水電站課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

水電（5）班水電站課程設(shè)計(jì)譚鋒6312030605152016/1/6本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是水電站的設(shè)計(jì)前言41、水輪機(jī)發(fā)電組選擇51.1選擇機(jī)組臺(tái)數(shù)、單機(jī)容量及水輪機(jī)型號(hào)5水輪機(jī)型號(hào)選擇51.2HL230水輪機(jī)的主要參數(shù)計(jì)算5轉(zhuǎn)輪直徑D1計(jì)算5轉(zhuǎn)數(shù)n計(jì)算5效率及單位參數(shù)修正6工作范圍的檢驗(yàn)略6吸出高度Hs計(jì)算6水輪機(jī)安裝高程計(jì)算71.3選擇蝸殼型式、包角、進(jìn)口尺寸7蝸殼的型式7蝸殼的斷面形狀7蝸殼的包角7蝸殼進(jìn)口斷面的平均流速7蝸殼外形尺寸的計(jì)算71.4尾水管型式及尺寸設(shè)計(jì)8進(jìn)口直錐段9里1.4.2標(biāo)出口擴(kuò)散段睛9品蹤尾水管的高度萍9日克尾水管的水平赤長(zhǎng)度持9牧1.5嚷發(fā)電機(jī)型號(hào)的牽選擇及尺寸計(jì)姑算已10痰礎(chǔ)主要尺寸估算撕10膽1.5.1.好1顆極距τ童10斯1.5.1.改2齡定子內(nèi)徑Di斜10線1.5.1.伐3屠定子鐵芯長(zhǎng)度Lt璃10婦1.5.1.勢(shì)4蜻定子鐵芯外徑Da惡11青權(quán)發(fā)電機(jī)型號(hào)選謀擇膊11嫩葵發(fā)電機(jī)外形尺塊寸估算祥11麻系水輪發(fā)電機(jī)的努總重量估算全12英1.5.4.份1趕發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重投量按發(fā)電機(jī)總霸重量的12勿估算據(jù)12忽1.5.4.偵2麻發(fā)電機(jī)飛輪力凱矩GD2將估算暗12尺1.6推調(diào)速器及油壓捏裝置的選擇問(wèn)12汁2令、引水系統(tǒng)設(shè)故計(jì)喝13秘2.1世進(jìn)水口輪廓徹13唉2.2芽進(jìn)水口高程選系擇箏13畫但進(jìn)口底部高程至13振較進(jìn)口頂部高程誠(chéng)13寨2.3彈壩式進(jìn)水口尺蓄寸擬定四13唇詢進(jìn)口段蒸13珠掏閘門段巷14鍛屠漸變段井14愁2.4冊(cè)通氣孔和進(jìn)人浩孔炭15胳充通氣孔的布置搏原則：垂15淺肺通氣孔的面積燃選擇錄15夠2.5熄進(jìn)人孔啟15責(zé)2.6專壓力管道的布秀置痕15僚3銅、廠區(qū)樞紐及印電站廠房的布臘置設(shè)計(jì)朝16日3.1察主廠房的長(zhǎng)度幼16很惡機(jī)組段長(zhǎng)度的涂確定須16虜孔裝配場(chǎng)長(zhǎng)度逐16斤醋邊機(jī)組段加長(zhǎng)添16泰3.2嘴主廠房的寬度佩17袍3.3賽主廠房的高度怕17染侍安裝高程罩17做想尾水管底板高哪程蠶17晚宮開挖高程始18蜜脅水輪機(jī)層地板立高程衡18奧姑發(fā)電機(jī)層地板塔高程肌18窗籃吊車軌頂高程桑18熊歐廠房天花板及掌屋頂高程趴18錘4萌、主廠房布置葬的構(gòu)造要求訪19釣4.1慣廠房?jī)?nèi)的交通丹19怒4.2濕廠房的采光、艱通風(fēng)和防潮矮19陡4.3側(cè)主廠房的分縫桐19德5網(wǎng)、副廠房的布漆置設(shè)計(jì)旅19吹6田、吊橋選擇催197、結(jié)論19凡【參考文獻(xiàn)】旺20前言旋設(shè)計(jì)題目來(lái)源深于老師，本次神課程設(shè)計(jì)的主犧要任務(wù)是水電愚站的設(shè)計(jì)。均此次設(shè)計(jì)的目乘的是為了培養(yǎng)踢我們正確的設(shè)怎計(jì)思想，嚴(yán)謹(jǐn)誦的設(shè)計(jì)態(tài)度，不掌握設(shè)計(jì)的基叫本方法。通過(guò)完解決相關(guān)的設(shè)徐計(jì)問(wèn)題，使所宅學(xué)的專業(yè)得以耽運(yùn)用，進(jìn)一步炕掌握電站的設(shè)然計(jì)方法和設(shè)計(jì)膝原理。菊鍛煉自己對(duì)設(shè)位計(jì)說(shuō)明書格式嫁的寫作。通過(guò)急對(duì)眾多參考資基料進(jìn)行比較和升校正，然后選止擇妥HL230六水輪機(jī)、闖SF3.75債-7/221必發(fā)電機(jī)等進(jìn)行靠電站的設(shè)計(jì)。龜1焦、越水輪機(jī)發(fā)電組竄選擇磁1.1胸選擇機(jī)組臺(tái)數(shù)丈、單機(jī)容量及須水輪機(jī)型號(hào)衡艱水輪機(jī)型號(hào)選峰擇蟻水輪機(jī)型號(hào)選香擇根據(jù)該水電姑站的水頭變化私范圍慎25.60店～屯62.70m盼，在水輪機(jī)系豪列型譜表哄3-3圓、表撇3-4柔中查出合適的作機(jī)型有驚HL230京。腹1.2列HL230穩(wěn)水輪機(jī)的主要睜參數(shù)計(jì)算遮僚轉(zhuǎn)輪直徑D1弱計(jì)算丸查表屬3-6給可得概HL230墊型水輪機(jī)在限宴制工況下的單紫位流量Q1M＇鏡=1110L什/s=1.1史1m3過(guò)/s趴，千效率ηm陸=85.2%裂，由此可初步效假定原型水輪理機(jī)在該工況下具的單位流量Q1＇尾=Q1M＇壁=1.11m3櫻/s瞧傾上述的Q1＇塊、片η湊、和Nr矩=15?1034澡=3.75*103鐘kw擇、Hr雪=45m否代入式（剩3-37奧）可得D1=Nr9.81?HrH蒼削轉(zhuǎn)數(shù)字n疼計(jì)算離查表沫3-4鮮可得局HL230蹲型水輪機(jī)在最姨優(yōu)工況下單位逮轉(zhuǎn)速n10M＇艱=71r/m勵(lì)in,陰初步假定n10＇=n10M＇峽，將已知的n10＇者和Hav林=Hr0.95劃=450.95鼠=47.4m努，D1認(rèn)=1.2m弦代入式（蹄3-39終）可得n=n1＇H臘巡效率及單位參騾數(shù)修正彼查表枯3-6享可得滴HL230燥型水輪機(jī)在最脖優(yōu)工況下的模帶型最高效率為ηMmax盼=90.7%訓(xùn)，模型轉(zhuǎn)輪直咐徑D1M物=0.404剛m芽根據(jù)式（啄3-15集），可求出原蚊型效率ηmax賣=1-灣（匙1-ηMmax訴）君*（D1MD1）15圖=92.5%驟，則效率修正猶值為Δη野=92.5%抹-90.7%悶=1.8%兄，考慮到模型舌與原型水輪機(jī)孟在制造工藝上駝的質(zhì)量差異，怠常在已求得的Δη饒值中在減去一塑個(gè)修正值丹ξ椅?，F(xiàn)取鑄ξ誘=1.0%范，則可得效率ηmax很=ηMmax雷+Δη型=90.7%什渴η距==ηM棉+Δη糾=85.2%腰+0.8%=寬86.0%怒（與上述假定殿單位轉(zhuǎn)速的修飽正值按下式計(jì)臺(tái)算摩Δn1＇觀=n10M＇約攏則龍Δn1＇n10M＇宅=(ηmax螺由于Δn1＇n10M＇染<3.0%，蜂按規(guī)定單位轉(zhuǎn)提速可不加修正披，同時(shí)，單位柔迎由上可見，原浩假定的η=8橋6.0%，Q1＇日=Q1M＇槍，n10＇=n10M＇分是正確的，那你么上述計(jì)算及虎選用的D番尺工作范圍的檢國(guó)驗(yàn)略論痕吸出高度Hs選計(jì)算池查表暑3-4吵可得σM理=0.170安，由此可求出中水輪機(jī)的吸出矩Hs?！芟?0-?900到-σM?H絕=10-119?74900閃列繡水輪機(jī)安裝高絮程計(jì)算Zs=?ω+Hs+b0錄1.賊3撥選擇蝸殼型式范、包角、進(jìn)口譯尺寸坡仍蝸殼的型式繼該電站的設(shè)計(jì)掠水頭Hr聯(lián)=45m趣>刺40m棚，則應(yīng)采用金澇屬蝸殼。由上旨述知女該水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪挨直徑D1串=1.2m醋<反3m接且屬于高水頭中混流式水輪機(jī)憤，則應(yīng)采用鑄竟造或鑄焊就夠球姐蝸殼的斷面形咽狀使金屬蝸殼的斷旁面均做成圓形齒，金屬蝸殼與藍(lán)座環(huán)的聯(lián)接方旋式采用與由蝶廈形邊座環(huán)的聯(lián)刺接方式，制а稿=55閉°顆。堅(jiān)早蝸殼的包角抗對(duì)于金屬蝸殼青，采用φ0領(lǐng)=345釣°奇駕數(shù)蝸殼進(jìn)口斷面芝的平均流速貌由該水輪機(jī)的旁設(shè)計(jì)水頭Hr怠=45m賢從圖羅2-8撲中的經(jīng)驗(yàn)曲線符查取可得Vc典=6.2m/臭s燭筍蝸殼外形尺寸嫩的計(jì)算炸已知水輪機(jī)的組設(shè)計(jì)水頭Hr笛=45m累及其相應(yīng)的最局大引用流量Qmax貧=39.75承/4=9.9迎4m3浙/s哭、導(dǎo)葉高度b0繪=0.315D1呢=0.315吩*1.2=0洞.378m賢、座環(huán)固定導(dǎo)柏葉外徑Da委=1.60D1欠=1.60*蓮1.2=1.嚼92m語(yǔ)和內(nèi)徑Db盆=1.35D1喘=1.35*僑1.2=1.芽62m狐。蝸殼進(jìn)口斷走面的形狀為圓估形、包角φ0奮=345筐通過(guò)任一斷面基i原的流量公式為Qi=斷面半徑ρi=跪斷面中心距料ai緣=掩斷面外半徑齡R莖金屬蝸殼圓斷手面計(jì)算表礦斷面號(hào)φQi緊(m3ρi籠ai菜Ri浪駛0壁345拉9.526躍0.700勉1.660鞠2.359斧1下310.5系8.573丟0.664贈(zèng)1.624籌2.287妖2眼276勁7.621從0.626筐1.586齊2.211賞3松241.5銷6.668椒0.585周1.545燒2.130周4考207遠(yuǎn)5.716葉0.542能1.502滋2.044落5明172.5嘗4.763為0.495宜1.455巴1.949遷6母165杯4.556撫0.484浮1.444頁(yè)1.928婦7殘138括3.810液0.442菠1.402碎1.845川8診103.5習(xí)2.858誕0.383蠅1.343果1.726魂9燭69殊1.905桑0.313擔(dān)1.273肥1.586閥1.4違尾水管怠型式及足尺寸設(shè)計(jì)揉圖進(jìn)口直錐段省單邊擴(kuò)散角θ猶=7膽o～9o由1.4.2配出口擴(kuò)散段頂板上翹角α=10庭支墩厚度b5代=道（渴0.1本～飛0.15卵）B5攀=0.33m初～委家尾水管的高度環(huán)該水電站屬于太低水頭電站，擾水輪機(jī)為混流摸式水輪機(jī)咬,框則悉取好H超=紗2.6D1震=3.12m磨寄赴尾水管的水平父長(zhǎng)度水尾水管的水平鎖長(zhǎng)度是指機(jī)組脆中心線至尾水挽管出口斷面的儲(chǔ)距離，通常取飽L=諷（掙3.5裙～圍4.5珍）D1最=4.2m乘～巴傅鞋尾水管的主要魂尺寸設(shè)計(jì)認(rèn)推薦的尾水管起尺寸表（單位杠：江m哥）欺h改LBD??L?其3.12城5.4佩3.264倚1.62性1.62吧0.81沒(méi)2.184串1.464微1.5墾發(fā)電機(jī)型號(hào)的勁選擇及尺寸計(jì)小算杜它主要尺寸估算堵1.5.1.谷1池極距ττ=kf4Sf2p拋=10?437502?7怪1.5.1.電2社定子內(nèi)徑DiD績(jī)1.5.1.洞3總定子鐵芯長(zhǎng)度Lt句由上述知Nr=3750kW艙，則橫查表可得系數(shù)榜故Lt=S干1.5.1.挖4葬定子鐵芯外徑Da由于ne=428.6r/min>166.7r/min脫擾發(fā)電機(jī)型號(hào)選身?yè)褚子缮鲜鲋撍㈦娬究蛇x鐘SF峰－士3.75妄－7/221扶型發(fā)電機(jī)組4幕臺(tái)。上址發(fā)電機(jī)外形尺族寸估算夾發(fā)電機(jī)外形尺揚(yáng)寸估算表腹序號(hào)梢部件名稱展尺寸估算推(框單位：屬mm)桐1賺定子機(jī)座外徑D參300<ne畜<500r/紀(jì)D碼2丙風(fēng)罩內(nèi)徑DSD征3堡轉(zhuǎn)子外徑DD鳴4矛下機(jī)架最大跨貫度DD纖5超水輪機(jī)機(jī)坑D蛛22螞0殘0撤6幫推力軸承外徑D腎1625鎖7績(jī)勵(lì)磁機(jī)外徑D們1275蠻8直定子機(jī)座高度?n?赴9恥上機(jī)架高度?續(xù)懸式承載機(jī)架?沾10拉推力軸承高度?撿1000事11弱勵(lì)磁機(jī)高度?衣1600巧12懇副勵(lì)磁機(jī)高度?是600能13靠永磁機(jī)高度?駛500勞14飄下機(jī)架高度?尸懸式非承載機(jī)徐架?問(wèn)15椒定子支座支承親面至下機(jī)架支乏承面或下?lián)躏L(fēng)訴板之間的距離?糧懸式非承載機(jī)潑架?煤16礙下機(jī)架支承面若至主軸法蘭底團(tuán)面之間的距離?魯800渣17紙轉(zhuǎn)子磁軛軸向彼高度?辮無(wú)風(fēng)扇時(shí)?搭18顛發(fā)電機(jī)主軸高紋度??11=0.8H=惠19雀定子鐵芯水平云中心線至主軸墊法蘭盤底面距叢離??喇20千發(fā)電機(jī)總高掃H糟6927鈔烏水輪發(fā)電機(jī)的頃總重量估算G害1.5.4.旬1廊發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重浩量按發(fā)電機(jī)總貍重量的12傭估算推1.5.4.認(rèn)2至發(fā)電機(jī)飛輪力稀矩GD2襲估算GD害1.6遼調(diào)速器及油壓茶裝置的選擇A=尋為了保證工作鵝可靠，由上述笑值攪知調(diào)速器列可選用YDT?1800知型調(diào)速器季，采用霉2.5MPa計(jì)額定油壓的油賺壓裝置及標(biāo)準(zhǔn)桿導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。擔(dān)2紫、心引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)悲2.1謊進(jìn)水口輪廓州由于本快電站為壩后式介水電站，故進(jìn)狀水口的型式為筐壩式進(jìn)水口。婦鋼管經(jīng)嬌濟(jì)直徑D=75.2Qmax3H=玻蝸殼進(jìn)口斷面鋪直徑2ρmax=2?0.7=1.4m誦，取楚引水道則引水道面積A擦2.2舊進(jìn)水口高程選圍擇世田進(jìn)口底部高程非有認(rèn)壓式進(jìn)水口應(yīng)舍低于運(yùn)行中可雷能出現(xiàn)的最低對(duì)水位并有一定舉的淹沒(méi)深度，謙通常應(yīng)在水庫(kù)已設(shè)計(jì)淤沙高程卸以上0.5~1.0非m。故本電站掏進(jìn)口底部高程雕可取80.6州m。泄曠進(jìn)口頂部高程獻(xiàn)避免進(jìn)水口前啞出現(xiàn)吸氣漏斗釋和漩渦的臨界沾淹沒(méi)深度Scr=CV塘則進(jìn)口頂部高爺程為盲90-4挨.375=8紡5.625m功2.3境壩式進(jìn)水口尺塔寸擬定蛋丈進(jìn)口段堤進(jìn)具口段的作用是副連接攔污柵與察閘門段。其橫詠斷面為矩形尿，單孔。爹為使水流平順銜的進(jìn)入引水道屑，減少水頭損杯失，進(jìn)口流速梨控制為1.5筐m/s。再根據(jù)國(guó)內(nèi)外實(shí)范踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)口持頂板的橢圓曲慢線方程為x2a2+y2b2=1執(zhí)(其中a峰=1.1D=弦1.65m，匹秒進(jìn)口斷面面積搜A=銳硬閘門段濁閘秒門段式進(jìn)口段寒和漸變段的連勞接段，是安裝滾閘門（工作閘拒門和檢修閘門議）和啟閉設(shè)備肥的部分。閘門象段通常設(shè)計(jì)成錢橫斷面為矩形堪的水平段，其閘高度等于引水繭道直徑D=1領(lǐng).5m，寬度愧取1.3m，黎整個(gè)閘門段過(guò)疼水?dāng)嗝媾c后接語(yǔ)的引水道面積盆的比值為葬1.1錦:今1它倍左右。閘門俱段的長(zhǎng)度主要脆取決于整套閘肺門設(shè)備布置的從需要，檢修閘舌門和工作閘門阻之凈距不小于椒閘門凈高、寬割的0.4倍，蕉且不小于閘門壺的安裝、維護(hù)橋工作所需的凈羨空間?？笗碀u變段童漸擺變段是矩形閘花門段到圓形壓借力引水道的過(guò)闊渡段，為保證穿過(guò)渡段的水流擦平順，減少水災(zāi)頭損失，避免授產(chǎn)生真空或汽稠蝕現(xiàn)象，由矩鮮形變到圓形的叼過(guò)渡段通常采慶用在四角過(guò)渡頁(yè)，圓弧的中心傳位置和圓角半鮮徑r均按直線泄規(guī)律變化。辜放漸變段長(zhǎng)度，峽根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般渴為壓力引水道從直徑1.0~1.5歌倍，取L=1訂.25D=1杏.875m并，收縮角取7冰°在。壩式進(jìn)水口汁漸變段軸線通薯常為直線。叛2.4餅通氣孔和進(jìn)人稱孔笑市通氣孔的布置涌原則：漸通氣孔的頂部奉高程（外口）申應(yīng)在水庫(kù)最高亮水位以上，以施防水流溢出，資并加攔柵保護(hù)家，防止堵塞及饞危害運(yùn)行人員響。貨通氣孔內(nèi)應(yīng)盡娘量靠近閘門下柴游面，并設(shè)在辛門后管道頂部粥。塊通氣孔運(yùn)用方始便，形體平順聞，以減少氣流夕阻力。搶有條件時(shí)盡可主能將通氣孔與桶閘門井或檢查抖豎井結(jié)合共用騾，節(jié)省投資。墊別通氣孔的面積厭選擇A=2.5進(jìn)人孔肌為方便壓力引女水道內(nèi)部的檢覽修，須設(shè)置進(jìn)堵人孔，采用1福m見方的方形罰。使2.6秤壓力管道的布彎置程該電辰站為壩后式水堪電站，采用壩可式進(jìn)水口，故紡壓力管道為壩弊內(nèi)蘭壓宵力鋼管敵，砌采用單管單機(jī)縱供水工，傾斜布置。局3另、白廠區(qū)樞紐及電堤站廠房的布置無(wú)設(shè)計(jì)叮本電站廠房布司置在壩之后，闊且與公路布置島在同一岸。廠槳壩采用分離式莊布置，即在廠比壩之間設(shè)一道占沉陷溫度伸縮脅縫，彼此隔開總，廠壩之間的鉆力不互相傳遞金。廠房的取水愿口布置在上游罩面，引水道設(shè)犁置在壩體內(nèi)。下3.1幻主廠房的長(zhǎng)度摩壞機(jī)組段長(zhǎng)度的個(gè)確定L下蝸殼層L+x畜=R2卡+δ1奪=2.359搬L?x瓣=R2雕+δ1尺=1.928享線尾水管層L+x吳=B/2+δ2青=3.264棗/2+1.4迅=3.032L?x祥=B/2+δ2薄=3.264凱/2+1.4仔=3.032酸發(fā)電機(jī)層L+x摸=?32丘+b2克+δL?x搜=?32炎+b2繁+δ雄故機(jī)組段長(zhǎng)度L1=L+x+L?x惹垂同裝配場(chǎng)長(zhǎng)度L2敏=1.乳5逗*灰7.641研=衰11.462之席查邊機(jī)組段加長(zhǎng)?L鞭=1.0D1菠牛則主廠房的長(zhǎng)汽度L=4L1籮+裝配場(chǎng)長(zhǎng)度L2脆+邊機(jī)組段加派長(zhǎng)?L平=椒43.226流3.2里主廠房的寬度續(xù)以組廠房中心線為基界，廠房寬度吉B可分為上游錯(cuò)側(cè)寬度B1嬸和下游側(cè)寬度B2叉兩部分。廠房情寬度偉Bu=?32+δ3+A擋（憑其中?位選擇上游側(cè)吊蛇運(yùn)，則上游側(cè)質(zhì)較寬。挺此外，發(fā)電機(jī)傻層交通應(yīng)暢通幕無(wú)阻。一般主銀要通道寬度2~譽(yù)3m，次要寬寇度1~矩2m。在機(jī)旁訪盤前還應(yīng)留有潤(rùn)1m寬的工作且場(chǎng)地，盤后應(yīng)騰有上下游側(cè)分參別布置水輪機(jī)透輔助設(shè)備和發(fā)廣電機(jī)輔助設(shè)備季。故擠此時(shí)海A=2.5+民1.2+1騰+1從=仆5起.7m。白則上游側(cè)寬度輔Bu=?32+δ3+A射=4.7632精+0.4+欣下游側(cè)寬度Bd=?32+δ3+A崖=4.7632士+0.4+1獎(jiǎng)蝸殼在-Y方挪向的尺寸和蝸柔殼外的混凝土窩厚度Bi海=R0盞+1.0=2散.359+1氧.0=3.3克59m<Bd草=3.982循則主廠房寬度鹽B=Bu+Bd爹=田8脆.482+3杰.982=1諸2聽選用75～2納50t橋式起慮重機(jī)，吊車標(biāo)辮準(zhǔn)寬度Lk講=13.5m鋒。故主廠房寬捧度確定為13秘搜3.3峰主廠房的高度渾首先燈定出各層的高各程，才能確定欣主廠房的高度絨。廠房各層的煌高程，主要有純安裝高程、尾嗚水管底板高程詢、開挖高程、切水輪機(jī)層地板兵高程、發(fā)電機(jī)杏層地板高程、珍吊車軌頂高程狹、廠房天花板吸及屋頂高程等崇?？庸惭b高程?安交=?W臭+Hs長(zhǎng)+b0畜/2=53.牽00+2.3飾+0.378柔/2=55.劃489m(式佩中?W風(fēng)兩炎尾水管底板高估程?尾賺=?安住-b0依/2-H尾朗=55.4斃89-0.3葉78/2-3組.12=52萄.18m(式從中H尾垂張訂開挖高程?挖叼=?尾妻-混凝土底板失厚度（約1~祥2m）=52茶.18-1.上5=50.6億析水輪機(jī)層地板停高程?水擁=?安科+b0丹/2+蝸殼頂可部混凝土厚度跌（約1m）=警55.489秘+0.378提/2+1.0爪傍型發(fā)電機(jī)層地板夏高程?發(fā)偽=?水槍+進(jìn)人孔高度衰（約2m）+蛾混凝土結(jié)構(gòu)厚蠢度（約1m）脹+定子外殼高鍛度=56.6臘78+2+1輩+1.705殲=61.38止凡吊車軌頂高程?吊心=?發(fā)爺+最大部件高怨度+高度方