1、水電站課程設(shè)計(jì):計(jì)算水輪機(jī)安裝高程參考教材，立軸混流式水輪機(jī)的安裝高程乙的計(jì)算方法如下:式中b。為設(shè)計(jì)尾水位，取正常高尾水位；b0為導(dǎo)葉高度，；Hs為吸出高度，mo其中,Hs10.°900()H式中，高程，設(shè)計(jì)取1580m為氣蝕系數(shù)的修正值，可在教材P52頁(yè)圖2-26中查得=;H為水輪機(jī)水頭，一般取為設(shè)計(jì)水頭,校核計(jì)算。本設(shè)計(jì)取H=38m水頭Hwx及其對(duì)應(yīng)工況的m進(jìn)行Hs100900()H=1580+38=900ZsHsb0/2=0為水輪機(jī)安裝位置的海拔高程，在初始計(jì)算時(shí)可取為下游平均水位的海拔m為模型氣蝕系數(shù)，從該型號(hào)水輪機(jī)模型綜合特性曲線(教材P69)查得m=，二：繪制水輪機(jī)、蝸

2、殼、尾水管和發(fā)電機(jī)圖水輪機(jī)的計(jì)算圖轉(zhuǎn)輪布置圖如圖所示，可得HL240具體尺寸：表轉(zhuǎn)輪參數(shù)表蝸殼計(jì)算DD2D3D4D5D6b0h1h2h3h4進(jìn)口斷面尺寸計(jì)算進(jìn)口斷面流量的確定由資料，該水電站初步設(shè)計(jì)時(shí)確定該電站裝機(jī)X104kW電站共設(shè)計(jì)裝4臺(tái)機(jī)組，故每臺(tái)機(jī)組的單機(jī)容量為x104kvw4=x104kW由水輪機(jī)出力公式：NQH9.81QH=x104kW式中：Q為水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量(m3/s);h為設(shè)計(jì)水頭，m由設(shè)計(jì)資料得h=o所以，x|04/(9.8138.0)=118.03(m3/s)進(jìn)口斷面流量計(jì)算公式：Q03600345/3、Qo-Q=118.03=(m/s)360360式中：0蝸殼包角，通常均

3、采用3450Q水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量，Q=s(1) 進(jìn)口斷面流速的確定蝸殼進(jìn)口斷面平均流速可由教材P36(圖2-8a，已知設(shè)計(jì)水頭，本設(shè)計(jì)為金屬蝸殼可取為上限值)查得：V°=s。(2) 進(jìn)口斷面半徑°由公式02.492mV3600V0(3) 進(jìn)口斷面中心距ai由公式a0=ra0=+=式中ra=Da/2(4) 斷面外半徑R。由公式：R。ra20=+2X=繪制蝸殼單線圖時(shí)，在蝸殼上共取0077共八個(gè)蝸殼斷面(從00開(kāi)始每隔45取一個(gè)斷面)，利用下列公式進(jìn)行斷面計(jì)算，得各斷面的參數(shù)。任一斷面ii的流量：Qi冷Q360斷面半徑：iJ3Q?。〝嗝嫔涎貜较蚋鼽c(diǎn)的水流圓周分速度等于一個(gè)常數(shù)，即V

4、V）斷面中心距：ai=rai斷面外半徑：Rira2i各斷面參數(shù)計(jì)算列表如下：蝸殼計(jì)算列表（圓形斷面）斷面號(hào)i(°)3Qi(m/s)i(m)ai(m)R(m)034513002255321041655120675730尾水管計(jì)算由水輪機(jī)型號(hào)可知轉(zhuǎn)輪直徑D=410cm轉(zhuǎn)輪出口直徑D=x410=0滿(mǎn)足條件DWD2，采用標(biāo)準(zhǔn)混凝土肘管，故可用推薦的尾水管尺寸表（教材第二章P42表2-1）參數(shù)h/D1L/D1B5/D1D4/D1hu/D1h6/D1L1/D1h"D1比例尾水管各參數(shù)尺寸表參數(shù)hLB5D4h4h6L1h5長(zhǎng)度（m）直錐段各尺寸的確定1）導(dǎo)葉底環(huán)至轉(zhuǎn)輪出口高度h1h1=+

5、=（2）轉(zhuǎn)輪出口至尾水管直錐段進(jìn)口高度h2對(duì)于混流式水輪機(jī)組，h2為保證水輪機(jī)組正常運(yùn)行的安裝縫的高度，一般可忽略不計(jì)，此設(shè)計(jì)取h2=。（3）尾水管進(jìn)口直錐段高度h3h3=hh1h2h4=。（4）尾水管直錐段進(jìn)口直徑D3D3D2=cm中間彎肘段尺寸的確定彎肘段尺寸可由教材推薦使用的標(biāo)準(zhǔn)混凝土肘管的尺寸圖（教材P43圖218和表22），其中所列的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)h4=D4=1000mm應(yīng)用時(shí)乘以選定的（或與之相等的D4）即可得到彎肘段各參數(shù)值。出口擴(kuò)散段尺寸的確定由尾水管參數(shù)尺寸表可得：h5=；h6=；L=；L1=。由數(shù)據(jù)用此公式可算得尾水管頂板仰角=°。三：確定主廠房輪廓尺寸主廠房長(zhǎng)度的確定

6、主廠房的長(zhǎng)度可由公式LnLoL安L式中：n機(jī)組臺(tái)數(shù)L0機(jī)組段長(zhǎng)度。本機(jī)組段間距由蝸殼尺寸控制，按公式Lo=蝸殼平面尺寸+2l計(jì)算。（l蝸殼外的混凝土結(jié)構(gòu)厚度?；炷廖仛ひ话闳?，金屬蝸殼一般可取12m邊機(jī)組段一般取13m）。經(jīng)綜合考慮，中間機(jī)組段按L0=+=計(jì)算，邊機(jī)組按L0=+22=計(jì)算L安一安裝間長(zhǎng)度。按公式L安=()Lo計(jì)算，此處按L安=Lo處理。L邊機(jī)組段加長(zhǎng)。按公式L=()D1計(jì)算，此處按L=D1主廠房長(zhǎng)度L。主廠房寬度的確定以機(jī)組中心線為界，將廠房寬度分為上游側(cè)寬度Bs和下游側(cè)寬度Bx，則廠房總寬度為B=Bs+Bx。Bs、Bx應(yīng)分別考慮各層的布置要求確定，一般需考慮發(fā)電機(jī)層，水輪機(jī)層

7、和蝸殼層的布置要求。各層的Bs、Bx確定后，廠房的上、下游側(cè)寬度應(yīng)取各層上、下游側(cè)寬度的最大值，即Bs=max(Bs)Bx=max(Bx)B=max(Bs)+max(Bx)蝸殼層Bs、Bx的確定Bs的確定上游側(cè)寬度Bs為機(jī)組中心至上游側(cè)蝸殼外緣尺寸加上外包混凝土厚度丨，再加上蝴蝶閥室的寬度(參照教材湖南鎮(zhèn)水電站主廠房蝴蝶閥設(shè)計(jì)，取為5m)。Bs=+5=。Bx的確定下游側(cè)寬度Bx為機(jī)組中心至下游側(cè)蝸殼外緣尺寸加上外包混凝土厚度丨。Bx=+=。發(fā)電機(jī)層Bs、Bx的確定Bs的確定Bs=D風(fēng)+A(As為發(fā)電機(jī)層風(fēng)罩外緣至上游側(cè)墻的寬度，一般由主要及次要交通通道、附屬設(shè)備的布置、吊運(yùn)方式以及運(yùn)行管理方便

8、等因素確定)由設(shè)計(jì)資料，Bs=DM+As=+1+1=考慮到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的吊運(yùn)及附屬設(shè)備的布置，取Bs=12mBx的確定Bx=DM+Ax(Ax為發(fā)電機(jī)層風(fēng)罩外緣至下游側(cè)墻的寬度，一般由主要及次要交通通道、附屬設(shè)備的布置、吊運(yùn)方式以及運(yùn)行管理方便等因素確定)Bx=D風(fēng)+Ak=+1+1=8m水輪機(jī)層Bs、Bx的確定一般上下游側(cè)分別布置水輪機(jī)輔助設(shè)備(即油氣水管路等)和發(fā)電機(jī)輔助設(shè)備(電流電壓互感器，電纜等)。這些設(shè)備一般靠墻、風(fēng)罩壁布置或在頂板布，不影響水輪機(jī)層交通，因此對(duì)廠房的寬度影響不大，此處不予計(jì)算。主廠房寬度的最終確定Bs=max(Bs)=12mBx=max(Bx)=B=max(Bs)+max

9、(Bx)=12+=。主廠房高度及各層高程的確定水輪機(jī)安裝高程T(第一節(jié)已經(jīng)確定)ZsTHsb0/2=主廠房基礎(chǔ)開(kāi)挖高程F主廠房基礎(chǔ)開(kāi)挖高程可由公式：FT(h3h2h1)確定。式中：(h3h2)尾水管的尺寸；h1尾水管底板混凝土厚度(根據(jù)地基性質(zhì)和尾水管結(jié)構(gòu)形式而定，巖基上的尾水管底板厚一般取12m)=(+)=。水輪機(jī)層地面高程1水輪機(jī)層地面高程1可由公式：h4（h4=蝸殼進(jìn)口半徑+蝸殼頂部混凝土層厚度。金屬蝸殼頂部混凝土般不低于，混凝土蝸殼頂板厚根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算決定。）1Th4=+（2+）=。發(fā)電機(jī)裝置高程可由公式：G1h5h6求出。式中：h5發(fā)電機(jī)機(jī)墩進(jìn)入孔高度（一般?。?，；還須滿(mǎn)足水輪機(jī)層附屬

10、設(shè)備油氣水管道和發(fā)電機(jī)出線布置要求的高度。）h6進(jìn)入孔頂部厚度混凝土厚度（一般為左右）。G1h5h6=+=。發(fā)電機(jī)層樓板高程2發(fā)電機(jī)層地面高程除應(yīng)滿(mǎn)足發(fā)電機(jī)層布置要求外，還應(yīng)考慮水輪機(jī)層設(shè)備布置及母線電纜的敷設(shè)和下游尾水位的影響。一般情況下，發(fā)電機(jī)層樓板高程2應(yīng)滿(mǎn)足以下條件：（1）保證水輪機(jī)層的凈高不少于，否則發(fā)電機(jī)出線和油氣水管道布置困難。（2）保證下游設(shè)計(jì)洪水不淹廠房。一般情況下，發(fā)電機(jī)層樓板面和裝配場(chǎng)樓板面高程齊平。由于單機(jī)容量數(shù)萬(wàn)千瓦的發(fā)電機(jī)組多采用定子埋入式布置，故本設(shè)計(jì)也采用定子埋入式布置，其上部機(jī)架埋入深根據(jù)發(fā)電機(jī)尺寸取為3m。2=G+3=+3=>（設(shè)計(jì)洪水水位）。且，故滿(mǎn)

11、足設(shè)計(jì)要求。起重機(jī)（吊車(chē)）的安裝高程C（起重機(jī)的安裝高程是指吊車(chē)軌頂高程）計(jì)算公式：C2h7h8h9h10h11h7發(fā)電機(jī)定子高度和上機(jī)架高度之和（埋入式布置h7就僅為上機(jī)架的高度）h8吊運(yùn)部件與固定的機(jī)組或設(shè)備間的垂直凈距；固定的機(jī)組、設(shè)備、墻、柱、地面之間保持水平凈距，垂直凈距（如采用剛性?shī)A具，垂直凈距可減小為）h9最大吊運(yùn)部件的高度。h10吊運(yùn)部件與吊鉤間的距離（一般在左右），取決與發(fā)電機(jī)起吊方式和掛鎖，卡具。h11主鉤最高位置（上極限位置）至軌頂面距離，可從起重機(jī)參數(shù)表查出。=+=屋頂高程R計(jì)算公式：RCh12h13h12小車(chē)高度；h13為檢修吊車(chē)需要在小車(chē)上方留有距離，一般取。RCh

12、12h13=+=。四根據(jù)起重量和寬度，確定吊橋型號(hào)重量取決于需要由它吊運(yùn)的最重的部件，本設(shè)計(jì)的最重部件為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的重量，重206t。當(dāng)起重量大于75t，且臺(tái)數(shù)不大于6臺(tái)時(shí)，可考慮采用雙小車(chē)橋吊，本設(shè)計(jì)采用雙小車(chē)橋吊。五.劃分一，二期混凝土水電站廠房的施工是分期完成的，第一期澆筑的叫一期混凝土。首先澆筑一期混凝土的目的是為了形成封閉的擋水周界。包括尾水管擴(kuò)散段、肘管斷及主廠房的外墻、構(gòu)架、吊車(chē)梁、屋頂?shù)取６诨炷烈话惆ㄎ菜艿闹卞F段、座環(huán)、蝸殼、發(fā)電機(jī)機(jī)座、及各層樓板。發(fā)電機(jī)支承結(jié)構(gòu)本設(shè)計(jì)采用圓筒式機(jī)座，圓筒壁厚取。為了使機(jī)座荷載的一部分經(jīng)水輪機(jī)座環(huán)傳至下部塊體結(jié)構(gòu)，該內(nèi)徑要略小于座環(huán)的外

13、徑，一般取轉(zhuǎn)輪直徑的倍左右，本設(shè)計(jì)取為倍轉(zhuǎn)輪直徑。六.主廠房的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)及廠房?jī)?nèi)各種設(shè)備的布置主廠房上部結(jié)構(gòu)（1）屋面結(jié)構(gòu)主廠房的屋面一般采用鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，以節(jié)省模板。常用的是薄腹屋面梁，其上部為大型預(yù)制屋面板。屋面梁尺寸可從下面屋面梁尺寸表中查得。屋面的防水層和保溫層可采用圖示的結(jié)構(gòu)，保溫材料可用爐渣或珍珠巖粉等，厚度由當(dāng)?shù)貧鉁貤l件決定。（2）構(gòu)架采用整體式構(gòu)架，每一機(jī)組段設(shè)置3個(gè)構(gòu)架。構(gòu)架間距取為*3=0為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)施工，采用等跨布置。（3）吊車(chē)梁及吊車(chē)柱為節(jié)約鋼材，我國(guó)多采用鋼筋混凝土吊車(chē)梁，支承在構(gòu)架立柱的牛腿上。（4）外墻（5）樓板七副廠房的布置設(shè)計(jì)（1）副廠房的組成大型水電站

14、的副廠房，按性質(zhì)可分為三類(lèi)：直接生產(chǎn)副廠房中央控制室，繼電保護(hù)盤(pán)，電纜室，蓄電池室，酸室和套間，蓄電池的通風(fēng)機(jī)室，機(jī)械修理間，電器工具間，油化驗(yàn)室，水化驗(yàn)室等。檢修試驗(yàn)副廠房繼電保護(hù)試驗(yàn)室，精密儀器試驗(yàn)室，測(cè)量表計(jì)試驗(yàn)室，高壓試驗(yàn)室，電工修理間，機(jī)械修理間，電氣工具間，油化驗(yàn)室，水化驗(yàn)室等。工作生活副廠房交接班室，運(yùn)行分場(chǎng)，檢修分場(chǎng)，水工分場(chǎng)，總工程師室，廠長(zhǎng)室，生產(chǎn)技術(shù)科，會(huì)議室，資料室，廁所、盥洗室。（2）副廠房的位置副廠房布置于主廠房的上游。副廠房的寬度由于缺乏相應(yīng)的數(shù)據(jù)，這里根據(jù)書(shū)本的相關(guān)資料確定寬度為5m墻寬為。八廠內(nèi)交通設(shè)計(jì)（1）安裝間的位置 安裝間的位置安裝間一般均布置愛(ài)主廠房對(duì)

15、外有道路的一端，對(duì)外交通通道必須直達(dá)安裝間，車(chē)輛直接開(kāi)入安裝間以便橋吊卸貨，所以安裝間布置在主廠房的左側(cè)。 安裝間的高程安裝間的高程主要取決于對(duì)外道路的高程及發(fā)電機(jī)樓板的高程。安裝間最好與對(duì)外道路同高，均高于下游最高水位，以保持洪水期對(duì)外交通暢通無(wú)阻。安裝間最好業(yè)余發(fā)電機(jī)層同高以充分利用場(chǎng)地安裝檢修。所以經(jīng)過(guò)對(duì)電站周?chē)h(huán)境的勘測(cè)評(píng)估可以確定安裝間的高程與發(fā)電機(jī)層同高。（2）安裝間的面積和布置安裝間的面積安裝間與主廠房同寬以便橋吊通行，座椅安裝間的面積就決定了它的長(zhǎng)度。安裝間的面積可按每一臺(tái)機(jī)組擴(kuò)大性檢修的需要確定，一般考慮放置四大部件，即發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)上機(jī)架、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、水輪機(jī)機(jī)蓋。四大部件要布置在主鉤的工作范圍，其中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)全部布置于主鉤起吊范圍內(nèi)。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪周?chē)粲?-2m的工作場(chǎng)地。在缺乏資料是，安裝間的長(zhǎng)度可取倍機(jī)組段長(zhǎng)，；多機(jī)組電站安裝間面積可根據(jù)需要增大或加設(shè)副安裝間。 安裝間的布置安裝間的大門(mén)尺寸要滿(mǎn)足運(yùn)輸車(chē)輛進(jìn)廠要求，如通行標(biāo)準(zhǔn)軌距的火車(chē)，其寬度不小于