水電站廠房參數(shù)設(shè)計計算書

水電站廠房第一節(jié)幾種水頭的計算⑴H_=Z浴一Z單機滿出力時下游水位H尸Z裕一Z全機滿出力時下游水位HA=Z底一Z全機滿出力時下游水位、的計算。1假設(shè)Haa=84m由公式N"KQH公式中Nr為單機出力50000KWK為出力系數(shù)8.5H為凈水頭二H。一AH=0.97H0(AH=0.O3Ho)oQ為該出力下的流量。故解出Q二70.028m3/s查下游流量高程表得下游水位為198.8m上游水位為284mAH=0.03(284—198.8)=2.6m又因為284—84—2.6=197.42重新假設(shè)Hmax=83m由公式Nr=KQH解出Q二70.87m3/s查下游流量高程表得下游水位為199.3m上游水位為284mAH二0.03(284—199.3)=2.5m又因為284—83—2.5=198.5故H=a,=83m二、 Hw的計算。1假設(shè)Hmln=60m由公式Nr-KQH公式中Nr為全機出力200000KWK為出力系數(shù)8.5H為凈水頭二Ho—AH=0.97H0(AH=0.03Ho)Q為該出力下的流量。故解出Q二392.16m3/s查下游流量高程表得下游水位為203.50m上游水位為264mAH=0.03(264—203.50)=1.80m又因為264—60—1.80=202.20<203.502重新假設(shè)Hmin=59m由公式Nr=KQH解出Q二398.80m3/s查下游流量高程表得下游水位為203.58m上游水位為264mAH二0.03(264—203.58)=1.77m又因為264—59—1.77=203.23=203.58故H*=59m三、 出的計算。1假設(shè)H=70m由公式N"KQH公式中Ni為全機出力200000KWK為出力系數(shù)&5H為凈水頭二H。一AH=0.97Ho(AH=0.03Ho)Q為該出力下的流量。故解出Q二336.13m3/s查下游流量高程表得下游水位為203.40m上游水位為284mAH二0.03(284-203.40)=2.10m又因為284—70—2.10=211.90>203.402重新假設(shè)Hr=78m由公式Nr-KQH解出Q二301.66m3/s查下游流量高程表得下游水位為203.33m上游水位為284mAH二0.03(284-203.33)=2.34m又因為284—78—2.34=203.66=203.33故Hr=78m第二節(jié)水輪機的選型⑺根據(jù)該電站的水頭范圍和該機組的出力范圍，在水輪機系列型譜表中查出該電站最好選擇HL220機型。、水輪機的額定出力計算。Nr=Ngr/IJ公式中Ngr為水輪機額定出力。I］為水輪機效率為90%。Nr為水輪機出力為55430KWo故Ngr為5.543萬KW二、 水輪機轉(zhuǎn)輪直徑的計算。為水輪機模型效率為89%o為該出力下模型的流量。由此初步假定原型水輪機在該工況下，效率由公式：得又因為轉(zhuǎn)輪直徑應選符合轉(zhuǎn)輪直徑系列并比計算值稍大的值故為2.75m。三、 水輪機轉(zhuǎn)速n的計算。初步假定（對于壩后式水電站）由公式又因為水輪機的轉(zhuǎn)速要采用發(fā)電機的標準轉(zhuǎn)速，為此要選取與上述公式得岀的轉(zhuǎn)速相近的發(fā)電機的標準轉(zhuǎn)速。常選取稍大的標準轉(zhuǎn)速作為水輪機采用的轉(zhuǎn)速。故為250r/mino又因為當n=250r/min時水輪機的效率比較低，故選取比標準轉(zhuǎn)速稍小的標準轉(zhuǎn)速。故選取n=214r/mino四、 效率與單位參數(shù)修正。HL220-2750的求得原型(當水頭H(150m時〉效率修正值：考慮原型與模型水輪機在制造工藝、質(zhì)量上的差異，在己求得的值中減去一個修正值則由此原型水輪機在最優(yōu)工況下的效率為：與假定值不等，重新假定。重新假定：，效率得又因為轉(zhuǎn)輪直徑應選符合轉(zhuǎn)輪直徑系列并比計算值稍大的值故為2.75m。HL220-2750的求得原型(當水頭H(150m時〉效率修正值：考慮原型與模型水輪機在制造工藝、質(zhì)量上的差異，在己求得的值中減去一個修正值則由此原型水輪機在最優(yōu)工況下的效率為與假定值相等。單位轉(zhuǎn)速修正值：由于按規(guī)定單位轉(zhuǎn)速可不加修正，同時單位流量Q也可不修正，由上可見，原假定，，正確，所以為2.75m和n二214r/min是正確的。五、水輪機工作范圍的檢驗。則水輪機最大引用流量：與特征水頭H=,H?,乩相應單位轉(zhuǎn)速為：效率驗證如圖:六、水輪機吸出高度Hs的計算。Hs=10—/900—（o+△o）H公式中為電站的海拔高程為203.79mo（由多年平均流量Q二100秒立方米o為水輪機的汽蝕系數(shù)為0.133o△。為水輪機的汽蝕系數(shù)修正值為0.02o第三節(jié)發(fā)電機的選型一、 發(fā)電機的外型尺寸。n=214r/min>150r/min故采用懸式發(fā)電機。1主要尺寸估算（1）.極距： （查表3—2得 查〈水電站〉表5—8得p=14）（2）.定子內(nèi)徑：（3）.定子鐵芯長度：（4）.定子鐵芯外徑：因n=214r/min>166.7r/min2平而尺寸估算(1)定子機座外徑：因n=214r/min>166.7r/min,有⑵風罩內(nèi)徑：因⑶轉(zhuǎn)子外徑：⑷下機架最大跨度：因（查表）⑸推力軸承外徑和勵磁機外徑：根據(jù)發(fā)電機容量查表得：取3軸向尺寸的計算⑴定子機座高度：因n=214r/min⑵上機架高度：⑶推力軸承高度、勵磁機高度和永磁機高度：查表得：?、认聶C架高度：懸式非承載機架：⑸定子支座支承面至下機架支承面或下?lián)躏L板之間的距離:懸式非承載機架：⑹下機架支承面至主軸法蘭盤之間的距離：⑺轉(zhuǎn)子磁轆軸向高度：無風扇：⑻發(fā)電機主軸高度：⑼定子鐵芯水平中心線至主軸法蘭底盤之間的距離：二、發(fā)電機的重量估算1發(fā)電機總重：2發(fā)電機轉(zhuǎn)子重：

3發(fā)電機飛輪力矩：因100r/min<n<375r/min取二、輪機蝸殼外型尺寸的計算由于，因此采用金屬蝸殼。查資料得：蝸殼外緣至機2.08X1.86X1.58X1.24X組中心的距離2.75=5.722.75=5.1152.75=4.3452.75=3.41蝸殼圓斷面半0.64X0.54X0.4X0.34X徑2.75=1.762.75=1.4852.75=1.12.75=0.935蝸殼橢圓斷面0.64X0.54X0.4X0.34X長半徑2.75=1.762.75=1.4852.75=1.12.75=0.935蝸殼橢圓斷面0.2X短半徑2.75=0.55蝸殼進口直徑：（查表得）蝸殼斷面長：蝸殼斷面高：金屬蝸殼座環(huán)尺寸：查表得：第四節(jié)調(diào)速系統(tǒng)⑺一、調(diào)速器的選擇調(diào)速功計算：J水輪機在該工況的效率屬于大型調(diào)速器。二、接力器選擇1接力器直徑的計算采用標準導水機構(gòu)用兩個接力器操作選用額定油壓為4.OMpa己知導葉數(shù)，采用標準正曲率導葉，查表6-4取為0.03,V=0.25o選用與之偏大的接力器的最大行程的計算在HL220模型綜合特性曲線上由設(shè)計工況點：查得又則3接力器容積的計算兩個接力器總?cè)莘e主配壓閥直徑的選擇由公式：得取與之偏大的d二80mm即選用DT-80型電氣液壓式調(diào)速器。三、 油壓裝置的選取油壓裝置不考慮空放閥和進水閥的用油，則油壓裝置壓力油罐的容積按經(jīng)驗公式：選擇與之接近偏大的HYZ-1.6型分離式油壓裝置。四、 主變的選取采用擴大單元接線，兩臺機組共用一臺主變，參考《水電站廠房設(shè)計》附錄1—6,選用SSPL-10000型主變五、起重設(shè)備參考《機電設(shè)計手冊》：發(fā)電機轉(zhuǎn)子重量：182.85T乘以動力系數(shù)1.2：182.85X1.2=219.42T選用2X125雙小車橋式起重機。第五節(jié)尾水管的選型由于采用HL220型，因此，所以:hLB5D,hih6Lxh52.6Di4.5Di2.72Di1.35Di1.35Di0.675Di1.82Di1.22D:■7.15m12.375m7.48m3.7125m3.7125m1.856m5.005m3.355m肘管進□直徑D3: 對于混流式水輪機，h】=0.05577m,h：二0.06971m,h3=0.Im,第六節(jié)廠房尺寸的確定⑶一、機組段平面尺寸的確定。的確定。主廠房長度的確定。（1） 機組間距L】：由發(fā)電機風罩確定的機組段長度U：LS+B+26=8.92+4.2+2X1.5=14.12（m）所以取Li：為14.2米。（2） 機組段長度5：計算邊機組段長度的時候需要考慮設(shè)備的布置和吊運的要求。由經(jīng)驗公式得：L2=L!+AL=14.2+0.8X2.75=16.4（m）[式中△L=（0.2-l）D]]（3） 裝間長度3根據(jù)吊運與機組檢修等的布置要求，由經(jīng)驗公式得L3=（1-1.5）L】所以取Ls：為19米。所以廠房的總長為3匚+L2+L3=3X14.2+16.4+19=78米。主廠房寬度的確定。（1）廠房水下部分寬度的確定：①下游側(cè)寬度B】主要決定于下游尾水管的尺寸，故B訐4.5XD訐12.375m0取氏：為12.4mo②上游側(cè)寬度B：:主要決定于蝸殼進口的布置、主閥、機組及其他附屬設(shè)備的布置，為了方便取與廠房水上部分上游側(cè)的寬度相同為：8.3m。（2）廠房水上部分寬度的確定：下游側(cè)寬度乩：Bi主要決定于發(fā)電機層地而的設(shè)備的布置及交通要求。Bi=&924-2+1.5+1.2=7.16m。取b為7.2m。上游側(cè)寬度B：：B：主要決定于發(fā)電機層地而的設(shè)備的布置及交通要求。B2=8.924-2+1.5+1+1.2=8.16m。取氏為8.3m。二、尾水平臺及尾水閘室的布置。尾水管的出□分為兩個孔，每孔的尺寸為3.29mX3.34m,中間隔墩寬為0.9m。尾水閘門尺寸為3.49mX3.54m,每臺機組各設(shè)一套閘門，分別以四臺電動活動式尾水閘門起閉機操作。在每臺機組的尾水閘墩上分別設(shè)置兩個尾水閘室，分別放置尾水閘門。根據(jù)吊運閘門和行人交通的需要，以及尾水管的長度，設(shè)置尾水平臺,高程與發(fā)電機層地而高程相同為：210.23m三、主廠房控制高程的確定。水輪機的安裝高程：因為一臺機組滿發(fā)時引用最小流量為 70.87m3/s，對應的水位即為下游尾水位：水輪機安裝高程：取為200m尾水管底板高程：VV3-bo4-2-ht=200-0.68754-2-7.15=192.387尾水管進人孔地面高程：V2=V3-n-h2=200-4.4-1.8=193.68(m)2 3n2水輪機層地面高程：V4=Vs+r2+h3=200+l.8425+1.2=203(m)4s2 3發(fā)電機定子安裝高程：▽D二”+hj+h尸203+2+1二206(m)發(fā)電機層地面高程：V5=VD+h6=206+4.23=210.23(m)5D6安裝間地面高程:柱子自重：W2=0.8X1.2X34X6X24=4700.16KN尾水平臺混凝土自重：W13=[(12.4-7.2)X(205.9225-192.387)X14.2—IX4X7.487.4813X(205.9225-192.387)X4]X24=18133.55KN所以A產(chǎn)W2+W3=47373.5KN(b)二期混凝土自重：A2蝸殼周圍混凝土自重：WF[13.0375X13.2105X14.2—3.14X(4.424-4)X13.2105(2.7524-4)X3.14X13.0375]X24=52020.65KN各層樓板自重：W5=15.4X0.4X14.2X24X2=4198.656KN所以A2=W,+Ws=56219.306KN2s已安裝的機電設(shè)備重：A3發(fā)電機總重：％=3657KN水輪機總重：W-=284KX所以A3二W6+W?=3941KN上游水壓力：A,AFO.25X3.14X5X5X9.81X5X5=4808.175KN下游水壓力：A5As=O.5X10X23.45X23.45X14.2=39043.0775KN上浮力：A6二[(23.45+70.34)X3X0.5+956.76]X14.2=24074.964KN蝸殼和尾水管中水重：A：A：=(2.75X2.754-4)X3.14X3.14X(5.72-2.75)X2X10=1118.45KN7特殊風荷載：AsP二K?K=?Wo=O.8Xl.0X76.8=61.44kg/m2As=14.2X(229.975—218.45)X61.44=10054.96N=10.05496KX8浪壓力荷載：A9A9=79.87KX地震慣性力：帖。A滬心