水电站计算.doc

水电站课程设计计算书
姓名：杜义超
学号：20090510103
班级：水工一班
教师:韩菊红
水电站课程设计计算书
1．课程设计目的
水电站厂房课程设计是《水电站》课程的重要教学环节之一，通过水电站厂房设计可以进一步巩固和加深厂房部分的理论知识,培养学生运用理论知识解决实际问题的能力,提高学生制图和使用技术资料的能力。为今后从事水电站厂房设计打下基础。
2。工程概况
XX江水电站大坝工程已经完毕，坝型为拱坝，按规划，电站为引水式,场基地质条件良好,电站将坐落在新鲜岩基上，在站址处970米高程有公路通过,电站引水流量为112m³/s，装机年利用小时约5000小时。水电站总装机10万kw,装机4台，单机25000kw。
3. 设计参数及依据
1、 水库及水电站特征参数
(1)水库水位
上游最高水位 1075m
正常高水位 1074m
上游最低水位 1066m
设计洪水下泄量 900m³/s
（2）厂址水位流量关系曲线
流量（m3/s）
10
25
60
75
100
150
水位（m）
960.10
960。75
961.20
961。65
962。00
962。40
流量（m3/s）
200
300
500
780
1000
1100
水位（m)
962.80
963.40
964。30
964.80
965.00
965.20
(3）对外交通
下游右岸有永久公路通过，高程为970米。
2、 水电站主要动力设备及辅助设备
(1) 水轮机：型号 HL180—LJ—200
额定出力 26000kw
额定转速 375r/min
单机额定（最大）流量 112m3/s
设计水头 107m
主轴直径 0.4m
导叶高度 0。4m
座环直径 3。40m
3、 水轮发电机:型号TS10/32-16
额定功率（kW）
功率因数cosφ
额定转速（r/min）
额定电压U（kV)
转子重量(T）
25000
0。8
375
10.5
90
4、 调速器设备
调速器型号：DT-100
机械柜尺寸：长×宽×高=750×550×1300（mm）
电气柜尺寸：长×宽×高＝800×550×2360(mm）
油压装置型号：YZ—2.5
型号
油箱长度m（mm）
油箱宽度 n(mm)
油罐总高p(mm)
油罐筒高h（mm）
油罐直径D（mm）
YZ—2。5
1916
1900
3654
2732
1132
5、厂房附属设备
（1)水轮机前蝴蝶阀
直径 （mm）
承受最大水头（m）
装置方式
阀重（吨)
2500
200
立轴
7。5
（2）厂用变压器
型号:
厂用变压器参考数据:
总长f（mm）
总宽2d（mm)
总高a(mm）
吊出高度k（mm）
轨距2c（mm）
总重(吨)
5300
4250
5700
7600
1475
51.93
4.主厂房总长度的确定：
厂房总长度取决于机组段的长度、机组台数和装配场长度。
于是总长.
其中n为机组台数，为机组段长度， 为安装间长度，为端机组段附加长度。
1、机组段的长度的确定
机组段的长度按下式计算：。应是蜗壳层、尾水管层、发电机层中的最大值.
(１）蜗壳层：
则.
(2）尾水管层：采用尾水管对称布置，
则。
（3）发电机层:
则。
由以上计算的各层，其中发电机层最大为，故取。
其中：——蜗壳方向最大平面尺寸；
——蜗壳方向最大平面尺寸;
——蜗壳层外部混凝土厚度，初步设计时取，此处取；
——尾水管宽度（已知资料），5.46
-—尾水管边墩混凝土厚度，一般取;
——发电机风罩内径;
——发电机风罩壁厚，一般取；
—-两台机组之间风罩外壁静距，一般取1.5～2。0m，如设楼梯取3。4m。
2、边机组段长度的确定
=（0.1～1）= （0。1～1）×2=0。2～2，取=2
——水轮机转轮直径，2
3、安装间尺寸确定
=(1～1.5)=（1～1.5）×9。6=9.6～14。4，取=12
因此,可得主厂房总长度为：
5.主厂房宽度的确定
以机组中心线为界，厂房宽度可分为上游侧宽度和下游侧宽度两部分.
（1） 水上部分净宽确定
,
3。4——发电机风罩半径，0.4——发电机风罩壁厚，5—-布置调速器，油压设备及机
旁屏必需的距离.
（2） 水下部分净宽确定
2。325-—蜗壳上游侧半径，1-—蜗壳外围混凝土厚度,4-—蝶阀坑宽度，3。33——蜗壳下游侧宽度
综上，可取，考虑到吊车跨度因素，最终取。其中
6.主厂房高程的确定
1、水轮机组安装高程
立轴混流式水轮机安装高程由下式计算，。
其中:水轮机导叶高度,
已知，，
所以 ，
则：。
其中：——吸出高度；——导叶高度；—-下游设计最低水位。由于，故取1台机组流量相应的尾水位;由已知资料，画出下游水位与流量的关系，取，,则；-—气蚀系数;为气蚀系数修正值；-—计算水头，107m；—-水电站厂房所在地点海拔高程的校正值。
２、尾水管底板高程:
其中：—底环顶面至尾水管的距离；—机组安装高程；—导叶高度。
所以,
3、主厂房基础开挖高程其中为底板厚度，取1.5m
4、水轮机层地面高程：
其中：—蜗壳进水段半径；—蜗壳上部混凝土厚度可取.
5、发电机安装高程： 。
其中：—进人孔高度,一般取,此处取；—进人孔顶部厚度，一般为左右，此处取。
则：
6、发电机层楼板面高程
已知2。63m，则,取
并且，满足要求。最高尾水位为，不会淹没厂房。
7、起重机（吊车）的安装高程
其中:——发电机定子高度和上机架高度之和。发电机上机架高度为1.385m,故；
-—吊运部件与固定物之间的垂直净距离，取；
—-最大吊运部件高度，由资料知；
——吊运部件与吊钩之间的距离，一般在1。01。5左右，取；
——主钩最高位置至轨顶面距离
则，。
8、屋顶高程+（屋面板厚度）
其中——轨道面至起重机顶部距离；——检修吊车在车上预留高度=0.5；—-屋面板厚度，；——梁高,取1.5
则
7。 安装场尺寸的确定
发电机楼板高程取为970米，同时对外交通道路高程也为970米，故安装场高程也取为970米，与发电机层楼板及对外交通道路同高。安装场布置于主厂房的右侧,与主厂房同宽,长度。
8。副厂房的布置
副厂房设在主厂房的上游侧，可以使布置紧凑，电缆线短，监视机组方便，主厂房下游侧采光通风良好。
副厂房总共布置两层，最低层地面高程为966.90m，布置各种电缆及母线廊道。第二层楼板高程与发电机层楼板同高,为970。00m，布置蓄电池室、通风室、中央控制室、开关室、继电保护室、值班室及卫生间.副厂房顶部高程为976.0m。