某水电站建筑课程设计_PPT格式_图文丰富.ppt

1、水电站建筑学课程设计水电站建筑学课程设计指导教师：陈婧指导教师：陈婧 王刚王刚一、原始资料及设计条件 1上游水库水位上游水库水位（1）校核洪水位（）校核洪水位（P=0.1%），），1621.4 m（2）设计洪水位（设计洪水位（P=0.5%）：）：1620.8 m（3）正常高水位：正常高水位：1619.0m（4）死水位：死水位：1618.5m2下游尾水位：下游尾水位：考虑下游梯级水电站建成后水库淤积和回水的影响考虑下游梯级水电站建成后水库淤积和回水的影响（1）校核洪水尾水位（）校核洪水尾水位（P=0.1%）：）：1585.45 m（2）设计洪水尾水位（设计洪水尾水位（P=0.5%）：）：1585

2、.13 m（3）正常尾水位（正常尾水位（Q=560m3/s）：）：1581.2 m（4）最低尾水位（最低尾水位（Q=140m3/s）：）：1579.8 m3水电站水头及电厂引用流量水电站水头及电厂引用流量（1）最大工作水头：）最大工作水头：39.5 m（2）最小工作水头：最小工作水头：35.5 m（3）平均水头：平均水头：39.0 m（4）额定额定水头：水头：38.5 m（5）电站最大引用流量：电站最大引用流量：560 m3/s4其它其它（1）水电站装机容量为）水电站装机容量为17.6104kW（2）电站建成后全部投入）电站建成后全部投入110kV电力系统运行电力系统运行（3）坝内式压力管道长

3、）坝内式压力管道长58m，直径为，直径为5.63m二、水电站建筑学课程设计任务1根根据据工工程程的的基基本本资资料料选选择择水水轮轮机机型型号号、直直径径D、转转速速n、并并绘绘制制水水轮机的工作特性曲线及运转特性曲线。轮机的工作特性曲线及运转特性曲线。*选择型号：根据工作水头范围，查选择型号：根据工作水头范围，查设计与习题设计与习题 P7“大中型混流大中型混流 式水轮机暂行系列型谱式水轮机暂行系列型谱”HL240。*机组台数：机组台数：Z=4（台）台）（一般选择偶数）（一般选择偶数）；（还可采用套用机组的方法，根据工作水头和容量（还可采用套用机组的方法，根据工作水头和容量与已建电站很相近时，

4、则可以直接套用）与已建电站很相近时，则可以直接套用）*发电机单机容量确定：发电机单机容量确定：Pg=P装装/Z=17.6万万/4=4.4 万万KW;*水轮机额定功率：水轮机额定功率：Pr Pg/f（f 0.950.98）*水轮机转轮直径水轮机转轮直径 D：*计算效率修正值计算效率修正值 和单位转速修正值和单位转速修正值 n11：由于转轮直径已标准化，所以按式计算出的值应取与标准直由于转轮直径已标准化，所以按式计算出的值应取与标准直径最接近的值（见径最接近的值（见设计与习题设计与习题P10）。）。(m)式中：式中：K 为系数，为系数，K=0.50.7（改造机组取小值，新机组取大值）。（改造机组取

5、小值，新机组取大值）。*转速转速 n：(r/min)选与选与 n 相近的同期转速作为相近的同期转速作为机组的额定转速（见机组的额定转速（见设计与习设计与习题题P11）。*检验所选检验所选D 和和n 是否合适：是否合适：校核最大校核最大单单位流量位流量 Q11max 校核模型最小和最大校核模型最小和最大单单位位转转速速n11Mmin和和n11Mmax是否包含高效是否包含高效 率区。率区。*绘制水轮机工作特性曲线和运转综合特性曲线。绘制水轮机工作特性曲线和运转综合特性曲线。*画出水轮机的轮廓图（尺寸见画出水轮机的轮廓图（尺寸见 设计与习题设计与习题P13）。）。*吸出高度计算：吸出高度计算：式中：

6、式中：H 用最大、最小和额定水头分别代入计算，从中选取用最大、最小和额定水头分别代入计算，从中选取 最小值。厂房海拔高程采用下游最低尾水位。最小值。厂房海拔高程采用下游最低尾水位。*水轮机安装高程（水轮机安装高程（HL式式)：2 2计算吸出高度，并结合当地地形、地质等条件，最后确定水轮计算吸出高度，并结合当地地形、地质等条件，最后确定水轮机的安装高程。机的安装高程。3选选择择蜗蜗壳壳的的型型式式。计计算算水水轮轮机机最最大大过过水水能能力力，并并按按其其进进行行蜗蜗壳壳水水力计算，确定蜗壳轮廓尺寸。力计算，确定蜗壳轮廓尺寸。根据最大工作水头（根据最大工作水头（39.5m）小于小于40m，一般选

7、择混凝土蜗一般选择混凝土蜗壳，其最大包角在壳，其最大包角在 225 270 度，断面形状采用平顶、下突式。度，断面形状采用平顶、下突式。也可选择金属蜗壳。也可选择金属蜗壳。具体水力计算见课件。（计算中座环外直径查具体水力计算见课件。（计算中座环外直径查设计与习设计与习题题 P12表表4）*画画出出蜗壳的剖面和平面图。蜗壳的剖面和平面图。*型式型式*水力计算水力计算DaDb混凝土蜗壳平、剖面图混凝土蜗壳平、剖面图 4选择尾水管的型式，确定其基本尺寸。选择尾水管的型式，确定其基本尺寸。*型式（与水轮机配套，可查课件中表）型式（与水轮机配套，可查课件中表）：弯肘形，弯肘形，HL240水轮机采用水轮机

8、采用Z6(旧型号为旧型号为4H)型号。型号。*尺寸（尺寸（查查课件中表课件中表）表中的尺寸是指表中的尺寸是指 D1m 时的数值，确定基本尺寸时还应乘时的数值，确定基本尺寸时还应乘以实际水轮机的以实际水轮机的D。*画画出尾出尾水管的剖面和平面图。水管的剖面和平面图。5根根据据选选定定的的水水轮轮机机的的转转速速和和出出力力选选择择发发电电机机型型号号。初初估估发发电电机机的外形尺寸，并选择发电机的冷却方式。的外形尺寸，并选择发电机的冷却方式。*型号：型号：根据单机容量、转速及定子铁芯外径（按根据单机容量、转速及定子铁芯外径（按设计与习设计与习题题P22-23公式计算）确定发电机型号。公式计算）确

9、定发电机型号。*外形尺寸：外形尺寸：按按设计与习题设计与习题P22-26所列公式估算。所列公式估算。*冷却方式：采用密闭循环风冷方式。冷却方式：采用密闭循环风冷方式。*画出发电机外形尺寸的剖面图，个别地方不合适时可画出发电机外形尺寸的剖面图，个别地方不合适时可 在允许范围内作必要的调整、修改。在允许范围内作必要的调整、修改。6进行调节保证计算，确定水击压力和机组转速相对升高值。进行调节保证计算，确定水击压力和机组转速相对升高值。*水水击击压力升高值计算：用简化公式压力升高值计算：用简化公式*机组转速相对升高值计算：机组转速相对升高值计算：8 8 ：4 43 3阀门关闭时间阀门关闭时间阀门关闭时

10、间阀门关闭时间（s s）式中：式中：Ts1=0.9Ts；N0为额定为额定 功率功率7选选择择调调速速设设备备（包包括括接接力力器器、调调速速器器、油油压压装装置置），并并根根据据调调速速轴和机组关系确定调速器和油压装置的布置。轴和机组关系确定调速器和油压装置的布置。*查查设计与习题设计与习题表表5中相近水轮机，可知：中相近水轮机，可知：调速器型号：调速器型号：T100，油压装置：油压装置：YS2.5。*布置：根据需要，可布置在发电机层任一象限内。布置：根据需要，可布置在发电机层任一象限内。*外形尺寸：外形尺寸：油压装置：油压装置：191619001440mm（长长宽宽高）高）压力油筒：直径压力

11、油筒：直径1132mm，高高2732mm调速器柜：调速器柜：8008001900mm（长长宽宽高）高）8初拟主接线的形式，选择主变压器。初拟主接线的形式，选择主变压器。*主接线形式采用扩大单元式主接线形式采用扩大单元式:*主变压器：主变压器：型号型号 SF-106000/110 三相、油浸风冷式、双线圈、铜线、三相、油浸风冷式、双线圈、铜线、额定容量额定容量106000kVA，电压为电压为110kV。外形尺寸：暂按外形尺寸：暂按设计与习题设计与习题表表13中的中的15，与容量成正比扩大。，与容量成正比扩大。（一台（一台发电机的容量是发电机的容量是53000kVA)9进行电站厂房枢纽布置，初步确

12、定主厂房、副厂房、主变场、进行电站厂房枢纽布置，初步确定主厂房、副厂房、主变场、开关站等的位置。开关站等的位置。对外交通在左岸（进厂公路），则均布置在左岸一侧。对外交通在左岸（进厂公路），则均布置在左岸一侧。10由水轮机、蜗壳开始绘制厂房水下部分结构，并检查是否需由水轮机、蜗壳开始绘制厂房水下部分结构，并检查是否需 要修改蜗壳或尾水管，以便厂房各部分布置更合理。要修改蜗壳或尾水管，以便厂房各部分布置更合理。根据安装高程及蜗壳和尾水管的尺寸确定水轮机层地面根据安装高程及蜗壳和尾水管的尺寸确定水轮机层地面高程、尾水管底板高程及开挖高程；高程、尾水管底板高程及开挖高程；若厂房开挖过深，或尾水管底板与

13、下游河床高差太大，若厂房开挖过深，或尾水管底板与下游河床高差太大，则可选用尾水管高度较低的型号或将尾水管底板向上翘起一则可选用尾水管高度较低的型号或将尾水管底板向上翘起一个角度（个角度（612度）。度）。11选选择择发发电电机机机机墩墩型型式式，粗粗估估其其尺尺寸寸。考考虑虑发发电电机机尺尺寸寸及及引引出出线线，并考虑油、气、水管路的布置及运转要求，确定水轮机层高度。并考虑油、气、水管路的布置及运转要求，确定水轮机层高度。*选择圆筒形机墩，风罩壁厚度选择圆筒形机墩，风罩壁厚度30cm左右，下部壁厚左右，下部壁厚2.5m左右。左右。30cm250cm机机组组中中心心线线12确确定定厂厂房房发发电

14、电机机层层地地面面高高程程，吊吊车车轨轨顶顶高高程程，屋屋顶顶高高程程等等。考考虑虑发发电电机机和和调调速速设设备备的的布布置置，照照顾顾到到运运转转方方面面和和结结构构布布置置要要求求以以及及机机组组安安装装、吊吊运运时时的的需需要要和和吊吊车车跨跨距距，来来确确定定厂厂房房的的宽宽度度、高高度度和和机机组组段段长度，并选择起重设备（详见课件）。长度，并选择起重设备（详见课件）。*发电机层地面高程：尽量满足高于下游最高尾水位；发电机层地面高程：尽量满足高于下游最高尾水位；*吊车轨顶高程：要满足机组在检修时，能起吊最大部件且能吊车轨顶高程：要满足机组在检修时，能起吊最大部件且能 安全通过其它运

15、行机组的上（或侧）方；安全通过其它运行机组的上（或侧）方；*屋顶高程：吊车顶部距屋面梁底的距离为屋顶高程：吊车顶部距屋面梁底的距离为3050cm；*根据起吊重量及厂房的宽度，选择吊车的型号和跨度。根据起吊重量及厂房的宽度，选择吊车的型号和跨度。吊车的起重量按吊运最重的部件（发电机转子）考虑，并考虑吊具吊车的起重量按吊运最重的部件（发电机转子）考虑，并考虑吊具（平衡梁）的自重。（平衡梁）的自重。13考虑检修、安装机组时的需要以及对外交通联系等，合理布考虑检修、安装机组时的需要以及对外交通联系等，合理布 置安装间。置安装间。每个机组段之间要分缝，缝宽为每个机组段之间要分缝，缝宽为2cm。边机组段要

16、加长边机组段要加长L。L（1.51.75）L安装间（放置四安装间（放置四大部件）大部件）LL14根据厂房跨度及吊车载重量，合理选择厂房结构形式，粗估根据厂房跨度及吊车载重量，合理选择厂房结构形式，粗估 其尺寸，进行吊车柱平面布置。其尺寸，进行吊车柱平面布置。*吊车柱横截面尺寸：吊车柱横截面尺寸：200cm100cm；*吊车柱平面布置：纵向间距吊车柱平面布置：纵向间距610m；布置成两跨，则上、下游侧各布三个；布置成两跨，则上、下游侧各布三个；15根据机电设备及油气水系统的布置，对与主厂房运转直根据机电设备及油气水系统的布置，对与主厂房运转直 接有关的副厂房部分进行布置，要注意各室之间相互接有关

17、的副厂房部分进行布置，要注意各室之间相互 关系以及与主厂房的关系，并要考虑它们的运转方便。关系以及与主厂房的关系，并要考虑它们的运转方便。*中控中控室、与生产运行直接有关的副厂房进行布置室、与生产运行直接有关的副厂房进行布置（参考课件中图或（参考课件中图或设计与习题设计与习题 中表中表23和表和表24）16合理布置厂房内部通道：主、副厂房各层之间的交通、楼梯、合理布置厂房内部通道：主、副厂房各层之间的交通、楼梯、吊物孔以及蜗壳、尾水管的检修人孔和检修排水措施等。吊物孔以及蜗壳、尾水管的检修人孔和检修排水措施等。通道：靠近厂房的上、下游侧均可；通道：靠近厂房的上、下游侧均可；交通：每个机组段都要

18、设楼梯（下水轮机层）、吊物孔、交通：每个机组段都要设楼梯（下水轮机层）、吊物孔、要考虑去蜗壳、尾水管的检修人孔的通道。要考虑去蜗壳、尾水管的检修人孔的通道。17绘制厂房发电机层平面图及横剖面图，并完成设计计算绘制厂房发电机层平面图及横剖面图，并完成设计计算 说明书一份。计算说明书要求文句通顺，简洁易懂，计算说明书一份。计算说明书要求文句通顺，简洁易懂，计算 准确，论据充足，意图明确，并应提出自己对设计中各个准确，论据充足，意图明确，并应提出自己对设计中各个 问题的看法。问题的看法。提交的设计成果：提交的设计成果：*厂房发电机层平面图厂房发电机层平面图*厂房横剖面图厂房横剖面图3图，各一张，用图，各一张，用CAD 画。画。*编写设计计算说明书一份（手写）。编写设计计算说明书一份（手写）。L（1.251.5）L安装间（放置四安装间（放置四大部件）大部件）LL交交成果时间：成果时间：2014-03-14答疑地点：综合实验答疑地点：综合实验3号楼号楼320或或325答疑时间：下午答疑时间：下午2:00-4:00陈婧：陈婧：；15640867991 王刚：王刚：；13842613979发电机层发电机层水轮机层水轮机层蜗壳层蜗壳层尾水管层尾水管层水水上上部部分分水水下下部部分分