某水電站廠房計(jì)算書

1、水電站廠房第一節(jié) 幾種水頭的計(jì)算()蓄單機(jī)滿出力時(shí)下游水位 蓄全機(jī)機(jī)滿出力力時(shí)下游游水位底全機(jī)滿滿出力時(shí)時(shí)下游水水位一、的計(jì)算算。 假設(shè)884m 由公公式 公式式中 為為單機(jī)出出力 為出力力系數(shù) 為凈水水頭 () 為該出出力下的的流量。 故故解出770.0028mm3查下游流量量高程表表得下游游水位為為1988.8mm 上游游水位為為2844m ()2.66m又因?yàn)?重新新假設(shè)883m由公式 解出70.87mm3查下游流量量高程表表得下游游水位為為1999.3mm 上游游水位為為2844m ()2.55m又因?yàn)?故83m二、的計(jì)算算。 假設(shè)660m 由由公式 公公式中 為全機(jī)機(jī)出力 為出力力系

2、數(shù) 為凈水水頭 () 為該出出力下的的流量。 故解解出3992.116m33查下游流量量高程表表得下游游水位為為2033.500m 上游游水位為為2644m ()1.880m又因?yàn)?重新新假設(shè)778m由公式 解出3011.666m3查下游流量量高程表表得下游游水位為為2033.333m 上上游水位位為2884m ()2.334m又因?yàn)?故78m第二節(jié) 水輪機(jī)機(jī)的選型型()根據(jù)該電站站的水頭頭范圍和和該機(jī)組組的出力力范圍，在在水輪機(jī)機(jī)系列型型譜表中中查出該該電站最最好選擇擇機(jī)型。一、水輪機(jī)機(jī)的額定定出力計(jì)計(jì)算。 公式中為水水輪機(jī)額額定出力力。 為水輪輪機(jī)效率率為。 為水輪機(jī)機(jī)出力為為。 故為萬(wàn)萬(wàn)

3、二、水輪機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)輪直直徑的計(jì)計(jì)算。 為水水輪機(jī)模模型效率率為。 為該該出力下下模型的的流量。由此初步假假定原型型水輪機(jī)機(jī)在該工工況下 ,效率率 由公式式： 得 又因?yàn)檗D(zhuǎn)輪輪直徑應(yīng)應(yīng)選符合合轉(zhuǎn)輪直直徑系列列并比計(jì)計(jì)算值稍稍大的值值故為2.775m。三、水輪機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)速的的計(jì)算。 初初步假定定 （對(duì)對(duì)于壩后后式水電電站）由公式 又因?yàn)闉樗啓C(jī)機(jī)的轉(zhuǎn)速速要采用用發(fā)電機(jī)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，為為此要選選取與上上述公式式得出的的轉(zhuǎn)速相相近的發(fā)發(fā)電機(jī)的的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。常常選取稍稍大的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速速作為水水輪機(jī)采采用的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。故故為 。又因?yàn)楫?dāng) 時(shí)水輪輪機(jī)的效效率比較較低，故故選取比比標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速稍小小的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速。故選取

4、。四、效率與與單位參參數(shù)修正正。的 求得原型（當(dāng)當(dāng)水頭時(shí)效率修正值值：考慮慮原型與與模型水水輪機(jī)在在制造工工藝、質(zhì)質(zhì)量上的的差異，在在已求得得的值中中減去一一個(gè)修正正值則由此原原型水輪輪機(jī)在最最優(yōu)工況況下的效效率為: 與假定定值不等等，重新新假定。 重重新假定定： ,效率 得得 又因?yàn)檗D(zhuǎn)輪輪直徑應(yīng)應(yīng)選符合合轉(zhuǎn)輪直直徑系列列并比計(jì)計(jì)算值稍稍大的值值故為2.775m。 的 求得原型（當(dāng)當(dāng)水頭時(shí)效率修正值值：考慮慮原型與與模型水水輪機(jī)在在制造工工藝、質(zhì)質(zhì)量上的的差異，在在已求得得的值中中減去一一個(gè)修正正值則由此原原型水輪輪機(jī)在最最優(yōu)工況況下的效效率為 與假定定值相等等。 單位位轉(zhuǎn)速修修正值： 由于

5、按按規(guī)定單單位轉(zhuǎn)速速可不加加修正，同同時(shí)單位位流量也也可不修修正，由由上可見(jiàn)見(jiàn)，原假假定，正確，所所以為2.775m和和 是正確確的。五、水輪機(jī)機(jī)工作范范圍的檢檢驗(yàn)。則水輪機(jī)最最大引用用流量：與特征水頭頭，相應(yīng)應(yīng)單位轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為：效率驗(yàn)證如如圖： 六、水輪機(jī)機(jī)吸出高高度的計(jì)計(jì)算。 （ ）公式中為電電站的海海拔高程程為2003.779m。（由由多年平平均流量量秒立方方米） 為水輪輪機(jī)的汽汽蝕系數(shù)數(shù)為。 為水水輪機(jī)的的汽蝕系系數(shù)修正正值為。第三節(jié) 發(fā)電機(jī)機(jī)的選型型發(fā)電機(jī)的外外型尺寸寸。 故采用用懸式發(fā)發(fā)電機(jī)。 主要尺尺寸估算算極距： （查查表得 查水電站站表得）().定子子內(nèi)徑：（）.定子子鐵芯長(zhǎng)長(zhǎng)度

6、：（）.定子子鐵芯外外徑：因因有 平面尺尺寸估算算定子機(jī)座座外徑：因，有有風(fēng)罩內(nèi)徑徑：因 轉(zhuǎn)子外徑徑：下機(jī)架最最大跨度度：因 （查表 ）推力軸承承外徑和和勵(lì)磁機(jī)機(jī)外徑：根據(jù)發(fā)發(fā)電機(jī)容容量查表表得：取 軸向尺尺寸的計(jì)計(jì)算定子機(jī)座座高度：因 上機(jī)架高高度：推力軸承承高度、勵(lì)勵(lì)磁機(jī)高高度和永永磁機(jī)高高度：查查表得： 取取下機(jī)架高高度：懸懸式非承承載機(jī)架架：定子支座座支承面面至下機(jī)機(jī)架支承承面或下下?lián)躏L(fēng)板板之間的的距離：懸式非承載載機(jī)架：下機(jī)架支支承面至至主軸法法蘭盤之之間的距距離：轉(zhuǎn)子磁軛軛軸向高高度：無(wú)無(wú)風(fēng)扇：發(fā)電機(jī)主主軸高度度：定子鐵芯芯水平中中心線至至主軸法法蘭底盤盤之間的的距離：二、發(fā)電機(jī)機(jī)

7、的重量量估算 發(fā)電機(jī)機(jī)總重： 發(fā)電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)子重重： 發(fā)電機(jī)機(jī)飛輪力力矩：因因 取輪機(jī)蝸殼外外型尺寸寸的計(jì)算算由于，因此此采用金金屬蝸殼殼。查資料得：蝸殼外緣至至機(jī)組中中心的距距離蝸殼圓斷面面半徑蝸殼橢圓斷斷面長(zhǎng)半半徑蝸殼橢圓斷斷面短半半徑蝸殼進(jìn)口直直徑：（查查表得）蝸殼斷面長(zhǎng)長(zhǎng)：蝸殼斷面高高：金屬蝸殼座座環(huán)尺寸寸：查表表得：第四節(jié) 調(diào)速系系統(tǒng)()一、調(diào)速器器的選擇擇調(diào)速功計(jì)算算： 水水輪機(jī)在在該工況況的效率率 屬于大型型調(diào)速器器。二、接力器器選擇 接力器器直徑的的計(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)構(gòu)用兩個(gè)個(gè)接力器器操作選選用額定定油壓為為 已知導(dǎo)導(dǎo)葉數(shù) ，采用用標(biāo)準(zhǔn)正正曲率導(dǎo)導(dǎo)葉，查查表取為，。選用與之偏偏

8、大的 接力器器的最大大行程的的計(jì)算在模型綜合合特性曲曲線上由由設(shè)計(jì)工工況點(diǎn)： 查得得 又 則則 接力器器容積的的計(jì)算兩個(gè)接力器器總?cè)莘e積 主配壓壓閥直徑徑的選擇擇由公式：得得取與之偏大大的800mm即即選用型型電氣液液壓式調(diào)調(diào)速器。三、油壓裝裝置的選選取油壓裝置不不考慮空空放閥和和進(jìn)水閥閥的用油油，則油油壓裝置置壓力油油罐的容容積按經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公式式：選擇與之接接近偏大大的型分分離式油油壓裝置置。四、主變的的選取采用擴(kuò)大單單元接線線，兩臺(tái)臺(tái)機(jī)組共共用一臺(tái)臺(tái)主變，參參考水水電站廠廠房設(shè)計(jì)計(jì)附錄錄，選用用型主變變五、起重設(shè)設(shè)備參考機(jī)電電設(shè)計(jì)手手冊(cè)：發(fā)電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)子重重量： 乘以以動(dòng)力系系數(shù)：選用雙小小車橋式

9、式起重機(jī)機(jī)。第五節(jié) 尾水管管的選型型由于采用型型，因此此，所以以：7.15mm12.3775m7.48mm3.71225m3.71225m1.8566m5.0055m3.3555m肘管進(jìn)口直直徑： 對(duì)對(duì)于混流流式水輪輪機(jī)，0.0055777m，0.0069771m，0.11m，第六節(jié) 廠房尺尺寸的確確定() 一、機(jī)機(jī)組段平平面尺寸寸的確定定。的確確定。 主廠房房長(zhǎng)度的的確定。（）機(jī)組間間距:由發(fā)電機(jī)風(fēng)風(fēng)罩確定定的機(jī)組組段長(zhǎng)度度:()所以取:為為米。機(jī)組段長(zhǎng)度度:計(jì)算邊機(jī)組組段長(zhǎng)度度的時(shí)候候需要考考慮設(shè)備備的布置置和吊運(yùn)運(yùn)的要求求。由經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公式式得： () 式中()裝間長(zhǎng)度:根據(jù)吊運(yùn)與與機(jī)組檢檢

10、修等的的布置要要求，由由經(jīng)驗(yàn)公公式得（）所以取取:為米米。所以廠房的的總長(zhǎng)為為 米。 主廠房房寬度的的確定。（） 廠房房水下部部分寬度度的確定定:下游側(cè)寬度度: 主要要決定于于下游尾尾水管的的尺寸，故故12.3755m。取取:為112.44m。上游側(cè)寬度度: 主要要決定于于蝸殼進(jìn)進(jìn)口的布布置、主主閥、機(jī)機(jī)組及其其他附屬屬設(shè)備的的布置，為為了方便便取與廠廠房水上上部分上上游側(cè)的的寬度相相同為：8.33m。（） 廠房房水上部部分寬度度的確定定:下游側(cè)寬度度:主要決定于于發(fā)電機(jī)機(jī)層地面面的設(shè)備備的布置置及交通通要求。7.166m。取取為7.2m。上游側(cè)寬度度:主要決定于于發(fā)電機(jī)機(jī)層地面面的設(shè)備備的布

11、置置及交通通要求。8.166m。取取為8.3m。二、尾水平平臺(tái)及尾尾水閘室室的布置置。 尾尾水管的的出口分分為兩個(gè)個(gè)孔，每每孔的尺尺寸為33.299m3.334m，中中間隔墩墩寬為00.9mm。尾水水閘門尺尺寸為33.499m3.554m，每每臺(tái)機(jī)組組各設(shè)一一套閘門門，分別別以四臺(tái)臺(tái)電動(dòng)活活動(dòng)式尾尾水閘門門起閉機(jī)機(jī)操作。在在每臺(tái)機(jī)機(jī)組的尾尾水閘墩墩上分別別設(shè)置兩兩個(gè)尾水水閘室，分分別放置置尾水閘閘門。 根根據(jù)吊運(yùn)運(yùn)閘門和和行人交交通的需需要，以以及尾水水管的長(zhǎng)長(zhǎng)度，設(shè)設(shè)置尾水水平臺(tái)，高高程與發(fā)發(fā)電機(jī)層層地面高高程相同同為：2210.23mm三、主廠房房控制高高程的確確定。 水輪機(jī)機(jī)的安裝裝高程

12、：因?yàn)橐慌_(tái)臺(tái)機(jī)組滿滿發(fā)時(shí)引引用最小小流量為為70.87mm3,對(duì)應(yīng)應(yīng)的水位位即為下下游尾水水位：水輪機(jī)安安裝高程程：取為為2000m 尾水管底底板高程程： 尾水管進(jìn)進(jìn)人孔地地面高程程： () 水輪機(jī)層層地面高高程： () 發(fā)電機(jī)定定子安裝裝高程： () 發(fā)電機(jī)層層地面高高程： () 安裝間地地面高程程：根據(jù)下游洪洪水資料料及廠房房的施工工等需要要將安裝裝間高程程相對(duì)發(fā)發(fā)電機(jī)地地面高程程抬高為。所所以安裝裝間高程程為() 吊車軌頂頂高程： () 所以取取為米。 屋頂大梁梁底部高高程： () 所以取取為米。 廠房屋頂頂高程：以上高程都都已經(jīng)確確定所以以廠房屋屋頂高程程可取為為米。第七節(jié) 廠房的的整

13、體穩(wěn)穩(wěn)定分析析()為了便于計(jì)計(jì)算荷載載，廠房房的整體體穩(wěn)定分分析按一一個(gè)機(jī)組組段進(jìn)行行計(jì)算，其其計(jì)算方方法與混混凝土重重力壩的的穩(wěn)定分分析相同同。通過(guò)過(guò)計(jì)算確確定廠房房整體的的抗滑穩(wěn)穩(wěn)定性和和地基上上的應(yīng)力力是否超超過(guò)允許許值，而而且一般般不允許許出現(xiàn)拉拉應(yīng)力。由由于廠房房的寬度度較大，一一般不需需要進(jìn)行行廠房?jī)A傾倒穩(wěn)定定性的校校核。一、荷載計(jì)計(jì)算。 廠房自自重：()一期混混凝土自自重： 尾水水管周圍圍混凝土土自重：()()()() 柱子子自重： 尾水平臺(tái)臺(tái)混凝土土自重：()()() 所以以 ()二期混混凝土自自重：蝸殼周圍混混凝土自自重：()()各層樓板自自重：所以 已安裝的的機(jī)電設(shè)設(shè)備重：

14、 發(fā)發(fā)電機(jī)總總重：水輪機(jī)總重重：所以 上游水壓壓力： 下游水壓力力： 上浮力： () 蝸殼和尾水水管中水水重： ()() 特殊風(fēng)荷載載：661.444kgg()浪壓力荷載載： 地震慣性力力： 地震時(shí)水的的激蕩力力： 二、荷載組組合。 在計(jì)算算設(shè)計(jì)中中應(yīng)該對(duì)對(duì)各種不不同的工工作情況況，按照照不同的的荷載組組合校核核廠房的的抗滑穩(wěn)穩(wěn)定性和和地基應(yīng)應(yīng)力分布布。 在水電站站正常運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)情況況時(shí)的荷荷載組合合為： 在水電站站機(jī)組檢檢修的情情況時(shí)的的荷載組組合為： 在大壩宣泄泄洪水時(shí)時(shí)的非常常情況時(shí)時(shí)，泄洪洪時(shí)間較較短，特特殊風(fēng)荷荷載可以以不考慮慮，其荷荷載組合合為： 四、計(jì)算方方法與原原則。 在上面面可能

15、發(fā)發(fā)生的幾幾種荷載載組合中中，要要要首先進(jìn)進(jìn)行分析析和論證證，找出出主要控控制情況況進(jìn)行計(jì)計(jì)算。該該廠房是是建在比比較好的的地基上上的，地地基的承承載力較較好，計(jì)計(jì)算種情情況后發(fā)發(fā)現(xiàn)所要要求的地地基應(yīng)力力比地基基承載力力小得多多時(shí)，亦亦可以不不必對(duì)每每一種情情況都進(jìn)進(jìn)行計(jì)算算。五、該電站站的地基基承載能能力及廠廠房抗滑滑穩(wěn)定安安全系數(shù)數(shù)。 由于廠廠房建在在新鮮完完整的堅(jiān)堅(jiān)硬巖石石地基上上，允許許的承載載力較大大為： 廠房抗抗滑穩(wěn)定定安全系系數(shù)查資資料如下下：（一一級(jí)建筑筑物等級(jí)級(jí)） 正常常運(yùn)行工工況下： 檢修修工況下下： 非常常工況下下：六、廠房的的抗剪斷斷強(qiáng)度驗(yàn)驗(yàn)算： 所以 滿滿足要求求。七

16、、廠房抗抗浮穩(wěn)定定驗(yàn)算： 所以 滿滿足要求求。八、廠房的的抗滑穩(wěn)穩(wěn)定驗(yàn)算算： 正常運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)工況況下： 所所以 故故滿足要要求。 檢修工況況下： 所所以 故故滿足要要求。 非常工況況下： 所所以 故故滿足要要求。參考文獻(xiàn)（）索麗生生 任旭旭華 胡胡明編著著水利水水電工程程專業(yè)畢畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)指南中國(guó)水水利水電電出版社社（）王樹人人 董旒旒新主編編水電站站建筑物物清華大大學(xué)出版版社（）水電站站廠房設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范中國(guó)水水利水電電出版社社（）河海大大學(xué)張洪楚楚主編水電站站中國(guó)水水利水電電出版社社（）河海大大學(xué)林益才才主編水工建建筑物中國(guó)水水利水電電出版社社（）國(guó)家電電力公司司水電建建設(shè)工程程質(zhì)量監(jiān)監(jiān)督總站站編水電工工程設(shè)計(jì)計(jì)基礎(chǔ)中國(guó)電電力出版版社（