī)率，曲率半徑越小則產(chǎn)生的離心率越大，一般推薦使用的合理半徑，外壁用上限，內(nèi)壁用下限。 2.2.2.3出口擴(kuò)散段計(jì)算出口擴(kuò)散段是一個(gè)水平放置斷面為矩形的擴(kuò)散段，其出口寬度一般與肘管出口寬度相等，其頂板仰角，頂板長(zhǎng)度。2.2.2.4尾水管高度尾水管總高度是由導(dǎo)葉底環(huán)平面到尾水管之間的垂直高度，對(duì)于混流式水輪機(jī)可取，且屬于高比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī)，取。2.2.2.5尾水管單線圖根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可繪制出尾水管單線圖，如下圖2-3 尾水管單線圖（單位：m）2.2.3主廠房尺寸計(jì)算2.2.3.1主廠房長(zhǎng)度計(jì)算廠房總長(zhǎng)度主要由機(jī)組段長(zhǎng)、端機(jī)組段的長(zhǎng)度和安裝間的長(zhǎng)度組成?？傞L(zhǎng) ，其中n為機(jī)組臺(tái)數(shù)，為機(jī)組段長(zhǎng)度，為裝配場(chǎng)長(zhǎng)度，為左機(jī)組段長(zhǎng)，為右機(jī)組段長(zhǎng)，為便于安裝，廠房左端加長(zhǎng)L。圖2-4 廠房長(zhǎng)度示意圖2.2.3.1.1機(jī)組段長(zhǎng)度機(jī)組段長(zhǎng)度主要由蝸殼、尾水管、發(fā)電機(jī)風(fēng)罩在縱向的尺寸來(lái)決定。其長(zhǎng)度按來(lái)計(jì)算，其中，為機(jī)組段+x方向的最大長(zhǎng)度，為機(jī)組段-x方向的最大長(zhǎng)度。按蝸殼層計(jì)算時(shí) 其中，為時(shí)的，即=6.689m為當(dāng)時(shí)的，即=5.221m分別為蝸殼左右外圍混凝土的厚度，取1.5m則，=6.689+5.221+1.5+1.5=14.91m按尾水管層計(jì)算時(shí) 其中，為尾水管的出口寬度，即=6.12m為尾水管混凝土邊墩厚度（大型取57m,中型取34m,小型取12m），取1.8m則 ， =6.12+21.8=9.72m 按發(fā)電機(jī)層計(jì)算時(shí) 其中 ，為發(fā)電機(jī)風(fēng)壁厚，一般取0.30.4m,取0.4m 為相鄰兩風(fēng)罩外壁凈距，一般取1.52m,取1.8m 為發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑，查相關(guān)資料，=8.4m則，=8.4+1.8+20.4=11.0m尺寸調(diào)整：為保證三個(gè)層面計(jì)算長(zhǎng)度一致，必須對(duì)尺寸進(jìn)行調(diào)整，具體如下分別為蝸殼左右外圍混凝土的厚度，取1.5m為尾水管混凝土邊墩厚度，取4.395m為發(fā)電機(jī)風(fēng)壁厚，取1.355m為相鄰兩風(fēng)罩外壁凈距，取3.0m綜上所述，機(jī)組段長(zhǎng)度取為14.91m。2.2.3.1.2安裝間長(zhǎng)度安裝間又稱為裝配廠，其寬度與主機(jī)間相同，長(zhǎng)度一般為機(jī)組段長(zhǎng)的1.01.5。對(duì)于混流式和懸式水輪機(jī)取偏小值，其長(zhǎng)度取為即，=1.114.91=16.40m結(jié)合工程實(shí)際地形考慮，經(jīng)過(guò)后期調(diào)整，安裝間長(zhǎng)度為19.8m，寬度為10.0m，具體布置見(jiàn)相關(guān)樞紐布置圖。2.2.3.1.3端機(jī)組段加長(zhǎng)左端機(jī)組段附加長(zhǎng)度按蝸殼層計(jì)算 6.689+1.5=8.189m按尾水管層計(jì)算 =按發(fā)電機(jī)層計(jì)算 =則，綜上所述，取為8.189m右端機(jī)組段附加長(zhǎng)度按蝸殼層計(jì)算 按尾水管層計(jì)算 =按發(fā)電機(jī)層計(jì)算 =則，綜上所述，取為7.555m2.2.3.1.4主廠房總長(zhǎng)度綜合上訴數(shù)據(jù)，可計(jì)算出主廠房的總長(zhǎng)為=綜合考慮，為方便計(jì)算將廠房長(zhǎng)度選為71m。2.2.3.2主廠房寬度計(jì)算廠房寬度以機(jī)組中心線為界，分為上游側(cè)寬度和下游側(cè)寬度兩部分，其計(jì)算式為，具體計(jì)算如下上游側(cè)寬度 其中，為發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑，即=8.4m為發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚，即=1.355mA為風(fēng)罩外壁到上游墻內(nèi)側(cè)的凈距,一般取23m，取為2m則，=下游側(cè)寬度 除了滿足上面式子的要求外，還需要滿足蝸殼在方向的尺寸和蝸殼外混凝土厚度的要求。對(duì)發(fā)電機(jī)層 其中，為發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑，即=8.4m為發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚，即=1.355m為風(fēng)罩外壁到下游墻內(nèi)側(cè)的凈距，取為6m則， =對(duì)蝸殼-y方向 其中，為為時(shí)的，取為=6.021m為混凝土保護(hù)層的厚度，取為=1.5m則，=6.021+1.5=7.521m因此，廠房寬度為=7.555+11.555=19.11m由橋機(jī)跨度確定廠房寬度，已知跨度L=16m，如圖圖2-5 牛腿部分示意圖其中，牛腿以上 牛腿以下 其中，為橋機(jī)端與軌道中心線的距離，查相關(guān)資料，取為0.4m為橋機(jī)端部與上柱內(nèi)面間距，一般取0.30.6m，取為0.5m為牛腿上部立柱截面高度，一般取0.61.2m，取為1.0m為牛腿下部立柱截面高度，一般取1.02.5m，取為1.7m為偏心距，一般取00.25m，取為0.15m則，牛腿以上 =16+2（0.4+0.5+1）=19.8m牛腿以下 =16+2（0.15+1.7）=19.7m綜合上述數(shù)據(jù)，可知主廠房寬度為19.8m。2.2.3.3主廠房剖面設(shè)計(jì)主廠房剖面設(shè)計(jì)又被稱為豎向設(shè)計(jì)，主要解決垂直方向空間處理上的問(wèn)題。2.2.3.3.1水輪機(jī)安裝高程水輪機(jī)安裝高程是一個(gè)控制性高程，主要取決于水輪機(jī)的機(jī)型、允許吸出高和電站建成后廠房的下游最低水位。已知本電站采用的水輪機(jī)型式為立軸混流式，其安裝高程計(jì)算過(guò)程如下：其中，為水電站廠房建成后下游設(shè)計(jì)最低水位（當(dāng)有3臺(tái)或4臺(tái)機(jī)組時(shí)，取1臺(tái)機(jī)組流量相應(yīng)的尾水位）即，=376.20m。為水輪機(jī)允許吸出高度為導(dǎo)葉高度，一般取=0.10.39，取=0.2=0.26.75=1.35m為汽蝕系數(shù)，已知=0.165為汽蝕系數(shù)的修正值，已知=0.027為設(shè)計(jì)水頭，即=35m為電站廠房所在地點(diǎn)海拔高程的校正值，即=378.40m則，=10.3-（0.165+0.027）35-378.4-1=2.16m=376.2+2.16+=379.05m2.2.3.3.2尾水管底板高程尾水管底板高程主要由水輪機(jī)安裝高程、導(dǎo)葉高度及尾水管高度決定，其計(jì)算過(guò)程如下0其中，為水輪機(jī)安裝高程，即=379.05m為導(dǎo)葉高度，已知=1.35m為尾水管高度，即=5.85m則，=379.05-5.85=372.53m2.2.3.3.3主廠房基礎(chǔ)開(kāi)挖高程主廠房基礎(chǔ)開(kāi)挖高程由水輪機(jī)安裝高程減去尾水管底板混凝土厚度與尾水管頂面距離得到，計(jì)算過(guò)程如下F=T（h1+h2+h3）其中，h1為尾水管底板混凝土厚度，取為=1.5m為尾水管出口高度為從水輪機(jī)安裝高程向下量取到尾水管出口頂面的距離，即=5.85m則，F(xiàn)=T（h1+h2+h3）=379.05-5.85-1.5=371.70m2.2.3.3.4水輪機(jī)層地面高程水輪機(jī)層地面高程由水輪機(jī)層安裝高程加上蝸殼頂板厚度及蝸殼進(jìn)口面半徑，計(jì)算過(guò)程如下其中，為蝸殼進(jìn)口斷面半徑，即=2.382m為蝸殼頂板厚度，即=1.5m則，=379.05+2.382+1.5=383.0m2.2.3.3.5發(fā)電機(jī)裝置高程水輪機(jī)層地面高程加上機(jī)墩進(jìn)人孔高度及進(jìn)人孔上部高度就得到發(fā)電機(jī)裝置高程，計(jì)算過(guò)程如下其中，為進(jìn)人孔高度，一般取1.82.0m，取為=2.0m為進(jìn)人孔上部高度，取為=1.0m則，=383+2+1=386m2.2.3.3.6發(fā)電機(jī)層樓板高程發(fā)電機(jī)層樓板高程由發(fā)電機(jī)裝置高程加上機(jī)墩高度、定子高度及上機(jī)架埋深得到，還需滿足水輪機(jī)層凈高不小于3.54.0m。其中，為機(jī)墩高，查相關(guān)資料可知，即=0.8m為定子高，查相關(guān)資料可知，即=1.8m為上機(jī)架埋深，即=0.4m則， =386+0.8+1.8+0.4=389.0m且，符合廠房運(yùn)行要求。2.2.3.3.7起重機(jī)安裝高程起重機(jī)安裝高程又稱為吊車軌頂高程，主要由發(fā)電機(jī)層樓板高程與發(fā)電機(jī)定子與上機(jī)架高度之和，調(diào)運(yùn)部件與固定設(shè)備間的垂直凈距，最大吊運(yùn)部件高度，吊運(yùn)部件與吊鉤之間的距離以及主勾最高位置到軌頂面之間的距離決定，計(jì)算過(guò)程如下C=2+h7+h8+h9+h10+h11其中，為發(fā)電機(jī)定子與上機(jī)架的高度，即 =1.22m為吊運(yùn)部件與固定物之間的垂直安全距離，一般取0.61.0m，取為=1.0m為最大吊運(yùn)部件尺寸，查相關(guān)資料可知為轉(zhuǎn)子軸長(zhǎng)，即=5.02m為吊運(yùn)部件與吊鉤之間的距離，一般取1.01.5m，取為=1.2m為主鉤到軌頂面距離，由起重機(jī)參數(shù)表可知，=1.474m則，C=2+=389+1.22+1.0+5.02+1.2+1.474=398.91m2.2.3.3.8屋頂高程屋頂高程主要由起重機(jī)安裝高程、吊車上小車高度、為檢修小車預(yù)留的高度、屋面大梁高、混凝土屋面板厚度、保濕防護(hù)層厚度決定，其計(jì)算過(guò)程如下其中，為吊車上小車的高度，查起重機(jī)參數(shù)表可知，即=3.692m為為檢修吊車上小車預(yù)留的高度，即=0.5m為屋面大梁高，一般?。ǎ〣，取=B=1.98m為混凝土屋面板厚度，取為=0.25m為保濕防護(hù)層厚度，取為=0.15m則 =398.91+3.692+0.5+1.98+0.25+0.15=405.48m2.2.3.3.9安裝間高程為方便場(chǎng)內(nèi)交通及機(jī)組安裝，安裝間高程設(shè)為與發(fā)電機(jī)層樓板相同的高度，即取為389m。2.3廠區(qū)樞紐布置2.3.1主廠房位置的選擇根據(jù)玉溪河水電站的類型，結(jié)合相關(guān)地形地質(zhì)資料，初步擬定了一下三種廠區(qū)布置方案，其一，將副廠房布置在主廠房下游側(cè)；其二，將副廠房布置在主廠房上游側(cè)；其三，將副廠房布置在主廠房靠進(jìn)場(chǎng)公路的一側(cè)。具體布置如下圖：圖2-6 廠區(qū)布置圖一圖2-7 廠區(qū)布置圖二圖2-8 廠區(qū)布置圖三對(duì)方案一，將副廠房布置在主廠房下游側(cè)，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備線路與水輪機(jī)進(jìn)水設(shè)備互不干擾；缺點(diǎn)是發(fā)電機(jī)母線等易受到尾水管振動(dòng)的影響，可能需要加長(zhǎng)副廠房下部結(jié)構(gòu)。對(duì)方案二，將副廠房布置在主廠房上游側(cè)，其優(yōu)點(diǎn)是布置緊湊；缺點(diǎn)是副廠房中的設(shè)備線路及電氣設(shè)備與進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)備易發(fā)生干擾，且施工干擾較大。對(duì)方案三，將副廠房布置在主廠房靠近進(jìn)場(chǎng)公路的一側(cè)，其優(yōu)點(diǎn)是便于施工，主副廠房之間不易產(chǎn)生干擾；缺點(diǎn)是出線較長(zhǎng)，且大大增加開(kāi)挖量，使工程造價(jià)升高。綜合比較上述三種方案，考慮施工和經(jīng)濟(jì)效益等各方面因素，初選方案一作為廠區(qū)布置的方式。2.3.2變壓器場(chǎng)及開(kāi)關(guān)站位置的選擇變壓器場(chǎng)因電壓較高，其位置應(yīng)設(shè)置在廠外，同時(shí)不能離發(fā)電機(jī)組太遠(yuǎn)以節(jié)省投資。綜合考慮地形及造價(jià)要求，初步?jīng)Q定將主變?cè)O(shè)在廠房靠近進(jìn)場(chǎng)公路的一側(cè)。對(duì)開(kāi)關(guān)站位置的選擇，開(kāi)關(guān)站不能設(shè)在離變壓器場(chǎng)太遠(yuǎn)的地方，且為了檢修和日常維護(hù)的方便，初步?jīng)Q定將開(kāi)關(guān)站設(shè)在廠房靠近進(jìn)場(chǎng)公路的一側(cè)并緊靠主變壓器場(chǎng)。2.3.3尾水平臺(tái)及尾水閘室的布置本水電站共4臺(tái)機(jī)組，故在廠房下游尾水平臺(tái)設(shè)置4個(gè)尾水出口，出口尺寸為2.756.12m，尾水閘門(mén)尺寸為2.956.32m，4個(gè)尾水出口分別設(shè)置1個(gè)閘門(mén)，4個(gè)閘門(mén)共用1臺(tái)電動(dòng)尾水閘門(mén)啟閉機(jī)移動(dòng)閘門(mén)。2.3.4安裝間的布置考慮進(jìn)場(chǎng)公路的位置將安裝間布置在廠房靠近公路的一側(cè)，且已知安裝間長(zhǎng)19.8m，寬10m，其地面高程為389m，在其下游側(cè)設(shè)置86m的變壓器坑，在其上游側(cè)設(shè)33m的吊物孔和寬度為1.