水電站(壓力鋼管分岔管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專題)計(jì)算書.doc

目錄目錄1第1章 樞紐布置、擋水及泄水建筑物31.1混凝土非溢流壩31.1.1 剖面設(shè)計(jì)31.1.2 穩(wěn)定與應(yīng)力校核61.2 混凝土溢流壩231.2.1 溢流壩孔口尺寸的確定231.2.2 溢流壩堰頂高程的確定241.2.3 閘門的選擇251.2.4 溢流壩剖面261.2.5 溢流壩穩(wěn)定驗(yàn)算271.2.6 溢流壩的結(jié)構(gòu)布置341.2.7 消能與防沖34第2章 水電站廠房362.1 水輪機(jī)的選擇362.1.1 特征水頭的選擇362.1.2 水輪機(jī)型號選擇382.1.3 水輪機(jī)安裝高程432.2 廠房內(nèi)部結(jié)構(gòu)432.2.1 電機(jī)外形尺寸估算432.2.2 發(fā)電機(jī)重量估算452.2.3 水輪機(jī)蝸殼及尾水管452.2.4 調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)速設(shè)備選擇462.2.5 水輪機(jī)閥門及其附件482.2.6 起重機(jī)設(shè)備選擇492.3 主廠房尺寸及布置492.3.1 長度492.3.2 寬度502.3.3 廠房各層高程確定50第3章 引水建筑物533.1 細(xì)部構(gòu)造533.1.1 隧洞洞徑533.1.2 隧洞進(jìn)口段533.2 調(diào)壓室553.2.1 設(shè)置調(diào)壓室的條件553.2.2 壓力管道設(shè)計(jì)553.2.3 計(jì)算托馬斷面563.2.4 計(jì)算最高涌波引水道水頭損失603.2.5 計(jì)算最低涌波引水道水頭損失633.2.6 調(diào)壓室方案比較65第四章 岔管專題設(shè)計(jì)714.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)714.1.1 管壁厚度的計(jì)算714.1.2 岔管體形設(shè)計(jì)714.1.3 肋板計(jì)算74第1章 樞紐布置、擋水及泄水建筑物1.1混凝土非溢流壩1.1.1剖面設(shè)計(jì)1.1.1.1基本剖面1.1.1.1.1壩高的確定（1）按基本組合（正常情況）計(jì)算： 由（1）得 由（2）得由水工建筑物表212 查得 大壩級別1級 正常情況壩頂高程=設(shè)計(jì)洪水位+(2)按特殊組合（校核情況）計(jì)算： 由（1）得 由（2）得由水工建筑物表212 查得 大壩級別1級 非正常情況壩頂高程=校核洪水位+綜上：壩頂高程取為240.35 m。1.1.1.1.2壩底寬的確定由于電站形式為引水式，故壩上游側(cè)無有壓進(jìn)水口，上游壩坡坡度不受限制，取上游面坡度，同時(shí)用應(yīng)力條件和穩(wěn)定條件公式確定壩底的最小寬度。（1） 按應(yīng)力條件確定壩底最小寬度 為上游坡度，取時(shí)可以得到： 式中：B壩底寬度，m；基本剖面壩高，m壩體材料容重取值23.5KN/m3 水容重10KN/m3 揚(yáng)壓力折減系數(shù),按規(guī)范壩基面取0.3（2） 按穩(wěn)定條件確定壩底最小寬度假定上游庫水位與三角形頂點(diǎn)平齊，上游水深=壩高=240.35m，下游無水壩的荷載只考慮上游水平水壓力P，壩體自重G及揚(yáng)壓力U荷載設(shè)計(jì)值：重力設(shè)計(jì)值：揚(yáng)壓力設(shè)計(jì)值： 靜水壓力設(shè)計(jì)值：由水工建筑物表41查得1級水工建筑物 K=1.10所以壩底寬由穩(wěn)定控制取m=0.79 B=101.41.1.1.2實(shí)用剖面1.1.1.2.1壩頂寬度 壩頂寬度b=（8%10%）H=10.268m12.835m，且不小于2m。本設(shè)計(jì)取12m1.1.1.2.2剖面形態(tài)由上可知，穩(wěn)定條件為限制條件，所以采用上游壩面上部鉛直、而下部呈傾斜，這樣可利用部分水重來增強(qiáng)壩的穩(wěn)定性。折坡點(diǎn)起點(diǎn)位置應(yīng)結(jié)合引水、擋水建筑物的進(jìn)水高程來選定，一般為把高的 1/31/2（42.7885.57），取折坡高程為112+48=160.0m，坡度為1:0.15壩底總寬=1.1.2穩(wěn)定與應(yīng)力校核1.1.2.1設(shè)計(jì)狀況:基本組合：（持久狀況）（上游為正常蓄水位，下游水位為0）壩基面：圖1-1 非溢流壩荷載計(jì)算簡圖（壩基面）荷載計(jì)算簡式：自重：水壓力：揚(yáng)壓力：浪壓力：表1-1 計(jì)算表格編號荷載垂直水平力臂力矩m正向逆向1自重406149.52010093619541.114876021050455.35567382水壓力6962039.32738387676851.02207903451683揚(yáng)壓力477946.299422136297.3362222707448.9227934浪壓力198.211514911417051承載能力極限狀態(tài)： 抗滑穩(wěn)定： 滿足要求 壩址抗壓強(qiáng)度 滿足要求正常使用極限狀態(tài)： 長期組合下壩踵拉應(yīng)力驗(yàn)算：（運(yùn)行期）滿足要求 短期組合下壩址拉應(yīng)力驗(yàn)算：（完建期）滿足要求折坡面：圖1-2 非溢流壩荷載計(jì)算簡圖（折坡面）荷載計(jì)算簡式：自重：水壓力：揚(yáng)壓力：浪壓力：表1-2 計(jì)算表格編號荷載垂直水平力臂力矩m正向逆向1自重2265925.74583235313942.58809962水壓力2450023.335715853揚(yáng)壓力105028.743017750296.5833094151729.74468414浪壓力19866.961327214966.369894承載能力極限狀態(tài)： 壩址抗壓強(qiáng)度 滿足要求正常使用極限狀態(tài)： 長期組合下壩踵拉應(yīng)力驗(yàn)算：（運(yùn)行期）滿足要求 短期組合下壩址拉應(yīng)力驗(yàn)算：（完建期）滿足要求1.1.2.2設(shè)計(jì)狀況:基本組合：（短暫狀況）上游為設(shè)計(jì)洪水位，下游為設(shè)計(jì)洪水最大下泄流量5000（發(fā)電流量作為安全儲備）對應(yīng)的下游水位壩基面：圖1-3 非溢流壩荷載計(jì)算簡圖（壩基面）荷載計(jì)算簡式：自重：水壓力：揚(yáng)壓力：U4=10123.5-20.6-25.716.20.5浪壓力：表1-3 計(jì)算表格編號荷載垂直水平力臂力矩m正向逆向1自重406149.52010093619541.114876021050455.35567382水壓力7626141.2314196621226.914640716451.0365364167948.9820983揚(yáng)壓力22372000416846.2192539118857.386761625148.93056844浪壓力86120.51036067119.97983承載能力極限狀態(tài)： 抗滑穩(wěn)定： 滿足要求 壩址抗壓強(qiáng)度 滿足要求正常使用極限狀態(tài)： 長期組合下壩踵拉應(yīng)力驗(yàn)算：（運(yùn)行期）滿足要求 短期組合下壩址拉應(yīng)力驗(yàn)算：（完建期）滿足要求折坡面：圖1-4 非溢流壩荷載計(jì)算簡圖（折坡面）荷載計(jì)算簡式：自重：水壓力：揚(yáng)壓力：浪壓力：表1-4 計(jì)算表格編號荷載垂直水平力臂力矩m正向逆向1自重2265925.74583235313942.58809962水壓力2850125.177173783揚(yáng)壓力113328.743254854256.5835694.5169929.74505224浪壓力8672.4662326771.864786承載能力極限狀態(tài)： 壩址抗壓強(qiáng)度 滿足要求正常使用極限狀態(tài)： 長期組合下壩踵拉應(yīng)力驗(yàn)算：（運(yùn)行期）滿足要求 短期組合下壩址拉應(yīng)力驗(yàn)算：（完建期）滿足要求1.1.2.3校核狀況:特殊組合：（偶然狀況）上游為校核洪水位，下游為校核洪水最大下泄流量7000（發(fā)電流量作為安全儲備）對應(yīng)的下游水位壩基面：圖1-5 非溢流壩荷載計(jì)算簡圖（壩基面）荷載計(jì)算簡式：自重：水壓力：揚(yáng)壓力：U4=10123.5-22.8-30.816.20.5浪壓力;表1-5 計(jì)算表格編號荷載垂直水平力臂力矩m正向逆向1自重406149.52010093619541.114876021050455.35567382水壓力7938042.0333396025997.619754734451.0374397205248.399111.63揚(yáng)壓力24761000418046.2193098119207.387013626948.93065744浪壓力86123.91065767123.68230承載能力極限狀態(tài)： 抗滑穩(wěn)定： 滿足要求 壩址抗壓強(qiáng)度 滿足要求正常使用極限狀態(tài)： 長期組合下壩踵拉應(yīng)力驗(yàn)算：（運(yùn)行期）滿足要求折坡面：圖1-6 非溢流壩荷載計(jì)算簡圖（折坡面）荷載計(jì)算簡式：自重：水壓力：揚(yáng)壓力：浪壓力：表1-6 計(jì)算表格編號荷載垂直水平力臂力矩m正向逆向1自重2265925.74583235313942.58809962水壓力30420267909203揚(yáng)壓力117028.743362656046.5836876175529.74521944浪壓力8675.9265296775.575033承載能力極限狀態(tài)： 壩址抗壓強(qiáng)度 滿足要求正常使用極限狀態(tài)： 長期組合下壩踵拉應(yīng)力驗(yàn)算：（運(yùn)行期）滿足要求1.2 混凝土溢流壩1.2.1 溢流壩孔口尺寸的確定1.2.1.1 下瀉流量的確定按千年一遇設(shè)計(jì)，假設(shè)最大下泄流量全部從溢流壩頂過流，可能遭遇檢修或其他應(yīng)急情況，故發(fā)電流量作為安全儲備（設(shè)計(jì)） （校核）1.2.1.2 孔口尺寸設(shè)計(jì)情況：取單寬流量為溢流前沿總凈寬按規(guī)范閘墩取為3.0m（1.4+0.82），邊墩取為2.0m式中：溢流段總寬度 孔數(shù) 沒孔凈寬 閘墩寬度 邊墩寬度校核情況：取單寬流量為溢流前沿總凈寬按規(guī)范閘墩取為3.0m（1.4+0.82），邊墩取為2.0m故按校核情況設(shè)計(jì)1.2.2 溢流壩堰頂高程的確定設(shè)計(jì)情況：式中：L溢流前緣總凈寬，m；m流量系數(shù)，與堰型有關(guān)，非真空實(shí)用剖面堰在設(shè)計(jì)水頭下一般為0.490.50； 側(cè)收縮系數(shù)，與閘墩形狀，尺寸有關(guān)，一般為0.900.95； 重力加速度；壩頂溢流的堰頂水頭，m 堰頂高程=設(shè)計(jì)洪水位-H校核情況： 堰頂高程=校核洪水位-H故堰頂高程取為223.3m1.2.3 閘門的選擇閘門高度=正常蓄水位-堰頂高程+安全超高 =230-223.3+0.3=7.0m選擇平面閘門，按規(guī)范所給值，又閘孔凈寬=12m，所以閘門取為13m7.0m。工作閘門一般布置在溢流堰頂點(diǎn)，以減少閘門高度。為了避免閘門局部開啟時(shí)水舌脫離壩面而產(chǎn)生真空，將閘門布置在堰頂偏下游一些，以壓低水舌使其貼壩面下泄。檢修閘門位于工作閘門之前，為便于檢修，兩者之間留有13m的凈寬，本設(shè)計(jì)取凈寬1.5m。1.2.4 溢流壩剖面1.2.4.1 溢流前沿：取， 則 1.2.4.2 溢流段：（溢流面曲線采用WES曲線） 定型設(shè)計(jì)水頭 K、n 與上游壩面坡度有關(guān)的系數(shù)和指數(shù)（查設(shè)計(jì)手冊知k=2, n=1.85） 即： 1.2.4.3 直線段：直線段采用與基本剖面一樣的坡度，直線段方程為：溢流段與直線段的切點(diǎn)的坐標(biāo)為:(20.19m, 13.82m)1.2.4.4 反弧段設(shè)計(jì) 選擇挑流消能由校核洪水位下查得下游水位22.8m假設(shè)反孤段半徑，取 鼻坎挑角，取鼻坎距下游水位一般為12m，故取鼻坎距壩底高：h=24m反弧段圓心距壩底距離：反弧段與直線段切點(diǎn)距壩底距離：鼻坎超出基本剖面距離：故無需驗(yàn)算超出段應(yīng)力條件鼻坎最低點(diǎn)距壩底高試算臨界水深： 式中：總有效水頭，m；臨界水深（校核洪水位閘門全開時(shí)反弧處水深），m；流速系數(shù)查表取0.95。經(jīng)試算， 故滿足要求 1.2.5 溢流壩穩(wěn)定驗(yàn)算1.2.5.1設(shè)計(jì)狀況:基本組合：（持久狀況）（上游為正常蓄水位，下游水位為0）壩基面：圖1-7 溢流壩荷載計(jì)算簡圖荷載計(jì)算簡式：自重：靜水壓力;揚(yáng)壓力：表1-7 計(jì)算表格編號荷載垂直水平力臂力矩m正向逆向1自重15292820.831854882靜水壓力6939639.12712674676851.33474693揚(yáng)壓力450846.5209743.3129477.4195937.3676249.2332869承載能力極限狀態(tài)： 抗滑穩(wěn)定： 滿足要求 壩址抗壓強(qiáng)度 滿足要求正常使用極限狀態(tài)： 長期組合下壩踵拉應(yīng)力驗(yàn)算：（運(yùn)行期）滿足要求 短期組合下壩址拉應(yīng)力驗(yàn)算：（完建期）滿足要求1.2.5.2校核狀況:特殊組合：（偶然狀況）上游為校核洪水位，下游為校核洪水最大下泄流量7000（發(fā)電流量作為安全儲備）對應(yīng)的下游水位壩基面：圖1-8 溢流壩荷載計(jì)算簡圖荷載計(jì)算簡式：自重：靜水壓力：揚(yáng)壓力：動(dòng)水壓力：表1-8 計(jì)算表格編號荷載垂直水平力臂力矩 正向逆向1自重15292820.8331854882靜水壓力7829939.093060729734451.3137682125997.6197543揚(yáng)壓力24911000418046.53194477120057.4188955626949.233086434動(dòng)水壓力76121.5916436.5397242.26167865承載能力極限狀態(tài)： 抗滑穩(wěn)定： 滿足要求 壩址抗壓強(qiáng)度 滿足要求正常使用極限狀態(tài)： 長期組合下壩踵拉應(yīng)力驗(yàn)算：（運(yùn)行期）滿足要求1.2.6 溢流壩的結(jié)構(gòu)布置縱縫與非溢流壩段貫通。廊道取與非溢流壩段相同尺寸1.2.7 消能與防沖1.4.6.1 鼻坎的形勢和尺寸鼻坎采用平順連續(xù)式的,高程比下游水位高出兩米,即坎頂高程為138m.1.4.6.2 挑射距離和沖刷坑深度的估算式中：水舌挑距（m），是鼻坎末端至沖坑最深點(diǎn)的水平距離；出坎流速（m/s），可取為坎頂表面流速的1.1倍；鼻坎挑射角度；坎頂平均水深在鉛直方向的投影，即；坎頂至河床表面高差（m），如沖坑已形成，作為沖坑進(jìn)一步發(fā)展時(shí)，可算出坑底；重力加速度，。式中： 沖刷坑深度（m），由河床表面算至坑底； 下游水深，由下游水位算至河床表面上下游水位差（m）；沖刷坑系數(shù)，對于堅(jiān)硬完成巖石取；堅(jiān)硬但完整性較差的巖石；軟弱破碎的巖石。計(jì)算結(jié)果為: 第2章 水電站廠房2.1 水輪機(jī)的選擇2.1.1特征水頭、選擇2.1.1.1 設(shè)計(jì)低水位下，一臺機(jī)組發(fā)電表2-1 試算表190120.0116.0074.000.9772247.0190140.0116.1373.870.9784140.1190141.5116.1473.860.9785030.1H1=71.64m2.1.1.2 設(shè)計(jì)低水位下，兩臺機(jī)組滿發(fā)表2-2 試算表190200.0116.4773.530.97119646.9190300.0116.7673.240.97178768.3190290.0116.7373.270.97172874.5190280.0116.7073.300.97166981.7190285.2116.7273.280.97170036.4H2=71.08m2.1.1.3 正常蓄水位下，一臺機(jī)組發(fā)電表2-3 試算表23080.0115.72114.280.9774381.923090.0115.80114.200.9783621.023091.5115.81114.190.9785007.3H3=110.76m2.1.1.4 正常蓄水位下，兩臺機(jī)組滿發(fā)表2-4 試算表230180.0116.37113.630.97166407.3230185.0116.40113.600.97170984.6230184.0116.39113.610.97170075.3H4=110.20m2.1.1.5 設(shè)計(jì)洪水位下，兩臺機(jī)組滿發(fā)表2-5 試算表235.5180.0+5000124.65110.850.97162336.1235.5188.0+5000124.66110.840.97169535.7235.5188.6+5000124.66110.840.97170076.8H5=107.51m2.1.1.6 校核洪水位下，兩臺機(jī)組滿發(fā)表2-6 試算表238200.0+7000126.94110.060.97180715.1238190.0+7000126.93110.070.97171694.8238188.2+7000126.93110.070.97170068.3H6=107.74m2.1.1.7 水頭的確定（引水式電站）2.1.2 水輪機(jī)型號選擇2.1.2.1 HL200型水輪機(jī)方案主要參數(shù)選擇2.1.2.1.1轉(zhuǎn)輪直徑查水電站表3-6得，限制工況下單位流量，效率，由此初步假定原型水輪機(jī)在此工況下的單位流量,效率91.4。水輪機(jī)額定出力（對大中型發(fā)電機(jī)）設(shè)計(jì)水頭取之相近標(biāo)稱直徑。2.1.2.1.2轉(zhuǎn)速n計(jì)算查表3-4可得HL200 型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的單位轉(zhuǎn)速初步假定 取與之接近的同步轉(zhuǎn)速214.3r/min2.1.2.1.3效率修正值的計(jì)算HL200最優(yōu)工況下,模型轉(zhuǎn)輪直徑則原型效率為：則效率正修正值93.790.7%=3.0%考慮到模型與原型水輪機(jī)在制造工藝上的差異，上面求得的中減去1%，得最終的效率正修正值=2.0%，=+=90.7%+2.0%=92.7%（與假設(shè)相同）單位轉(zhuǎn)速n的修正值故單位轉(zhuǎn)速可不加修正，也可不加修正最后求得91.4%，=68r/min，n=214.3r/min2.1.2.1.4工作范圍檢驗(yàn)在已知=94.89，=87628.9Kw的條件下得：則水輪機(jī)最大引用流量：與特征水頭、相對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速為在HL200型水輪機(jī)的模型綜合特征曲線上分別繪出，=和=的直線，這三根直線所圍成的區(qū)域就是水輪機(jī)的工作范圍，基本上包含了較多的高效區(qū)。2.1.2.1.5吸出高度Hs計(jì)算由水輪機(jī)設(shè)計(jì)工況下的參數(shù) ，在水電站中圖2-26查得 0.022.1.2.2 HL180型水輪機(jī)方案主要參數(shù)選擇2.1.2.2.1轉(zhuǎn)輪直徑查水電站表3-6得，限制工況下單位流量，效率，由此初步假定原型水輪機(jī)在此工況下的單位流量,效率91.3。水輪機(jī)額定出力（對大中型發(fā)電機(jī)）設(shè)計(jì)水頭取之相近標(biāo)稱直徑。2.1.2.2.2轉(zhuǎn)速n計(jì)算查表3-4可得HL180 型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的單位轉(zhuǎn)速初步假定 取與之接近的同步轉(zhuǎn)速187.5r/min2.1.2.2.3效率修正值的計(jì)算HL180最優(yōu)工況下,模型轉(zhuǎn)輪直徑則原型效率為：則效率正修正值94.892%=2.8%考慮到模型與原型水輪機(jī)在制造工藝上的差異，上面求得的中的減去1%，得最終的效率正修正值=1.8%，=+=94.8%+1.8%=96.6%（與假設(shè)相同）單位轉(zhuǎn)速n的修正值故單位轉(zhuǎn)速可不加修正，也可不加修正最后求得91.3%，=68r/min，n=187.5r/min2.1.2.2.4工作范圍檢驗(yàn)在已知=94.89，=87628.9Kw的條件下得：則水輪機(jī)最大引用流量：與特征水頭、相對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速為在HL180型水輪機(jī)的模型綜合特征曲線上分別繪出，=和=的直線，這三根直線所圍成的區(qū)域就是水輪機(jī)的工作范圍，只包含較少的高效區(qū)。2.1.2.2.5吸出高度Hs計(jì)算由水輪機(jī)設(shè)計(jì)工況下的參數(shù) ，在水電站中圖2-26查得 0.02 2.1.2.3HL200和HL180方案比較表2-7 方案參數(shù)對照表項(xiàng) 目HL200HL180模型參數(shù)推薦用水頭范圍（m）最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速n110最優(yōu)單位流量Q110（L/S）最高效率(%)氣蝕系數(shù)包含高效率區(qū)的多少901256880090.7%0.09多901256772092%0.078少原型參數(shù)工作水頭（m）轉(zhuǎn)輪直徑D1（m）轉(zhuǎn)速n(r/min)額定出力Nr(kw)最大引用流量Qmax(m3/s)吸出高度（m）71.08110.763.3214.387628.9100.780.57m71.08110.763.8187.587628.9103.10.57m比較之后選擇機(jī)型HL2002.1.3 水輪機(jī)安裝高程2.2 廠房內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.2.1 發(fā)電機(jī)外形尺寸估算2.2.1.1基本尺寸（1）極距（2）定子內(nèi)徑 （3）定子鐵芯長度（4）定子鐵芯外徑2.2.1.2平面尺寸 （1）定子機(jī)座外徑 （2）風(fēng)罩內(nèi)徑 （3）轉(zhuǎn)子外徑 （4）下機(jī)架最大跨度 為水輪機(jī)機(jī)坑直徑，=460cm（5）推力軸承外徑和勵(lì)磁機(jī)外徑 2.2.1.3軸向尺寸計(jì)算（1）定子機(jī)座高度時(shí)，（2）上機(jī)架高度判別型式 采用懸式發(fā)電機(jī)上機(jī)架高度 （3）推力軸承高度 勵(lì)磁機(jī)高度和永磁機(jī)高度，副勵(lì)磁機(jī) 取180cm 取220cm（其中機(jī)架高100cm） 取100cm 取80cm（4）下機(jī)架高度 懸式非承載機(jī)架 （5）定子支座支承面至下機(jī)架支承面或下?lián)躏L(fēng)板之間的距離懸式 （6）下機(jī)架支承面主主軸法蘭底面距離 取100cm（7）轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度有風(fēng)扇時(shí) （8）發(fā)電機(jī)主軸高度 （9）定子鐵芯水平中心線至法蘭盤底面距2.2.2 發(fā)電機(jī)重量估算 所以，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重=260.6t2.2.3 水輪機(jī)蝸殼及尾水管水頭范圍大于40m，采用金屬蝸殼，對于=3.3m，高頭混流水輪機(jī)，采用圓形焊接或鑄造結(jié)構(gòu)蝸殼半徑： 由水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑查得：座環(huán)外徑=520cm，內(nèi)徑=440cm ， 則： 表2-8 蝸殼漸變段內(nèi)徑數(shù)據(jù)表00260.0260.03059.7319.7379.47594.4354.4448.8120119.4379.4498.8165140.0400.0540.0210158.0418.0576.0255174.1434.1608.2300188.8448.8637.6345202.5462.5665.0尾水管尺寸 2.2.4 調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)速設(shè)備選擇2.2.4.1調(diào)速功計(jì)算 綜上所述，屬大型調(diào)速器，接力器和油壓裝置應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算和選擇。2.2.4.2 接力器選擇 接力器直徑計(jì)算：采用兩個(gè)接力器操作導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，選額定油壓為2.5MPa，則每個(gè)接力器直徑為： 接力器最大行程： 由 在模型綜合特性曲線上查得 選 式中：水輪機(jī)導(dǎo)葉最大開度 采用系數(shù)1.8則 接力器容積計(jì)算：。2.2.4.3調(diào)速器的選擇大型調(diào)速器的型號是以主配壓閥的直徑來表征的，主配壓閥的直徑 選用， 選擇與之相鄰而偏大的DT-100型電氣液壓型調(diào)速器。表2-9 調(diào)速器型號尺寸圖調(diào)速器機(jī)械柜尺寸基礎(chǔ)板尺寸電器柜尺寸重量型號l1b1h1（mm）LB（mm）MNH（mm）（Kg）DT-10070080013001200150044080023601206圖2-1 調(diào)速器尺寸示意圖2.2.4.4油壓裝置 于是選用組合式油壓裝置HYZ-2.52.2.5水輪機(jī)閥門及其附件水頭較大，故選用蝴蝶閥（配套設(shè)備：伸縮節(jié)、空氣閥、旁通閥） 查蝴蝶閥的直徑型譜圖得，壓力油源及設(shè)備，取組合式油壓裝置 HYZ-4.0表2-10 油壓裝置型號尺寸圖型號油罐長度m（mm）寬n(mm)總高H(mm)油罐高h(yuǎn)(mm)油罐外徑（mm）HYZ-4.029502000445030501300HYZ-2.524001700406028601024圖2-2 組合式油壓裝置示意圖2.2.6 起重機(jī)設(shè)備選擇臺數(shù)選擇：最大起重量 260.6t，機(jī)組臺數(shù)2臺，選用一臺雙小車起重機(jī)，跨度16m（根據(jù)廠房凈寬確定）2.3 主廠房尺寸及布置2.3.1長度2.3.1.1機(jī)組中心距需要根據(jù)下部塊體以及各樓層的具體布置來確定。下部塊體：機(jī)組中心距=蝸殼沿廠房縱軸線的長度+（L=5.40+6.60+3.0= 15.0m 取為16.0m）式中：保護(hù)層厚度1.5m考慮到柱子、發(fā)電機(jī)層樓梯布置、發(fā)電機(jī)風(fēng)罩以及梁的相互位置關(guān)系要求L=18.0米。2.3.1.2端機(jī)組段長度考慮到蝸殼層集水井和發(fā)電機(jī)層副廠房的布置，以及層間樓梯的布置與梁的沖突，端機(jī)組段長度為17.25米。2.3.1.3安裝場長度機(jī)組段長度（其中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪需要考慮2m的維修工作場地。）裝配廠和發(fā)電機(jī)同高程，可利用端部機(jī)組段部分場地，再由吊車極限位置同時(shí)控制，確定裝配場長為19.35m，廠房段總長64.15m。（其中主廠房長度為57.9m，6.25m為端部的副廠房。）2.3.2 寬度由于廠房設(shè)置蝴蝶閥，故廠房寬度取決于下部尺寸下游側(cè)塊體結(jié)構(gòu)的厚度=中心線至下游側(cè)蝸殼外緣尺寸+外墻厚度 =6.08+1.00+1.50=8.58m 取為8.50m上游側(cè)塊體結(jié)構(gòu)的厚度=中心線至上游側(cè)蝸殼外緣尺寸+蝶閥室寬度+外墻厚 =4.49+1.00+4.00+1.50=10.99m 取為11.00m取主廠房寬度為8.50+11.00=19.50m副廠房寬取為8.00m尾水平臺取為4.65m2.3.3 廠房各層高程確定2.3.3.1水輪機(jī)安裝高程 2.3.3.2尾水管底板高程 式中：h尾水管高度（m）導(dǎo)葉高度（m）2.3.3.3水輪機(jī)層地面高程 式中：水輪機(jī)安裝高程蝸殼尺寸蝸殼頂部外包混凝土的厚度2.3.3.4定子安裝高程2.3.3.5發(fā)電機(jī)層地面高程校核洪水位126.93m2.3.3.6 裝配場地面高程為方便布置公路，采用發(fā)電機(jī)層和裝配場層同高方案，同時(shí)裝配廠層和進(jìn)場公路同高，并在尾水平臺和公路低于校核洪水部分加設(shè)擋水墻。擋水墻高=校核洪水位+0.5m=127.43m2.3.3.7吊車軌頂高程 考慮到最大吊運(yùn)部件的尺寸選擇： 2.3.3.8廠房頂部高程 由吊車軌頂高程加上相應(yīng)得吊車尺寸以及廠房屋頂大梁、安全超高，經(jīng)適當(dāng)調(diào)整得：=144.74m表2-11 橋機(jī)工作參數(shù)表名義起重量t單臺小車起重量（t）跨度（l）m起重高度m速度（m/min）單臺小車重t起升運(yùn)行主鉤副鉤主鉤副鉤小車大車215021502516201613.733.523起重機(jī)最大輪壓起重機(jī)總重（t）電動(dòng)機(jī)（型號/KW）總?cè)葜兀↘W）單臺小車起重量(t)起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行主副小車大車45.0122JZR2-52JZR2-22-6JZR2-41-8119215025-3/302/7.52/114主要尺寸小車輪距LT小車輪距KT大車輪距K大梁底面至輕道距F起重機(jī)最大寬度B輕道中心距起重機(jī)外端距離B1軌道面至起重機(jī)頂端距離H44002000440014093004604300軌道面至緩沖器距離 H1車軌中心至緩沖器外端距離操作室底面至軌道面h3兩小車吊鉤間極限位置推薦用大車軌道吊鉤至軌道吊鉤至軌道hh1中心距離1200920024003100主鉤副鉤L1L2Qu-10084024011001600平衡梁吊點(diǎn)至大車軌頂極限位置610mm第3章 引水建筑物3.1 細(xì)部構(gòu)造3.1.1 隧洞洞徑隧洞采用圓形斷面，有壓隧洞經(jīng)濟(jì)流速2.54.5m/s，取為4m/s流量采用設(shè)計(jì)水頭下，兩臺機(jī)機(jī)組最大引用流量Qmax=2100.78=201.56m3/sA=50.4m2 取為8.20米3.1.2隧洞進(jìn)口段3.1.2.1 隧洞進(jìn)口形式及漸變段形式由隧洞洞線地質(zhì)圖可知隧洞進(jìn)口可選用洞式進(jìn)口,隧洞進(jìn)口頂部采用橢圓曲線連接，俯視為直線型喇叭口，內(nèi)部斷面為矩形1.1A=55.44 ，取漸變段高度與圓形隧洞同高，即h=8.2m，那么，寬度b=1.1A/8.2=6.76m，取為b=7.00m漸變段長度擴(kuò)散角 圖3-1 進(jìn)口漸變段尺寸圖3.1.2.2進(jìn)口具體形式根據(jù)國內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，喇叭口頂板的橢圓方程為： 其中：a=(1.01.5)D 通常取1.1D；由上取 取為10.00m； 取為3.50m。3.1.2.3攔污柵的設(shè)計(jì)為便于清污及減小水頭損失，過柵流速不大于1m/s攔污柵垂直凈面積攔污柵高=（10+8.2）/sin41=27.74m柵片厚度為30mm，寬度為50mm，柵條間距，經(jīng)計(jì)算=0.769攔污柵寬度設(shè)2個(gè)寬為0.6m的帶槽中墩，中墩凈距為5m 驗(yàn)算：3.1.2.4隧洞進(jìn)口頂部高程，底部高程用戈登公式估算臨界淹沒深度Scr 其中：Scr閘門低于最低水位的臨界淹滅深度；c經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取c；對稱取水時(shí)取小值0.55d閘門孔口高度mv閘門斷面的水流速度m/s最終取Scr=6.3m即隧洞進(jìn)口頂部高程 隧洞進(jìn)口底部高程= 3.2調(diào)壓室3.2.1 設(shè)置調(diào)壓室的條件3.2.1.1設(shè)置上游調(diào)壓室 式中：L 壓力水道長度（隧洞 L=1100 m， m/s鋼管 L=250 m， ）H設(shè)計(jì)水頭 94.89 m 24 s 時(shí)，可不設(shè)上游調(diào)壓室計(jì)算得所以本電站需要設(shè)置上游調(diào)壓室。3.2.1.2設(shè)置下游調(diào)壓室尾水道很短，不需要設(shè)置尾水調(diào)壓室3.2.2壓力管道設(shè)計(jì)3.2.2.1管道內(nèi)徑估算 式中： 鋼管最大設(shè)計(jì)流量；H設(shè)計(jì)水頭3.2.2.2岔管處管道直徑的確定岔管采用正Y型布置。岔管處管道直徑由大變小估算壓力管道段全長250m。3.2.3 計(jì)算托馬斷面3.2.3.1引水道的水頭損失（1）沿程水頭損失 計(jì)算選用糙率（最小）（2）局部水頭損失攔污柵處污染物附著影響系數(shù)，機(jī)械清污=與柵條形狀有關(guān)系數(shù) 2.42與柵柱形狀有關(guān)系數(shù) 1.67柵條厚或直徑0.03m柵柱厚0.6m柵條凈距0.11m柵柱凈距5m過柵平均流速喇叭口段（取減縮段面積）閘門段（2個(gè)平板閘門）三個(gè)漸變段 隧洞轉(zhuǎn)彎處= = 3.2.3.2壓力鋼管的水頭損失（1）沿程水頭損失 糙率取最大值0.013 岔管前： 岔管后：（2）局部水頭損失 轉(zhuǎn)彎段=共兩處 分岔管（一個(gè)正Y分叉，一個(gè)轉(zhuǎn)彎）= 蝶閥處全開時(shí)3.2.3.3 斷面計(jì)算 式中 ：L引水隧洞長1100m引水道斷面面積 52.78m2引水道水頭損失系數(shù) 引水道通過流量Q時(shí)的水頭損失壓力管道通過流量Q時(shí)的水頭損失為了保證穩(wěn)定性和加快削減速度，實(shí)際調(diào)壓室的面積還應(yīng)比托馬斷面大，工程中往往將其乘以1.05，所以得：3.2.4 計(jì)算最高涌波引水道水頭損失3.2.4.1 設(shè)計(jì)情況（正常蓄水位）（1）沿程水頭損失： 計(jì)算選用糙率（最?。?）局部水頭損失攔污柵處 過柵平均流速喇叭口段（取減縮段面積）閘門段（2個(gè)平板閘門）三個(gè)漸變段 隧洞轉(zhuǎn)彎處= = 3.2.4.2 校核情況（校核洪水位）（1）沿程水頭損失： 計(jì)算選用糙率（最?。?）局部水頭損失：攔污柵處 過柵平均流速喇叭口段（取減縮段面積）閘門段（2個(gè)平板閘門）三個(gè)漸變段 隧洞轉(zhuǎn)彎處= = 3.2.5 計(jì)算最低涌波引水道水頭損失（1）沿程水頭損失： 計(jì)算選用糙率（最大）（2）局部水頭損失：攔污柵處