《水電站建筑物》課程設(shè)計(jì)——吉達(dá)水電站廠(chǎng)房設(shè)計(jì)

1、目錄一、 摘要1二、 引言2三、 基本資料31 工程基本情況32 工程特性表5四、 廠(chǎng)房設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 81 繪制蝸殼單線(xiàn)圖81.1 蝸殼形式81.2 選擇蝸殼主要參數(shù)81.3 蝸殼水力計(jì)算92 尾水管單線(xiàn)圖的繪制 103 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)輪流道尺寸 124 廠(chǎng)房起重設(shè)備設(shè)計(jì) 135 主廠(chǎng)房輪廓尺寸設(shè)計(jì) 145.1 廠(chǎng)房總長(zhǎng)度的確定145.2 主廠(chǎng)房寬度的確定145.3 廠(chǎng)房各層高程確定185.4 安裝間設(shè)計(jì)216 廠(chǎng)區(qū)布置217 副廠(chǎng)房設(shè)計(jì)238主變壓器、開(kāi)關(guān)站和輸電線(xiàn)路 249 主廠(chǎng)房?jī)?nèi)部布置2410結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2511廠(chǎng)房混凝土分期澆筑 2512總結(jié)260一、摘要 本次課程設(shè)計(jì)是在已知吉達(dá)水電站相關(guān)數(shù)據(jù)

2、的基礎(chǔ)上， 對(duì)其廠(chǎng)房進(jìn)行設(shè)計(jì)， 具體設(shè)計(jì) 內(nèi)容如下：1、首先由給定的基本數(shù)據(jù)查找或查閱有關(guān)的工具書(shū)確有關(guān)機(jī)組和設(shè)備的尺寸；2、根據(jù)已知數(shù)據(jù)繪出蝸殼與尾水管單線(xiàn)圖，擬定轉(zhuǎn)輪流道、座環(huán)等尺寸；3、選擇廠(chǎng)房起重設(shè)備，并摘錄該設(shè)備相關(guān)參數(shù)，以供后續(xù)計(jì)算時(shí)取用；5、根據(jù)已知數(shù)據(jù)，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)及導(dǎo)師意見(jiàn)，設(shè)計(jì)廠(chǎng)房輪廓尺寸；6、進(jìn)行廠(chǎng)區(qū)布置，按要求設(shè)計(jì)兩種布置方案，并結(jié)合各種工程、經(jīng)濟(jì)因素進(jìn)行必選 后最終確定一種布置方案；7、進(jìn)行廠(chǎng)房布置：對(duì)廠(chǎng)房的結(jié)構(gòu)布置的考慮，包括： a.主廠(chǎng)房的分縫b 一、 二期混凝土的劃分c 止水的設(shè)置d 下部塊體結(jié)構(gòu)的布置 e 上部結(jié)構(gòu)布置 廠(chǎng)房機(jī)電設(shè)備的布置，主要包括以下五個(gè)方面

3、的布置：a.電站主要線(xiàn)路系統(tǒng)設(shè)計(jì)b.水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)及相應(yīng)的操作柜和機(jī)旁盤(pán)布置c.主廠(chǎng)房?jī)?nèi)各層設(shè)備布置d.廠(chǎng)內(nèi)起重設(shè)備布置 e. 廠(chǎng)內(nèi)交通安排副廠(chǎng)房的布置及參考面積1二、引言水電站廠(chǎng)房是水電站主要建筑物之一， 是將水能轉(zhuǎn)化為電能的綜合工程設(shè)施。 廠(chǎng)房中 安裝水輪機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)和各種各種輔助設(shè)備。 通過(guò)能量轉(zhuǎn)換，水能發(fā)電機(jī)發(fā)出電能， 經(jīng) 變壓器、開(kāi)關(guān)站等輸入電網(wǎng)送往用戶(hù)。 所以說(shuō)水電站廠(chǎng)房是水 （水工）、機(jī)（機(jī)械）、電（電 氣）的綜合體，又是運(yùn)行人員進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的場(chǎng)所。其任務(wù)是滿(mǎn)足主、 輔設(shè)備及其聯(lián)絡(luò)的 線(xiàn)、纜和管道布置的要求與安裝、運(yùn)行、維修的需要；保證發(fā)電的質(zhì)量；為運(yùn)行人員提供 良好的工作條件

4、；以良好的造型與自然景觀協(xié)調(diào)。2三、基本資料1 工程基本情況1.1 工程概況 吉達(dá)電站位于樂(lè)山市馬邊彝族自治縣白家灣鄉(xiāng)暴風(fēng)坪村境內(nèi)，屬馬邊河右岸支流高卓營(yíng)河下游左岸哈羅羅依打河階梯開(kāi)發(fā)的最上游一級(jí)電站，電站裝機(jī)容量為4X 41.7MW取水樞紐位于哈羅羅依打河支流郭色拉打河 1323.50m 處，引水隧洞沿左岸布置長(zhǎng) 2534m， 廠(chǎng)區(qū)位于郭色拉打河與戈皆拉打河匯合口右岸灘地，距色拉電站取水口150m本電站所處流域內(nèi)植被良好，森林覆蓋率達(dá) 80%，河流流量穩(wěn)定，水量豐沛，河床坡度大，特別是 本電站開(kāi)發(fā)河段坡降達(dá)80%左右，加之電站廠(chǎng)房樞紐下游 500m左右即有公路通往馬邊縣 城，下游色拉電站、

5、稀泥溝電站等已發(fā)電上網(wǎng)， 故吉達(dá)電站對(duì)外交通方便， 電站施工用電、 上網(wǎng)條件成熟，已具備開(kāi)發(fā)條件。吉達(dá)電站為徑流式電站，取水口位于哈羅羅依達(dá)河上游郭色拉打河1323.50m處，采用底欄柵壩取水， 引水道沿左岸布置， 為全隧洞。 壓力前池布置于郭色拉打河及戈皆拉打 河匯合處山脊， 為半洞內(nèi)式前池， 管道順山脊而下跨郭色拉打河至右岸主廠(chǎng)房。 電站設(shè)計(jì) 引用流量為17.3m3/s，設(shè)計(jì)水頭255m裝機(jī)容量166.8MV，年平均發(fā)電量10241.52萬(wàn)kwh 年利用小時(shí)6140h，保證出力1.63MW工程建設(shè)總工期 15 個(gè)月，工程靜態(tài)總投資 2636.15 萬(wàn)元，總投資 2722.10 萬(wàn)元，靜 態(tài)

6、單位千瓦投資5272元/kw，單位千瓦投資5444元/kw，靜態(tài)單位電能投資0.859元/kw ， 單位電能投資0.887元/kw - h，貸款償還年限8年，財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率16.5%（稅后），經(jīng)濟(jì) 內(nèi)部收益率 15.5%，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 685萬(wàn)元（稅后）。1.2 工程總體布置底欄柵壩建于哈羅羅依打河主流郭色拉打河 1323.50m高程處，壩軸線(xiàn)長(zhǎng)28m壩頂高 程1325.00m。壩下游35n左岸布置有沉沙池，引水道沿左岸布置，為城門(mén)洞型無(wú)壓隧洞， 長(zhǎng)2534m壓力前池位于郭色拉打河與戈皆拉打河匯合口山脊，為半洞內(nèi)式前池。壓力管 道順山脊而下跨河進(jìn)入主廠(chǎng)房。 主副廠(chǎng)房、升壓站、綜合樓沿匯合口右岸灘

7、地布置。 進(jìn)廠(chǎng) 公路沿河而上進(jìn)入廠(chǎng)區(qū)。1.3 取水建筑物經(jīng)比較，底欄柵壩投資低于滾水壩， 同時(shí)底欄柵壩方案具有施工簡(jiǎn)單， 運(yùn)行管理 方便等優(yōu)點(diǎn)，適合山區(qū)性河流，故以底欄柵壩作為推薦方案。1.4 引水暗涵欄柵廊道末端接引水暗涵，總長(zhǎng)38.6m,為了保證暗涵有較大流速，避免泥沙淤積采 用渠底比降1/100。通過(guò)設(shè)計(jì)流量69.78 m3/s時(shí)，水深1.0m，流速2.5m/s，采用鋼筋砼箱 涵結(jié)構(gòu)、斷面尺寸（寬X高）1.2 x 1.3m，壁厚0.3m。1.5 沉沙池沉沙池布置于底欄柵壩下游35詢(xún)勺左岸灘地，沉沙池設(shè)計(jì)沉沙最小粒徑 0.25mm池廂 設(shè)計(jì)平均流速v=0.3m/s。池廂工作流量為發(fā)電流量與

8、沖沙流量之和，即Q=69.78riVs，采用單廂連續(xù)式?jīng)_沙結(jié)構(gòu)。池廂工作深度Hp=3.5m池廂寬度B=4.0m,沉沙池總長(zhǎng)40m，其中 漸變段長(zhǎng)10m池內(nèi)正常水位1323.314m,池頂高程1324.014m,根據(jù)地基條件，沉沙池采 用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。1.6 進(jìn)水口進(jìn)水口布置于沉沙池末端，由露頂式平面閘門(mén)、啟閉平臺(tái)組成，底板高程 1321.814m， 閘孔尺寸（bx h） 1.5 x 2.0m，設(shè)計(jì)進(jìn)水流量69.2m3/s。采用螺桿式啟閉機(jī)，啟閉平臺(tái)高 程 1326.514m1.7 引水隧洞根據(jù)本電站勺引水流量及長(zhǎng)度擬定三個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較， 斷面為直墻圓拱型， 經(jīng)計(jì)2 算比較，底坡降1/10

9、00時(shí)動(dòng)能指標(biāo)較優(yōu)，故予以選定，相應(yīng)斷面尺寸（bx h） 1.5 x2.15m。主引水道水力計(jì)算按明渠均勻流計(jì)算，設(shè)計(jì)流量69.2 m/s，洞長(zhǎng)2534m底坡i=1/1000， 糙率n=0.017，洞寬1.5m，設(shè)計(jì)水深1.4m,設(shè)計(jì)流速1.15m/s。隧洞進(jìn)口水位1323.214m,隧洞末端設(shè)計(jì)水位1320.455m,水頭損失2.759m。主隧洞斷面為直墻圓拱形，根據(jù)圍巖性質(zhì)的不同，采用砼、鋼筋混凝土襯砌，厚度25cm1.8 壓力前池壓力前池受地形限制， 采用半洞內(nèi)式前池，漸變段及部分池身段置于洞內(nèi)，圍巖為寒 武系灰?guī)r及白云巖，具備成洞條件。池寬4.4m ,頂拱為半圓形。采用鋼筋砼襯砌，厚度

10、0.4m。壓力前池全長(zhǎng)40m，其中漸變段長(zhǎng)10m，洞外部分長(zhǎng)23.5m,側(cè)墻及底板C20鋼筋砼結(jié)構(gòu)， 側(cè)墻頂寬0.5m，底寬0.8m,底板厚0.4m,前池左側(cè)布置有溢流堰，寬4.1m，棄水經(jīng)泄水槽 排入戈皆拉打河。前池末端布置有進(jìn)水室，進(jìn)水室長(zhǎng)7.5m，寬3.9m,山前往后設(shè)有攔污柵、檢修閘門(mén)、 工作閘門(mén)以及通氣孔等，進(jìn)水室前設(shè)一沖沙孔，尺寸為0.6 x 0.6cm2。各閘門(mén)均為平板閘門(mén)，采用螺桿式啟閉機(jī)。壓力前池正常水位1320.455m,溢流堰頂高程1320.555m,最高水位1320.955m,最低 水位1319.255m,前池頂高程1321.455m,前池底板高程1315.905m,進(jìn)

11、水室底板高程 1316.405m。1.9 壓力管道壓力管道連接前池和主廠(chǎng)房，受地形地質(zhì)條件限制，管道只能沿山脊布置，長(zhǎng) 526m， 其中支敦長(zhǎng)22m,布置有8個(gè)鎮(zhèn)敦，43個(gè)支敦。其中1#6#鎮(zhèn)敦布于左岸，置于基巖上。6# 7#鎮(zhèn)敦之間設(shè)管橋跨郭色拉打河進(jìn)入主廠(chǎng)房。 為滿(mǎn)足溫度變化，在1#7#鎮(zhèn)敦下游側(cè)設(shè)置 有伸縮節(jié)。同時(shí)為檢修方便，在 6#鎮(zhèn)墩上游側(cè)設(shè)有進(jìn)人孔。在選定管線(xiàn)后，對(duì)主管管徑擬定0.8m、0.9m、1.0m三種方案進(jìn)行比較，推薦管徑0.9m。 經(jīng)水力計(jì)算，管道水頭損失為 12.20m。1.10 廠(chǎng)區(qū)建筑物布置廠(chǎng)區(qū)建筑物布置于郭色拉打河與戈皆拉打河匯合口右岸灘地， 主廠(chǎng)房位于匯合口下游

12、 約20m,緊接主廠(chǎng)房上側(cè)布置副廠(chǎng)房、上游側(cè)布置升壓站，下游布置綜合樓及生活樓等， 進(jìn)廠(chǎng)公路順河而上進(jìn)入廠(chǎng)房，外側(cè)布置有約 170m 長(zhǎng)的防洪墻。2 工程特性表2.1 樞紐水文特征序號(hào)名稱(chēng)單位數(shù)量備注1流域面積平方公里1204000壩址以上平方公里3930002利用水文系列年限年363多年平均徑流量?jī)|立方米2.484代表性流量設(shè)計(jì)洪水流量P-0.1%立方米/秒967校核洪水流量P-0.01%立方米/秒1250實(shí)測(cè)最大流量立方米/秒5310調(diào)查歷史最大流量立方米/秒84002.2樞紐流量及相應(yīng)下游水位序號(hào)頻率P90總泄量（立方米/秒）廠(chǎng)房下游尾水位10.0210101064.521.085010

13、59.23203501054.74正常491052.55最低201050.42.3電站水頭及裝機(jī)容量序號(hào)名稱(chēng)單位數(shù)量備注1最大水頭米3182最小水頭米2603設(shè)計(jì)水頭米2704裝機(jī)容量萬(wàn)千瓦1665裝機(jī)臺(tái)數(shù)臺(tái)42.4水輪機(jī)及發(fā)電機(jī)水輪機(jī)型號(hào)HL100-LJ-210轉(zhuǎn)輪帶軸重（噸）5.5t發(fā)電機(jī)型號(hào)SF40-12/425轉(zhuǎn)子帶軸重（噸）88.8t尾水管標(biāo)準(zhǔn)4H型2.5主變及開(kāi)關(guān)站:主變型號(hào)SSPL-150000/220主變鐘卓吊裝咼度（m）8.11 X 4.238 X 7.160變壓器外形尺寸（m）8.11 X 4.238 X 7.160開(kāi)關(guān)站面積1000平方米輸電線(xiàn)電壓220千伏2.6輔助設(shè)備

14、調(diào)速器型號(hào)T-100調(diào)速器尺寸1200 X 1500 X 1900mm油壓裝置型號(hào)MHY-1.7油壓裝置尺寸 1000mm 高 2412mm機(jī)旁盤(pán)數(shù)量每臺(tái)機(jī)組2塊機(jī)旁盤(pán)每塊尺寸長(zhǎng) X 寬 X 高=800 X 400X 2400mm勵(lì)磁盤(pán)數(shù)量每臺(tái)機(jī)組3塊勵(lì)磁盤(pán)每塊尺寸長(zhǎng)X 寬 X 高=800 X 900X 1900mm廠(chǎng)房設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1繪制蝸殼單線(xiàn)圖1.1蝸殼的型式:在資料中已經(jīng)給出水輪機(jī)的型號(hào)為 HL100-LJ-210，而且電站設(shè)計(jì)水頭 H=270m>40m, 根據(jù)水力機(jī)械第二版P96頁(yè)書(shū)中蝸殼分類(lèi)，則蝸殼的型式應(yīng)為金屬蝸殼。1.2選擇蝸殼的主要參數(shù)(1) 金屬蝸殼的斷面形狀為圓形，為了

15、良好的水力性能一般蝸殼的包角取0=345 ,根據(jù)已知資料可知 Qc=17.3m3 / s(2) 根據(jù)水力機(jī)械第二版 P99中圖430查得，蝸殼的進(jìn)口斷面的平均流速Vc =10.2 m/ s。(3) 因?yàn)橐阎啓C(jī)的型號(hào)HL100-LJ210,則由水力機(jī)械第二版P162的附表5 查得此時(shí)蝸殼的座環(huán)內(nèi)徑 Db=3250mm外徑Da=4000mm所以有蝸殼座環(huán)的內(nèi)、外半徑分 別為：rb= Db =1625mm=1.625m ra= Da =2000mm=2m2 2座環(huán)尺寸(單位：mr)1.3蝸殼的水力計(jì)算(1)對(duì)于蝸殼進(jìn)口斷面:斷面的面積：Q?cFc = c =0 = 1.696mVc斷面的半徑：P

16、max =¥ =0.735m從軸中心線(xiàn)到蝸殼外緣的半徑：Rmax二ra 2-ma2 2 X0.735= 3.470m (2)對(duì)于蝸殼任意斷面的計(jì)算設(shè)；：i為從蝸殼鼻端起算至計(jì)算面I處的包角，則該計(jì)算斷面處的Qi二i -Qmax，360I半Q3R=i7ax ，R=ra+2R。其中：Qmax =18.05m /s，V 10.2m/s，o=2m。60 Vc 二計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：甘® 3 Qi = 360s Qmax (m / s)Fc(m2 )J Q申.Pi=_m(m)代60兀VcR =嘉 +2R(m)00.0000.0000.0002.000150.7520.0740.1532.

17、306301.5040.1470.2172.433452.2560.2210.2652.531603.0080.2950.3062.613753.7600.3690.3432.685904.5130.4420.3752.7511055.2650.5160.4052.8111206.0170.5900.4332.8671356.7690.6640.4602.9191507.5210.7370.4852.9691658.2730.8110.5083.0161809.0250.8850.5313.0621959.7770.9590.5533.10521010.5291.0320.5733.14722

18、511.2811.1060.5933.18724012.0331.1800.6133.22625512.7851.2530.6323.26427013.5381.3270.6503.30028514.2901.4010.6683.33630015.0421.4750.6853.37131515.7941.5480.7023.40433016.5461.6220.7193.43834517.2981.6960.7353.470A蝸殼單線(xiàn)圖（單位mrh2尾水管單線(xiàn)圖的繪制因?yàn)檫x用的水輪機(jī)型號(hào)為 HL100-LJ-210,說(shuō)明水輪機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)直徑D, =210cm=2.1m由資料中的圖可有下表：型式Di

19、hh4h6hsD3D4L1LB5參數(shù)1.002.21.10.5741.300.71.000.944.51.808尺寸2.14.622.311.212.731.472.11.9749.453.8對(duì)于大中型水輪機(jī)，為了減小尾水管的開(kāi)挖深度，都采用彎肘形尾水管，它由進(jìn)口直 錐段、肘管和出口擴(kuò)散段三部分組成。（1）進(jìn)口直錐段：進(jìn)口直錐管是一個(gè)垂直的圓錐形擴(kuò)散觀，D3為直錐管的進(jìn)口直徑；對(duì)混流式水輪機(jī)由于直錐管與基礎(chǔ)環(huán)相連接，可取 D3和出口直徑D2相等；對(duì)于混流式水輪機(jī)，其錐管的 單邊擴(kuò)散角二可取7 9 ； h3為直錐管的高度，增大h3可減小肘管的入口流速，減小水流 對(duì)管壁的沖刷。查電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)一

20、水力機(jī)械分冊(cè)，h h2= 0.192D 0.4032m， h3 =人-0 -h2 -h4 = 1.91m進(jìn)口錐管上、下直徑：D3 = 1.47m，D4=2.1m（2）肘管：肘管是一 90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R=（0. 61.D），外壁Rs用上限，內(nèi)壁R7用下限，則有巳=仆2.1 = 2.們，R7 =0.6 2.

21、1 = 1.26m（3）出口擴(kuò)散段：出口擴(kuò)散段是一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；其頂板向上傾斜，根據(jù)其出口寬度并不是很大，所以不用加設(shè)中間支墩。仰角:=arctan% 電二 2.73 一1.21 =11.49 其 中 L2 二 L - L“ = 9.45-1.971 = 7.476m ， L27.476L = 9.45m（4）尾水段的高度與水平長(zhǎng)度尾水管的總高度h和總長(zhǎng)度L是影響尾水管性能的重要因素?？偢叨?h是由導(dǎo)葉底 環(huán)平面到尾水管底板之間的垂直高度。在描述進(jìn)口直錐管中已說(shuō)明D2 = D3=1.47m<D 2.1m屬于低速混流式水輪機(jī)。增大尾水管的高

22、度h，對(duì)減小水力損失和提高h(yuǎn) .是有利的，特別是對(duì)大流量的軸流式水輪機(jī)更為顯著。但對(duì)混流式水輪機(jī)尾水管中產(chǎn)生的真空渦帶在嚴(yán)重的情況下不僅影響機(jī) 組的運(yùn)行而且還會(huì)延伸到尾水管地板引起機(jī)組和廠(chǎng)房的振動(dòng)。為了改善這一情況，常采取增大尾水管高度的辦法，但將會(huì)增大開(kāi)挖量，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，對(duì)于低轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī)， 應(yīng)取 h_2.2Di，題目中已知 h =4.62 =2.2Di = 4.62m，所以滿(mǎn)足要求。（5）尾水管單線(xiàn)圖根據(jù)表中的數(shù)據(jù)繪制單線(xiàn)如下：（內(nèi)外半徑分別與直錐管相切）尾水管單線(xiàn)圖（單位：m3擬定轉(zhuǎn)輪流道尺寸根據(jù)水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水力機(jī)械分冊(cè)，已知D=1.0m時(shí)，HL100型的尺寸可以推求Di = 2

23、.1m時(shí)的轉(zhuǎn)輪流道尺寸。如下圖：（單位：m）4廠(chǎng)房起重設(shè)備的設(shè)計(jì)起重物件中根據(jù)資料可知最重的物件為吊發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶軸重，為88.8TV 100T,而且機(jī)組臺(tái)數(shù)為4臺(tái)，所以選1臺(tái)單小車(chē)橋式起重機(jī)，型號(hào)為100T/20T。相關(guān)的參數(shù)為：取跨度：L =16m ;起重機(jī)最大輪壓：35.9T ；起重機(jī)總重：77.3T ;小車(chē)軌距：LT = 4400mm ； 小車(chē)輪距：Kt二2900mm ； 大車(chē)輪距；K = 6250mm ；大梁底面至軌道面距離：F =130mm ；起重機(jī)最大寬度：B =8616mm ；軌道中心至起重機(jī)外端距離：B| = 400mm ；軌道中心至起重機(jī)頂端距離：H = 3692mm ；主鉤

24、至軌面距離：h = 1474 mm ；吊鉤至軌道中心距離（主）：L1 = 2655mm丄2 = 1900mm ；副吊鉤至軌道中心距離：L3 = 1300mm丄4 = 2355mm ； 軌道型號(hào)：QU1005廠(chǎng)房輪廓尺寸5.1主廠(chǎng)房總長(zhǎng)度的確定：廠(chǎng)房總長(zhǎng)度包括機(jī)組段的長(zhǎng)度(機(jī)組中心距)、端機(jī)組段的長(zhǎng)度和安裝間的長(zhǎng)度總長(zhǎng) L =(n -1)Lc Li L2 La安裝間主機(jī)間iflilkL,l2Lc一LcLi+aL其中n為機(jī)組臺(tái)數(shù)，Lc為機(jī)組段長(zhǎng)度，La為裝配場(chǎng)長(zhǎng)度，Li為左機(jī)組段長(zhǎng)，L2為右 機(jī)組段長(zhǎng)，為便于安裝，廠(chǎng)房左端加長(zhǎng) Lo(1) 、機(jī)組段的長(zhǎng)度Lc的確定機(jī)組段的長(zhǎng)度Lc主要由蝸殼、尾水管

25、、發(fā)電機(jī)風(fēng)罩在 x軸方向(廠(chǎng)房縱向)的尺寸來(lái) 決定。機(jī)組段的長(zhǎng)度Li按下式計(jì)算：L L , L-;其中：L x為機(jī)組段+x方向的最大長(zhǎng)度；L*為機(jī)組段-x方向的最大長(zhǎng)度；計(jì)算機(jī)組段長(zhǎng)度時(shí)可按蝸殼層、尾水管層和發(fā)電機(jī)層分別計(jì)算，然后取其中的最大值，再 調(diào)節(jié)其它兩個(gè)，使其相等。按蝸殼層推求：Lc = Ri R2其中：R為 "345°時(shí)的 Ri，即 R=3.47m，R 為當(dāng) "165° 時(shí)的 R，即 R2=3.016m-“2分別為蝸殼左右外圍混凝土的厚度，取1.7m,Lc = R| R2 丄 %、2 = 3.5 3.0 1.7 1.7= 9.9m 按尾水管層推

26、求：Lc = B5 2、： 2其中：B5為尾水管的出口寬度，；2為尾水管混凝土邊墩厚度(大型取57m,中型取34m,小型取12m)已知 B5 = 3.8m , ' '2 - 3.05m，則 Lc = B5 ' 2 = 3.8 - 2 3.05 = 9.9m 按發(fā)電機(jī)層推求：L 3 b 2' 3其中：為發(fā)電機(jī)風(fēng)壁厚，一般取 0.3-0.4m,這里取0.4mb為相鄰兩風(fēng)罩外壁凈距，一般取 1.5-2m,這里取1.8m由已知資料可知，發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑7.3則 Lc = 3 b 2、3 =7.3 2 0.4 1.8 二 9.9m據(jù)以上三種結(jié)構(gòu)的計(jì)算情況，廠(chǎng)房的機(jī)組間距由尾

27、水管層推求的長(zhǎng)度決定。則 Lc =9.9m(2) 左端機(jī)組段附加長(zhǎng)度L1的確定A 按蝸殼層推求：L, = R,3.5 1.7 = 5.2mB按尾水管層推求：-二雖 譏？=竺，3.3 = 5.2m2 2D7 3C 按發(fā)電機(jī)層推求：L1L ,3 Lt二 0.4 1.1 5.2m2 2所以左端機(jī)組段長(zhǎng)L5.2m(3) 右端機(jī)組段附加長(zhǎng)度L2的確定A 按蝸殼層推求：L2= &=3 3 =6mB按尾水管層推求：L2二雖 7二38 *.1 =6m2 2D7 3C 按發(fā)電機(jī)層推求：L2 f Lt二.0.41.9 6m2 2所以右端機(jī)組長(zhǎng)L6m(3) 安裝間長(zhǎng)度的確定裝配場(chǎng)與主機(jī)室寬度相等，以便利用起

28、重機(jī)沿主廠(chǎng)房縱向運(yùn)行。 裝配場(chǎng)長(zhǎng)度一般約機(jī)組段長(zhǎng)lc的1.01.5倍。對(duì)于混流式采用偏小值，因此取 1.1 oLa =1.14=1.1 9.748 =10.7m畫(huà)四大件及吊鉤限制線(xiàn)位置：(單位：mLa = 10,7安裝間簡(jiǎn)圖(單位m(4) 廠(chǎng)房的總長(zhǎng)度：L = (n- 1)Lc L1 L2 L 3 9.9 5.2 6 10.7 = 51.6m5.2主廠(chǎng)房寬度的確定(1) 以機(jī)組中心線(xiàn)為界，廠(chǎng)房寬度 B可分為上游側(cè)寬度BS和下游側(cè)寬度BX兩部分, 關(guān)于這兩部分的計(jì)算可列式如下：* 上游側(cè)寬度Bs : Bs二才-3 A ；其中，在前面的計(jì)算中已有 3=7.3m, :3=0.4m ;A為風(fēng)罩外壁到上

29、游墻內(nèi)側(cè)的凈距，取 4.95m。6則 Bs3、.3 A =9m。2 下游側(cè)寬度Bx :Bx除滿(mǎn)足上式外，還需滿(mǎn)足蝸殼在 -y方向的尺寸和蝸殼外混凝土厚度的要求 對(duì)于發(fā)電機(jī)層：Bxa其中：A為風(fēng)罩外壁到下游墻內(nèi)側(cè)的凈距，主要用于主通道，取6.25m,3 =7.3m， 、3=0.4m；則 BX3 3 A=10.3m。2 3對(duì)于蝸殼層-y方向?yàn)椋築x -y l。其中：y為i為2550時(shí)的Ri，為3.264m； l為混凝土保護(hù)層的厚度，取2.2m貝U Bx =y2丄=3.264 2.2 =5.464m綜上所述，取 BX=10.3m。因此，B 二 Bs Bx=9+10.3=19.3m。(2) 由廠(chǎng)房的輔

30、助設(shè)備，根據(jù)橋機(jī)跨度確定主廠(chǎng)房的寬度：根據(jù)起重機(jī)設(shè)備可知橋機(jī)的跨度為16m如下圖所示：橋機(jī)hbb1b2，-.ehb牛腿以上：lk 2( b2 h'b)18牛腿以下：lk 2(e hb)其中：b,橋機(jī)端與軌道中心線(xiàn)的距離，查橋機(jī)的有關(guān)規(guī)定取0.4mb2 橋機(jī)端部與上柱內(nèi)面間距，一般取 0.3 0.6m,取0.45mh'b 牛腿上部立柱截面高度，一般取 0.6 1.2m,取0.85mhb 牛腿下部立柱截面高度，一般取 1.0 2.5m，取1.5me 偏心距，一般取 00.25m,取0.15m所以牛腿以上：B = l k 2(b b2 hb) = 16 2(0.4 0.45 0.85

31、) = 19.4m牛腿以下：B =lk 2(e hb) =16 2(0.15 1.5) =19.3m綜合(1)(2)，取主廠(chǎng)房的寬度B=19.4m5.3廠(chǎng)房各層高程的確定(1) 水輪機(jī)的安裝高程、T根據(jù)水力機(jī)械第二版 P40頁(yè)中2-41公式可得立軸混流式水輪機(jī)安裝高程計(jì)算公式：、丁Hs號(hào);VHS =10.3 -(二v)H1 ;900其中：b0為導(dǎo)葉高度，一般 b0=0.1 0.39 D1，貝U b0 =0.3Dj =0.32 2.1 = 0.672m二為汽蝕系數(shù)，可根據(jù)水輪機(jī)的特性曲線(xiàn)來(lái)確定；為汽蝕系數(shù)的修正值;-=0.017、X =0.015 ;H為計(jì)算水頭，這里H=270m為水電站廠(chǎng)房所在

32、地點(diǎn)海拔高程的校正值，'、=1052.5m；900V min為水電站廠(chǎng)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)組流量應(yīng)的尾水位，min =1050.4m；1052 5 所以：H $ =10.3-(0.0170.015) 2701 - -0.51m900i T = Tmin H b° =1050.4-0.510.673 =1049.6m2 2J -工-hw2其中：hw 底環(huán)頂面至尾水管的距離hw = h-.直=4.62-蘭冬=4.28m ；2 2、T 機(jī)組安裝高程；bo 導(dǎo)葉高度。所以： J 八 T - 冬-九=1050.2-°-4.28=1045.5

33、8m2 2(3) 主廠(chǎng)房基礎(chǔ)開(kāi)挖高程 F :、F = T -(hi h2 h3) = T -h=1050.2-4.62-1.8 =1043.78m其中：h1 尾水管底板混凝土厚度，取1.8m ；h2 尾水管出口高度；h3從水輪機(jī)安裝高程V T向下量取到尾水管出口頂面的距離則h2 h3=H=4.62m (尾水管的高度)；(4) 進(jìn)水閥地面高程2 = ' 3 - A - 其中：J 鋼管中心線(xiàn)高程， y ；r1 閥外半徑，即引水鋼管半徑，球閥尺寸 900mm則ri=0.45m；h2 鋼管底部至主閥室地面的高度，鋼管底部作通道為人檢時(shí)用，h2般為1.8 2m 此處取h2 =2m。所以：'

34、; 2 八 3-h2 二仙仝占-09 -1.9 = 1047.25m2(5) 水輪機(jī)層地面高程' 4 八 T r2 d =1049.6 0.735 1.5 = 1051.8m其中：r2 蝸殼進(jìn)水?dāng)嗝鎸?dǎo)葉中心線(xiàn)以上的凈空高度，r2=0.735m；h3 蝸殼上部混凝土厚度，對(duì)金屬蝸殼可取1.5m。(6) 發(fā)電機(jī)安裝咼程''、G :'、G = ' T h4 h5 h6 - 4 亠 h h6 = 1051.8 2 1.6 = 1055.4m其中：h5 進(jìn)人孔高度，須滿(mǎn)足水輪機(jī)層附屬設(shè)備油氣水管道和發(fā)電機(jī)出線(xiàn)布置要求的高度，一般為1.82.0，此處取2.0m；h6

35、 進(jìn)人孔頂部厚度，般為1.0m左右，取1.6m。(7) 發(fā)電機(jī)層樓板面高程 5 ： i 5 八 g * h=1055.4+4.62=1060.02m為了保證以下各層高度和設(shè)備布置及運(yùn)行上的要求以及水不淹沒(méi)廠(chǎng)房:J- 4=1060.02-1051.8=8.22m >(3.5 4.0m)，滿(mǎn)足；下游最高尾水位1059.2m ： 1060.02m均符合要求。(8) 起重機(jī)的安裝高程(軌頂高程)5h7h8h9h,0h,1其中：h7 吊運(yùn)設(shè)備時(shí)需跨越的固定設(shè)備或建筑物的高度，油壓裝置高度為2.412mh8 吊運(yùn)部件與固定物之間的垂直安全距離在0.6 1.0m，取0.6m；h9 發(fā)電機(jī)主軸高度，6.

36、873m;水輪機(jī)主軸高度 3.65m，主變壓器尺寸 高 7.16m，取 7.16m。h10 吊運(yùn)部件與吊鉤之間的距離，一般在 1.01.5m之間，?。?.3mh11 主鉤最咼位置(上極限位置)至軌頂面距離，1.474m。檢修轉(zhuǎn)子帶軸：、6 =1060.02 2.412 0.6 6.873 1.3 1.474 = 1072.68m檢修轉(zhuǎn)輪帶軸：i 6 =1060.02 2.412 0.6 3.56 1.3 1.474= 1069.32m安裝間檢修主變： 6 =1060.02 7.16 1.474 = 10698.65m所以取、6 -1072.68m(9) 屋頂咼程 7 八 6 H 02 =107

37、2.68 3.692 0.5 =1076.87m其中：H 軌道面至起重機(jī)頂部距離，H = 3692mm =3.692m；hi2檢修吊車(chē)在車(chē)上留有咼度，。02 = 0.5m5. 4安裝間設(shè)計(jì)(1) 位置：因?yàn)橹鲝S(chǎng)房在右岸，進(jìn)廠(chǎng)的公路在主廠(chǎng)房的右側(cè)，為了運(yùn)輸方便，把安裝 間布置在廠(chǎng)房的右側(cè)；(2) 尺寸：已知安裝間的長(zhǎng)度L3=10.7m,寬與主機(jī)室同寬為19.4m。安裝間地面高程與發(fā)電機(jī)層(1060.02m)同高，這樣可以利用緊鄰的機(jī)組段場(chǎng)地進(jìn)行安裝、 檢修；(3) 變壓器坑：為了滿(mǎn)足主變壓器能推入安裝間進(jìn)行維修，在安裝間下游側(cè)設(shè)置尺寸為9.0m x 5.0m的變壓器坑；(4) 檢修坑：在安裝間內(nèi)

38、設(shè)有5m 5m的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子檢修坑，方便發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子檢修；(5) 吊物孔和樓梯：在安裝間上游側(cè)設(shè)有2.5mx 3.0m的吊物孔，供吊運(yùn)設(shè)備用；靠上游側(cè)設(shè)有檢修運(yùn)行用的樓梯，凈寬1.4m，坡度45；(6) 大門(mén)：廠(chǎng)房的大門(mén)尺寸取決于運(yùn)入廠(chǎng)房?jī)?nèi)最大部件的尺寸。因?yàn)樯蠙C(jī)架為 7.16m,轉(zhuǎn)子直徑為3.364m,因此選用門(mén)寬為5m,高8m為安全起見(jiàn)，門(mén)向外開(kāi)。對(duì)安裝間的具體說(shuō)明如下： 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑周?chē)鷳?yīng)留2.0m的空隙，以供安裝磁極之用。 發(fā)電機(jī)上機(jī)架周?chē)粲?.0m的間隙，供作通道用。 水輪機(jī)頂蓋及轉(zhuǎn)輪周?chē)粲?.0m間隙，供作通道之用。6廠(chǎng)區(qū)布置由于密云電站是河岸地面廠(chǎng)房，故其布置可根據(jù)已建成的河岸

39、地面廠(chǎng)房一一緊水灘水 電站廠(chǎng)區(qū)布置的方案(一)；根據(jù)拓溪水電站廠(chǎng)區(qū)布置的方案(二)。其布置圖如下。萬(wàn)案一比較方案（一）和（二）對(duì)于方案（一）高壓管道采用明管，相對(duì)而言管道較長(zhǎng)，造價(jià)較高，在廠(chǎng)房與后山坡 之間形成一個(gè)很寬的地帶，剛好用來(lái)布置副廠(chǎng)房，并且使主變盡量靠近機(jī)組端，以使引出 線(xiàn)最短，因此讓主變場(chǎng)與安裝間緊靠著， 場(chǎng)地較為平整，且足夠?qū)掗?，所以開(kāi)關(guān)站和主變 廠(chǎng)布置在相鄰位置。該方案有效利用了場(chǎng)地， 但是主變廠(chǎng)和開(kāi)關(guān)站與進(jìn)廠(chǎng)公路間隔著廠(chǎng)房， 所以不便于設(shè)備運(yùn)輸進(jìn)廠(chǎng)和吊裝作業(yè)。對(duì)于方案（二）由于主變?cè)谥鲝S(chǎng)房的下游側(cè)， 它離主機(jī)組近， 因此線(xiàn)路最短， 最方便， 電能損失小，但是高壓管道必須廠(chǎng)用埋

40、管， 這樣造價(jià)高，并且地質(zhì)也不允許，而且主廠(chǎng)房 下游有一個(gè)很寬的地帶，用于布置主變場(chǎng)及開(kāi)關(guān)站，但是下游尾水渠開(kāi)挖量較大。經(jīng)過(guò)對(duì)方案（一）、方案（二）的比較，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益和施工便捷性，選擇方案7 副廠(chǎng)房的設(shè)計(jì)水電站廠(chǎng)房除了裝設(shè)運(yùn)行必需的水輪發(fā)電機(jī)組、 調(diào)速設(shè)備和裝配場(chǎng)的主廠(chǎng)房外， 還需 要有設(shè)置機(jī)電設(shè)備運(yùn)行、控制、試驗(yàn)、管理和運(yùn)行人員工作的房間，稱(chēng)為副廠(chǎng)房。副廠(chǎng)房 的布置原則是，運(yùn)行管理方便，能夠最大限度地利用一切可以利用的空間，以節(jié)省投資。 所以該水電站的布置主要從以下幾方面加以考慮：（1）、中央控制室應(yīng)與主廠(chǎng)房的發(fā)電機(jī)層鄰近，玻璃用隔音墻隔開(kāi)，室內(nèi)要求通風(fēng)良 好，光線(xiàn)均勻柔和， 不布置在

41、主變壓器場(chǎng)的下層或尾水平臺(tái)上， 本電站副廠(chǎng)房決定布置在 主廠(chǎng)房上游側(cè)并與主廠(chǎng)房相連。（2）、集纜室，又稱(chēng)電纜夾層，布置在中控室和繼電保護(hù)盤(pán)室的下層，高度以剛好能 站立工作為宜 ,且安全出口 2 個(gè)，并設(shè)計(jì)有 0 。（3）、繼電保護(hù)盤(pán)室布置在中控室，當(dāng)開(kāi)關(guān)站距主廠(chǎng)房較遠(yuǎn)，尤其是高程相差很大的 情況下，可將輸電線(xiàn)路保護(hù)盤(pán)室布置在開(kāi)關(guān)站。（4）、通訊室及遠(yuǎn)動(dòng)裝置室要毗鄰于中控室并且同一高程， 室內(nèi)最小高度為 3.23.5m， 要求防塵防震，避免過(guò)大的噪音，不應(yīng)與蓄電池室或強(qiáng)電設(shè)備鄰近。（5）、開(kāi)關(guān)室應(yīng)在靠近機(jī)組的副廠(chǎng)房?jī)?nèi)，使發(fā)電機(jī)引出線(xiàn)較短，減少電能損耗。通道 上不應(yīng)有裸露的電氣設(shè)備、 導(dǎo)體或電纜封

42、端。 出口個(gè)數(shù)根據(jù)開(kāi)關(guān)站的長(zhǎng)度而定， 采用自然 通風(fēng)。（6）、母線(xiàn)廊道、母線(xiàn)室或母線(xiàn)豎井的布置要滿(mǎn)足安裝和維修的要求，母線(xiàn)豎井應(yīng)設(shè)有巡視、檢修用的電梯或樓梯，每隔 45m設(shè)維修臺(tái)，平臺(tái)個(gè)樓梯的寬度不應(yīng)小于 0.8m。（7）、電纜廊道和電纜溝是在電纜多的情況下，為了敷設(shè)檢修和更換方便而設(shè)的。（8）、直流系統(tǒng)用房包括蓄電池室、儲(chǔ)酸室、前室、通風(fēng)機(jī)室和充電機(jī)室等。這些房 間應(yīng)盡可能相鄰布置在與地面同高的第一層， 不能布置在中控室、開(kāi)關(guān)室和通訊室的上方， 以免酸性殘液滲到下面房間。對(duì)壩內(nèi)式、地下式或溢流式廠(chǎng)房?jī)?nèi)的直流系統(tǒng)應(yīng)設(shè)專(zhuān)門(mén)通風(fēng) 管道。（9）、廠(chǎng)用電設(shè)備房間可布置在廠(chǎng)外主變壓器旁，也可布置在廠(chǎng)內(nèi)，

43、盡可能靠近開(kāi)關(guān) 室，縮短其連接的母線(xiàn)。而且還應(yīng)做好防火防爆的工作。（10） 、電子計(jì)算機(jī)室一般布置在中控室近旁的同一高程上的單獨(dú)房間里，室內(nèi)應(yīng)基本 保持恒溫、恒濕，要求裝設(shè)自動(dòng)空調(diào)裝置。（11）、巡回監(jiān)測(cè)裝置室是為及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，減輕運(yùn)行人員巡視和抄表的勞動(dòng)而設(shè)置的， 應(yīng)布置在中控室和繼電保護(hù)盤(pán)室內(nèi)。（12）、電氣試驗(yàn)室一般包括繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置、 測(cè)量表計(jì)、精密儀表、高壓燈部分。 試驗(yàn)室應(yīng)設(shè)置通風(fēng)、采暖、防塵防潮措施，還要有局部照明。（13）、最后就是布置值班室和調(diào)度室及生活用房。8主變壓器、開(kāi)關(guān)站和輸電線(xiàn)路主變型號(hào)SSPL-150000/220主變鐘卓吊裝咼度（m）8.11 X 4.238 X 7.160變壓器外形尺寸（m）8.11 X 4.238 X 7.160開(kāi)關(guān)站面積1000平方米輸電線(xiàn)電壓220千伏9主廠(chǎng)房?jī)?nèi)部布置蝸殼之間布置蝴蝶閥，在事故停機(jī)或檢修時(shí)，關(guān)斷水流，在尾水管出口處備有檢修閘 門(mén)，當(dāng)尾水管或水輪機(jī)檢修時(shí)，用來(lái)?yè)踝?/p>