瀑布溝水電站設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、摘要本文首先闡述了瀑布溝水電站廠房項(xiàng)目的概述以與其施工重要性，其次說(shuō)明了水電站主要設(shè)備的選擇、廠房的布置設(shè)計(jì)、電站樞紐布置設(shè)計(jì)以與引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，然后詳細(xì)計(jì)算了壓力管道的結(jié)構(gòu)計(jì)算，最后規(guī)劃了主廠房部的設(shè)備與其布置、副廠房的布置規(guī)劃。主要針對(duì)項(xiàng)目的概況、建設(shè)的必要性和作用、設(shè)備的選擇與布置等幾個(gè)方面進(jìn)行了研究和調(diào)節(jié)保證計(jì)算。最后還附上了工程設(shè)計(jì)圖集。筆者花了大量的時(shí)間用于計(jì)算，這也是筆者工作的重點(diǎn),使所研究的項(xiàng)目具有實(shí)用價(jià)值，所設(shè)計(jì)的具體項(xiàng)目布置方案對(duì)實(shí)際施工也有很好的參考性。在項(xiàng)目計(jì)算和設(shè)計(jì)過(guò)程中，筆者深刻體會(huì)到了水電站工程的重要性、優(yōu)越性以與水電站的修建在社會(huì)生活中所起到的重要作用。此外,對(duì)于

2、各類水電站設(shè)備在具體水電站工程施工里的應(yīng)用，筆者在設(shè)計(jì)論述過(guò)程中也做了一定的研究。關(guān)鍵詞: 水電站；設(shè)備選擇；布置設(shè)計(jì)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)計(jì)算AbstractThis article first elaborated the Pubugou Hydropower Project Overview and its construction importance, followed by the description of the hydroelectric power station main equipment selection, plant layout, plant layout desi

3、gn and the design of water diversion system in detail, and then calculated the pressure pipeline structure calculation, the final plan of main building interior equipment and layout, deputy workshop layout planning. Mainly for the general situation of the project, the necessity of construction and f

4、unction, equipment selection and layout and other aspects were studied and the regulation guarantee calculation. The last is also attached to the engineering design. I spent a lot of time for calculation, it is also the focus of the work, the project has practical value, the specific design of the p

5、roject layout for the actual construction also has a very good reference. In the project design and calculation process, the author deeply realized the importance of hydropower project, the superiority and hydropower station construction in social life, plays a vital role in. In addition, for all ty

6、pes of hydroelectric station equipment in hydropower station construction in the application, the design this paper also do some research. Key words: hydropower station; equipment selection; layout design; system design; structure calculation目錄1瀑布溝水電站工程概況11.1概述11.2瀑布溝水電站的作用11.3基本工程資料12水電站主要設(shè)備的選擇22.1

7、水輪機(jī)的選擇22.2發(fā)電機(jī)的選擇52.3調(diào)速器的選擇82.4吊車的選擇102.5變壓器的選擇103廠房的布置設(shè)計(jì)103.1確定廠房的平面尺103.2確定廠房各高程144電站樞紐布置設(shè)計(jì)155引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)155.1進(jìn)水口的設(shè)計(jì)155.2引水道的設(shè)計(jì)165.3機(jī)組的水擊調(diào)保計(jì)算165.4尾水洞斷面尺寸設(shè)計(jì)235.5調(diào)壓室的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算235.6無(wú)壓尾水隧洞的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算265.7尾水洞閘門室與其設(shè)備的布置276壓力管道的結(jié)構(gòu)計(jì)算276.1壓力管道鋼襯厚度的計(jì)算276.2鋼襯的抗外壓失穩(wěn)計(jì)算286.3防止鋼襯受外壓失穩(wěn)的措施287主廠房部的設(shè)備與其布置287.1發(fā)電機(jī)層的布置287.2安裝間的布置2

8、87.3安裝間底層的布置297.4水輪機(jī)層的布置297.5蝸殼層的布置297.6伸縮縫布置297.7樓梯的設(shè)置297.8吊物孔與吊閥孔的設(shè)置298副廠房的布置298.1中央控制室308.2集纜室30參考文獻(xiàn):31致3229 / 321瀑布溝水電站工程概況1.1概述瀑布溝水電站位于長(zhǎng)江流域岷江水系的大渡河中游，地處省西部漢源和甘洛兩省境。電站采用堤壩式開(kāi)發(fā)，是一座以發(fā)電為主，兼有防洪、攔沙等綜合利用效益的大型水電工程。瀑布溝電站系從下游算起的第5級(jí)，裝機(jī)規(guī)模330萬(wàn)KW，保證出力92.6萬(wàn)KW，多年平均發(fā)電量145.8億KW/h。電站額定水頭148m，單機(jī)引用流量417m3/s。電站攔河大壩為礫

9、石土直心墻堆石壩，水庫(kù)正錯(cuò)誤！未找到索引項(xiàng)。常蓄水位850.00m，汛期運(yùn)行限制水位841.00m，死水位790.00m，水庫(kù)庫(kù)容53.9億m3，其中調(diào)洪庫(kù)容10.56億m3、調(diào)節(jié)庫(kù)容38.82億m3，為季調(diào)節(jié)水庫(kù)。1.2瀑布溝水電站的作用1.2.1 綜合作用本電站是以發(fā)電為主，兼有防洪、攔沙等綜合利用任務(wù)的工程。由于具有較大庫(kù)容，可調(diào)節(jié)流量，攔截泥沙，對(duì)下游水電站有較大效益。1.2.2發(fā)電本電站裝機(jī)容量330萬(wàn)KW，保證出力92.6萬(wàn)KW，多年平均發(fā)電量145.8億KW/h。由于水庫(kù)調(diào)節(jié)，提高枯水期下泄流量，下游龔嘴和銅街子兩電站將增加保證出力21.5萬(wàn)KW，枯水期電量7.8億KW/h。1.

10、2.3漂木利用河道漂木送木材是大渡河流域木材運(yùn)輸?shù)闹饕问健Ｋ畮?kù)形成后，將木材在庫(kù)收漂，拖運(yùn)至壩前，從木材聯(lián)合運(yùn)輸機(jī)過(guò)壩，年過(guò)木量100萬(wàn)m3。1.2.4防洪水庫(kù)預(yù)留一定的防洪庫(kù)容，通過(guò)洪水期水庫(kù)調(diào)節(jié)，可削減下泄洪峰流量，使下游市沙灣區(qū)40余個(gè)江心洲（居民3萬(wàn)多人）的防洪標(biāo)準(zhǔn)從不足2年一遇提高到5年一遇，同時(shí)提高了下游2個(gè)已建電站的防洪標(biāo)準(zhǔn)。1.2.5攔沙瀑布溝壩址懸移質(zhì)年輸沙量占龔嘴水庫(kù)年輸沙量的85.3%，瀑布溝水庫(kù)運(yùn)行50年，泥沙出庫(kù)率僅12.3%，能有效的解決龔嘴和銅街子兩電站因水庫(kù)泥沙淤積對(duì)電站安全運(yùn)行的影響，緩解龔嘴水庫(kù)淤積對(duì)成昆鐵路安全運(yùn)營(yíng)的威脅。1.2.6航運(yùn)大渡河下段沙灣以下

11、為通航河段。瀑布溝水庫(kù)調(diào)節(jié)后，汛期下泄流量減少，枯水期下泄流量增加250300 m3/s，改善下游航運(yùn)條件。1.3基本工程資料1.3.1水庫(kù)水位校核洪水位851.32 m3/s 設(shè)計(jì)洪水位847.63 m3/s正常蓄水位850.00 m3/s 汛期限制水位841.00 m3/s死水位790.00 m3/s1.3.2下游尾水位校核洪水尾水位679.84 m3/s 設(shè)計(jì)洪水尾水位678.90 m3/s正常尾水位669.80 m3/s 最低尾水位667.60 m3/s1.3.3機(jī)組工作水頭最大工作水頭181.70 m3/s 最小工作水頭114.30 m3/s額定工作水頭148.00 m3/s 2水電

12、站主要設(shè)備的選擇2.1水輪機(jī)的選擇2.1.1 水輪機(jī)型號(hào)的選擇由設(shè)計(jì)資料可以知道，該水輪機(jī)最大工作水頭Hmax=181.7m，最小工作水頭Hmin=114.3m，額定工作水頭Hr=148m。混流式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，效率高，應(yīng)運(yùn)廣泛，切適用水頭在30700m，故優(yōu)先選擇混流式水輪機(jī)。查混流式水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪主要參數(shù)表，初步選定HL200，HL180兩種型號(hào)。在最優(yōu)工況下效率分別為：200=90.7%、180=92.0%；汽蝕系數(shù)：200 =0.088、180=0.075。所以選用HL180 水輪機(jī)。2.1.2轉(zhuǎn)輪直徑的計(jì)算其中：水輪機(jī)的額定出力，可由發(fā)電機(jī)的額定出力（即機(jī)組容量）求得。即為

13、發(fā)電機(jī)效率，對(duì)于大中型發(fā)電機(jī)取=9698%。水輪機(jī)的單位流量，在水輪機(jī)以額定出力工作時(shí)，應(yīng)選用在限制工況下的值進(jìn)行計(jì)算，可以由水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪主要參數(shù)表中查得。水輪機(jī)的設(shè)計(jì)水頭。原型水輪機(jī)在限制工況下的效率，由于轉(zhuǎn)輪直徑尚未求得，效率修正值也不能計(jì)算，所以得不出確切的值。計(jì)算時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步假定（一般為限制工況下的增加2%3%），待求得后再作校核。將以上各值代入(2-1)式中便可計(jì)算出轉(zhuǎn)輪直徑，該直徑尚須按規(guī)定的系列尺寸選用相近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)直徑， 選用與之接近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)直徑D1=6.5m。2.1.3水輪機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算在原型水輪機(jī)的最高效率的情況下：考慮到制造工藝水平的情況，取1=1%；由于水輪機(jī)

14、所應(yīng)用的蝸殼和尾水管的型式與模型基本相似，故認(rèn)為2=0，則效率修正值：式中 考慮工藝水平影響的效率修正值；考慮異形部件影響的效率修正值。由此便可得出水輪機(jī)在限制工況下的效率為（2-3）式中 模型水輪機(jī)在限制工況下的效率，可查水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪主要參數(shù)表得到。由上式計(jì)算出的效率應(yīng)和前面式2-1假定的效率一樣否則應(yīng)將該值帶入計(jì)算。為了使水輪機(jī)在加權(quán)平均水頭下有最高的效率，上式中的單位轉(zhuǎn)速應(yīng)采用最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速；水頭應(yīng)采用加權(quán)平均水頭。由此可將上式改寫(xiě)為式中 原型水輪機(jī)的最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速，同樣，計(jì)算得的轉(zhuǎn)速亦需按規(guī)定選用相近的發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速，并使其略大于計(jì)算得的轉(zhuǎn)速，這樣可使發(fā)電機(jī)具有較小的尺寸和重量。最終

15、選用與之接近的標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速2.1.4工作圍的驗(yàn)算在選定，的情況下，=0.86m3/s。水輪機(jī)的和各種特征水頭下相應(yīng)的值分別由計(jì)算得出：則水輪機(jī)的最大引用流量Qmax為：對(duì)值在各水頭下的計(jì)算公式如下：按水輪機(jī)的最大水頭、最小水頭，以與所選定的直徑、轉(zhuǎn)速計(jì)算出單位轉(zhuǎn)速和；按設(shè)計(jì)水頭和所選定的直徑計(jì)算出水輪機(jī)以額定出力工作時(shí)的最大單位流量。然后在水輪機(jī)主要綜合特性曲線圖上分別作以、和為常數(shù)的直線，這些直線所包括的圍即給出了水輪機(jī)的相似工作圍，若此圍包括了主要綜合特性曲線的高效率區(qū)時(shí)并在5%出力限制線以左時(shí)，則認(rèn)為所選定的和是滿意的，否則應(yīng)適當(dāng)調(diào)整或的數(shù)值。對(duì)值在設(shè)計(jì)水頭=148m時(shí)在最大水頭Hmax

16、=181.7m時(shí)在最小水頭Hmin=114.3m時(shí)在HL180水輪機(jī)的模型綜合特性曲線圖上，分別畫(huà)出=820L/min、=60.3、=76.0的直線，在圖上我們可以看到這些直線所標(biāo)出的水輪機(jī)相似工作圍基本上包括了特性曲線的高效率區(qū)，所以對(duì)所選定的直徑D1=6.5m，n=125還是比較滿意的。2.1.5水輪機(jī)的吸出高Hs的計(jì)算由水輪機(jī)的設(shè)計(jì)工況查HL180水輪機(jī)的模型綜合特性曲線，查的相應(yīng)的汽蝕系數(shù)=0.08；由設(shè)計(jì)水頭Hr=148m，查汽蝕系數(shù)修正曲線圖可的=0.018，則可求的水輪機(jī)的吸出高Hs為：為水輪機(jī)安裝處的海拔高程,w為下游最低水位668.68m。則水輪機(jī)的安裝高程為：2.1.6繪制

17、運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線，并校核論證機(jī)組的工作穩(wěn)定性水輪機(jī)型號(hào)： HL180-LJ-650；特征水頭： Hmax=181.7m，Hmin=114.3m，Hr=148m；水輪機(jī)的額定出力： =56萬(wàn)KW；水輪機(jī)安裝高程： T=664m。當(dāng)水頭一定時(shí)，對(duì)應(yīng)于模型水輪機(jī)的為一常數(shù)，在相應(yīng)的主要綜合特性曲線上作為常數(shù)的平線，它與個(gè)等效率曲線相交于許多點(diǎn)，記取各點(diǎn)上的和值,便可求得各點(diǎn)相應(yīng)的HL180水輪機(jī)等效率曲線計(jì)算表H=160.0m=64.2=8.3883820.4284.3359.4820.4384.3304.1840.4686.3403.0840.4686.3333.0860.588.3448.2860.

18、588.3370.3880.5390.3485.8880.5590.3416.6900.5892.3543.5900.5892.3449.1910.6293.3587.2910.6293.3485.2910.7993.3748.2910.893.3626.1900.8192.3759.0900.8392.3642.6880.8690.3788.3880.8890.3666.6860.8988.3797.8860.9188.3674.0840.9286.3806.0840.9486.3680.5820.9584.3813.0820.9784.3685.9800.9882.3818.8800.99

19、82.3683.5780.9980.3807.0781.0180.3680.35%出力限制線上的點(diǎn)2.1.7計(jì)算設(shè)備重量估算水輪機(jī)總重：K、b是與水頭有關(guān)的系數(shù)，a是與轉(zhuǎn)輪直徑有關(guān)的系數(shù)，其中K=8.1、b=0.16、，轉(zhuǎn)輪直徑D1=6.5m，額定工作水頭Hr=148m。轉(zhuǎn)輪重量：金屬蝸殼重量：，為一個(gè)只與符號(hào)有關(guān)的系數(shù)。以上估算公式都是經(jīng)驗(yàn)公式，于實(shí)際情況還是有很大的出入，故需要多參照類似工程，以得到較為精確的值。2.2發(fā)電機(jī)的選擇2.2.1發(fā)電機(jī)的技術(shù)特征由初始資料可知發(fā)電機(jī)的額定容量為612000KVA/55萬(wàn)KW，功率因數(shù)為0.9，電壓等級(jí)推薦使用18KW，定額頻率為50HZ，額定轉(zhuǎn)速

20、n=125,為間接水擊，則末相水擊壓強(qiáng)最大。.在設(shè)計(jì)水頭下丟棄全負(fù)荷，時(shí)：水擊常數(shù)：則得末相水擊壓強(qiáng)：在設(shè)計(jì)水頭下增加全負(fù)荷，時(shí)：得末相水擊壓強(qiáng)：計(jì)算蝸殼和尾水管的水擊壓力：設(shè)壓力引水管，蝸殼與尾水管的長(zhǎng)度、平均流速分別為、，則：壓力引水管：519.71m， 5.88m/s ；蝸殼:， =10.7m/s；尾水管：則設(shè)，為壓力引水管，蝸殼與尾水管的總水擊壓力變化相對(duì)值，則:壓力管道末端最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：蝸殼末端最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：尾水管最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：校

21、核尾水管進(jìn)口處的真空度：所以不會(huì)出現(xiàn)水流中斷的現(xiàn)象。機(jī)組轉(zhuǎn)速變化計(jì)算：此處用列寧格勒金屬工廠公式來(lái)檢驗(yàn)機(jī)組的轉(zhuǎn)速變化是否滿足要求。公式中：導(dǎo)葉關(guān)閉至空轉(zhuǎn)的時(shí)間，混流式水輪機(jī)；機(jī)組丟棄負(fù)荷前的出力，取額定出力56萬(wàn)kw； G 轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪； D 轉(zhuǎn)動(dòng)部分的慣性直徑，。水擊修正系數(shù)，當(dāng)時(shí)，查曲線圖得當(dāng)機(jī)組丟棄全負(fù)荷時(shí)：當(dāng)機(jī)組增加全負(fù)荷時(shí)： 故時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速變化滿足要求。.在設(shè)計(jì)水頭下丟棄全負(fù)荷，時(shí)： 水擊常數(shù)：則得末相水擊壓強(qiáng)：在設(shè)計(jì)水頭下增加全負(fù)荷，時(shí)：得末相水擊壓強(qiáng)：計(jì)算蝸殼和尾水管的水擊壓力：壓力管道末端最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：

22、蝸殼末端最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：尾水管最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：校核尾水管進(jìn)口處的真空度：所以不會(huì)出現(xiàn)水流中斷的現(xiàn)象。機(jī)組轉(zhuǎn)速變化計(jì)算：此處用列寧格勒金屬工廠公式來(lái)檢驗(yàn)機(jī)組的轉(zhuǎn)速變化是否滿足要求。公式中：導(dǎo)葉關(guān)閉至空轉(zhuǎn)的時(shí)間，混流式水輪機(jī)；機(jī)組丟棄負(fù)荷前的出力，取額定出力56萬(wàn)kw； G 轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪； D 轉(zhuǎn)動(dòng)部分的慣性直徑，。水擊修正系數(shù)，當(dāng)時(shí)，查曲線圖得當(dāng)機(jī)組丟棄全負(fù)荷時(shí)：當(dāng)機(jī)組增加全負(fù)荷時(shí)： 故時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速變化滿足要求。.在設(shè)計(jì)水頭下丟棄全負(fù)荷，時(shí)： 水擊常數(shù)：則得末相水擊壓強(qiáng)：在

23、設(shè)計(jì)水頭下增加全負(fù)荷，時(shí)：得末相水擊壓強(qiáng)：計(jì)算蝸殼和尾水管的水擊壓力：壓力管道末端最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：蝸殼末端最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：尾水管最大水擊壓力變化相對(duì)值：, 可以得到： 可以得到：得末相水擊壓強(qiáng)：校核尾水管進(jìn)口處的真空度：所以不會(huì)出現(xiàn)水流中斷的現(xiàn)象。機(jī)組轉(zhuǎn)速變化計(jì)算：此處用列寧格勒金屬工廠公式來(lái)檢驗(yàn)機(jī)組的轉(zhuǎn)速變化是否滿足要求。公式中：導(dǎo)葉關(guān)閉至空轉(zhuǎn)的時(shí)間，混流式水輪機(jī)；機(jī)組丟棄負(fù)荷前的出力，取額定出力56萬(wàn)kw； G 轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪； D 轉(zhuǎn)動(dòng)部分的慣性直徑，。水擊修正系數(shù)

24、，當(dāng)時(shí)，查曲線圖得當(dāng)機(jī)組丟棄全負(fù)荷時(shí)：當(dāng)機(jī)組增加全負(fù)荷時(shí)： 故時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速變化不滿足要求。所以本設(shè)計(jì)中的最佳導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間為10s。5.4尾水洞斷面尺寸設(shè)計(jì)尾水洞斷面采用圓形斷面，根據(jù)規(guī)取尾水隧洞經(jīng)濟(jì)流速為。初步設(shè)計(jì)時(shí)取v4m/s。尾水洞采用三機(jī)一洞，對(duì)于三機(jī)一洞的尾水隧洞其經(jīng)濟(jì)直徑為：，取d=20m。則其斷面積為：5.5調(diào)壓室的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算由前面的計(jì)算可知尾水管前的水頭損失為；下面將計(jì)算尾水系統(tǒng)的水頭損失：尾水調(diào)壓室閘門局部水頭損失（閘門槽） 尾水調(diào)壓室漸變段局部水頭損失 取流速為尾水管到尾水調(diào)壓室岔管水頭損失（岔管），調(diào)壓室底部的局部水頭損失根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)一般取，尾水洞出口的局部水頭損失出水口的

25、局部水頭損失：閘門的局部水頭損失：漸變段的局部水頭損失：尾水洞的沿程水頭損失由初步設(shè)計(jì)知尾水洞長(zhǎng)度為：660米，糙率查表取為0.011。則總的水頭損失為：對(duì)于尾水調(diào)壓室,調(diào)壓室水位波動(dòng)穩(wěn)定的條件是：尾水隧洞的長(zhǎng)度，為660m；尾水隧洞的斷面積，為；尾水隧洞的阻力系數(shù)，計(jì)算得；最小靜水頭；最小工作水頭，由初始資料可知為114.3m。按工程經(jīng)驗(yàn)，一般取則，初步設(shè)計(jì)取。調(diào)壓室的涌浪計(jì)算a.調(diào)壓室最低水位計(jì)算采用圓筒式調(diào)壓室，則認(rèn)為阻抗系數(shù)，公式簡(jiǎn)化為：初步設(shè)計(jì)1、2、3號(hào)機(jī)組共用一個(gè)調(diào)壓室，4、5、6號(hào)機(jī)組共用一個(gè)調(diào)壓室。帶入到方程式得：試算得到：m調(diào)壓室最低涌浪水位為： 。b丟棄全負(fù)荷后波動(dòng)第二振

26、幅計(jì)算公式簡(jiǎn)化為：，將上式得出的代入：-0.0268試算得到：調(diào)壓室丟棄全負(fù)荷后波動(dòng)第二振幅時(shí)最低涌浪水位為： 。c調(diào)壓室最高水位計(jì)算對(duì)的圓筒式調(diào)壓室，按照Vogt公式計(jì)算：當(dāng)增加全負(fù)荷時(shí)，則公式簡(jiǎn)化為：，其中帶入到方程式得：m由初步設(shè)計(jì)可以知道，尾水管的底板高程為645.1m，而調(diào)壓室的底面高程至少在639.02m以下，況且調(diào)壓室下面還要布置一個(gè)管徑20m尾水隧洞，說(shuō)明該水電站不適合設(shè)調(diào)壓室。故修改初步設(shè)計(jì)，參照類似工程，采用無(wú)壓尾水隧洞。5.6無(wú)壓尾水隧洞的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算尾水洞斷面采用城門洞形斷面，根據(jù)規(guī)取尾水隧洞經(jīng)濟(jì)流速為。初步設(shè)計(jì)時(shí)取v4m/s。尾水洞采用三機(jī)一洞，故。下游最高尾水位 ：

27、，尾水隧洞底板高程：則尾水隧洞中的水位高：尾水隧洞的底板寬：初步設(shè)計(jì)時(shí)取，頂拱半徑取10m。尺寸如圖所示：尾水隧洞剖面圖（單位：m）5.7尾水洞閘門室與其設(shè)備的布置 尾水洞取圓形斷面，則，計(jì)算的。門寬取尾水洞直徑6.3m，門高H略大于門寬，初步設(shè)計(jì)時(shí)取7m，門厚取1.8m。啟閉機(jī)安裝高度，初步設(shè)計(jì)取啟閉機(jī)安裝高程為700.8m；閘門室尺寸按初步設(shè)計(jì)的調(diào)壓室布置；采用排架柱放置啟閉設(shè)備。6壓力管道的結(jié)構(gòu)計(jì)算6.1壓力管道鋼襯厚度的計(jì)算6.1.1壓設(shè)計(jì)水頭值根據(jù)前面的計(jì)算得到壓力管道最大水壓力，則水的密度，取6.1.2鋼襯材料鋼襯材料取用16Mn鋼，查鋼管設(shè)計(jì)規(guī)SD114-85取鋼材屈服強(qiáng)度，則允

28、許應(yīng)力，彈性模量，采用雙面焊縫，取焊縫系數(shù)6.1.3縫隙取值在承受壓前，鋼襯于混凝土之間存在的縫隙，初步設(shè)計(jì)時(shí)取。6.1.4鋼襯厚度的計(jì)算時(shí) 取定，壓力管道半徑根據(jù)規(guī)要求：考慮鋼襯的銹蝕，增加考慮到制造工藝，安裝運(yùn)輸?shù)纫笕′撘r厚度為。6.2鋼襯的抗外壓失穩(wěn)計(jì)算6.2.1運(yùn)用阿氏公式計(jì)算鋼襯的臨界壓力由上面兩個(gè)數(shù)值查阿氏公式埋管臨界壓力曲線圖，可以得到：6.2.2運(yùn)用工程經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算鋼襯的臨界壓力=6.3防止鋼襯受外壓失穩(wěn)的措施6.3.1在壓力管道附近布置排水廊道或排水孔，降低地下水壓力；6.3.2施工時(shí)，要保證做好鋼襯于混凝土之間的接縫灌漿，減小縫隙，避免發(fā)生灌漿超壓現(xiàn)象。7主廠房部的設(shè)備與

29、其布置7.1發(fā)電機(jī)層的布置1）發(fā)電機(jī)布置為上機(jī)架埋入式，這樣使發(fā)電機(jī)層寬敞，同時(shí)由于提高了發(fā)電機(jī)層高程而增加了水輪機(jī)層高度。2）發(fā)電機(jī)布置在發(fā)電機(jī)層中心線上，機(jī)組左邊布置機(jī)旁盤，調(diào)速器以與油壓裝置。3）機(jī)旁盤包括機(jī)組自動(dòng)操作盤、機(jī)組繼電保護(hù)盤、機(jī)組測(cè)溫盤、機(jī)組動(dòng)力盤等，每臺(tái)機(jī)組的機(jī)旁盤布置為6塊。布置在發(fā)電機(jī)層左邊，盤后離墻壁留有2米的檢修過(guò)道，盤前留有足夠大的空地便于運(yùn)行人員巡視操作。4）發(fā)電機(jī)層平面布置在吊鉤工作圍線設(shè)供安裝檢修必需的吊物孔，以溝通上下層之間的運(yùn)輸。這里每臺(tái)機(jī)組設(shè)一個(gè)吊物孔，這樣當(dāng)一臺(tái)機(jī)組檢修時(shí)不致影響相鄰機(jī)組的正常運(yùn)行。吊物孔布置在發(fā)電機(jī)層上游面一側(cè)，平時(shí)用鐵蓋板蓋住。7

30、.2安裝間的布置1）安裝間是主廠房的一部分，位置設(shè)在主廠房的右端。安裝間與對(duì)外交通洞相連，交通洞尺寸為：高15米，寬15米。2）安裝間除要考慮檢修發(fā)電機(jī)以外，還要考慮檢修變壓器以與安放平衡梁的位置，安裝間寬度與主廠房一樣為28.6米，長(zhǎng)度確定為55米。7.3安裝間底層的布置安裝間的下面有一層空間利用可作為輔助生產(chǎn)房間即：油罐室、油處理室、空壓機(jī)室、氣罐室。輔助生產(chǎn)房間的面積取決于電站規(guī)模以與電站在系統(tǒng)中的作用。布置應(yīng)盡量集中緊湊，靠近主機(jī)，縮短管道，減少損失，做到系統(tǒng)性強(qiáng)，便于集中操作、管理和維修，并能適應(yīng)分期安裝、分批投產(chǎn)的要求。1）油罐室和油處理室水電站的用油包括主變壓器的絕緣油和機(jī)組的透

31、平油。油庫(kù)和油處理室應(yīng)考慮防火防爆的要求。一個(gè)油系統(tǒng)從進(jìn)油、貯油、用油到廢油的回收貯存處理，其設(shè)備包括有油泵、油管、壓濾機(jī)、分離機(jī)、補(bǔ)給油罐和污油罐等。這些設(shè)備的布置要緊湊，便于管理并安全可靠。油處理室的位置應(yīng)布置靠近油庫(kù)與用油對(duì)象、盡量縮短距離，并能設(shè)計(jì)成自流排油方式。根據(jù)以上原則油處理室和油罐室布置在一起，尺寸設(shè)定為：2024米。2）氣罐室和空壓機(jī)室水電站的壓氣機(jī)室供給的壓縮空氣主要用于機(jī)組制動(dòng)、空氣開(kāi)關(guān)、設(shè)備吹掃、風(fēng)割風(fēng)焊、風(fēng)動(dòng)工具等。主要用氣對(duì)象距離在250米以，所以壓氣機(jī)室布置在廠?？諌簷C(jī)房設(shè)有壓氣機(jī)，由于壓氣機(jī)有較大的躁聲和振動(dòng)，空壓機(jī)房避開(kāi)怕震的設(shè)備和怕噪音的房間。氣罐室是用來(lái)存

32、放供氣所用氣罐的，貯氣罐應(yīng)與廠其他設(shè)備隔離，與墻壁的間距應(yīng)不小于0.51.0米。根據(jù)以上原則氣罐室和空壓機(jī)室布置在一起，尺寸設(shè)定為：2020米。7.4水輪機(jī)層的布置發(fā)電機(jī)機(jī)墩是在機(jī)組部位支承水輪發(fā)電機(jī)定子支座的發(fā)電機(jī)機(jī)座，腔稱為機(jī)坑、定子坑或水輪機(jī)井。對(duì)于大型機(jī)組機(jī)墩采用圓筒式機(jī)墩，機(jī)墩布置接力器坑用來(lái)布置接力器。機(jī)墩留有進(jìn)人孔高度為2米，寬度為2米。7.5蝸殼層的布置1）蝸殼層除去蝸殼過(guò)水部分外，均為大體積的混凝土，布置較為簡(jiǎn)單。該水電站采用單機(jī)單管供水，所以不須布置閘閥。2）蝸殼層混凝土布置尾水管的進(jìn)人孔，用以檢修尾水管用，尺寸設(shè)定為：寬2米，高2米。3）尾水管周圍混凝土設(shè)置操作廊道和排水廊道，廊道尺寸為2米高3米寬，采用城門洞形。7.6伸縮縫布置水電站廠房為防止地基不均勻沉降，以與減少下部結(jié)構(gòu)受基礎(chǔ)約束產(chǎn)生的溫度和干縮應(yīng)力，必須沿廠房長(zhǎng)度方向（縱向）設(shè)置永久的溫