水电站课程设计计算书
水电站课程设计计算书
水电站课程设计计算书一、工程概述本水电站课程设计的目标是设计并计算一个小型水电站的主要参数，包括水电站水头、发电机组的选型和水电站的发电能力等。
该水电站位于一个有山水资源的地区，有足够的水流来供给水电站。
设计要求是最大程度地利用水能，并确保水电站的安全性和经济性。
二、设计要求1.建设水电站的位置应选择水流充沛、水头较高的地方，以便获取更大的水能。
2.发电机组应根据水电站的设计水头，选中适当的发电机组型号。
3.给定的水流量和水头条件下，计算水电站的发电能力。
4.考虑水电站并网运行的需求，确定电压和发电机组的并网点。
5.计算水电站的经济性，包括投资回收期和净现值等。
三、设计计算1.水头计算水头是水电站发电的基础条件之一、按照要求的位置选择，确定水电站的装设高程和尾水位，计算水电站的净水头。
同时，确定引水渠的最大可能高程差，并计算引水渠的净落差。
2.发电机组选型计算根据所给水头和流量条件，选择适当的发电机组型号。
考虑机组的转速和效率等因素，计算并选择合适的发电机组。
3.发电能力计算利用所选发电机组的参数，计算水电站的额定发电能力。
4.并网运行计算确定水电站的并网电压等级，并计算发电机组与电网的并网点。
5.经济性计算依据投资、运营和维护等方面的费用，计算水电站的投资回收期和净现值。
四、设计结果经过计算，得到了该小型水电站的主要设计参数。
1.水头：根据山区资源和地势条件，确定了水电站的坝址和净水头。
2.发电机组：选择了适当的发电机组型号，确保了发电的效率和稳定性。
3.发电能力：计算出了水电站的额定发电能力，表示了水电站的发电潜力。
4.并网运行：确定了水电站的并网点和电压等级，为实现并网运行提供了基础。
5.经济性：计算了水电站的投资回收期和净现值，综合考虑了投资和运营方面的成本和收益。
五、设计总结本水电站课程设计综合考虑了水头、发电机组、发电能力、并网运行和经济性等方面的要求，达到了课程设计的目标。
本设计结果可以作为小型水电站设计和计算的参考，为实际工程的设计和建设提供了基础。
水电站课程设计计算书
水电站课程设计计算书一、引言水电站是利用水能转换为电能的重要设施，其设计计算书是水电站设计过程中的关键文件之一。
本文将详细介绍水电站课程设计计算书的条理和关键内容，确保设计的准确性和可行性。
二、设计要求水电站设计计算书的编写需要遵循以下要求：1.符合国家和行业的相关法律法规；2.满足水电站的设计准则和技术要求；3.具备清晰的结构和条理，便于审查和审批。
三、计算书内容设计计算书需要包含以下主要内容：1.项目概述：介绍水电站的位置、规模、目的和背景情况等基本信息；2.水资源调查与评价：对水源的水量分析、水质评价和水文特征进行调查与评估；3.水电站选址与方案比选：根据水资源评价结果，结合经济、环境等因素，选择最佳的水电站选址与方案；4.水电站建设规模估算：根据选址与方案确认，对水电站的装机容量、装置类型和工程规模进行估算；5.水能资源计算与评估：对选定水电站的水流量、水头、机组效率等参数进行计算和评估，确定最终发电量；6.水电站水工建筑物设计：包括坝址选择、水工结构形式、大坝类型和电站布置等设计；7.水电站电气设计：对发电机组、变压器、输电线路等电气设备进行设计，确保电力传输的安全和稳定；8.水电站工程造价估算：对水电站建设全过程的造价进行估算，包括土建工程、设备采购、施工安装等费用；9.水电站经济性分析：通过对水电站建设和运行的经济效益进行分析和评估，判断项目的可行性和可持续性；10.水电站环境影响评价：对水电站建设和运行对环境的影响进行评估，提出相应的环境保护措施；11.水电站安全评价：对水电站运行过程中的安全风险进行评估，提出相应的安全管理措施。
四、编写要点编写水电站课程设计计算书时需要注意以下要点：1.清晰明了：逻辑结构分明，各部分之间的关系和衔接清晰；2.规范准确：使用规范的单位和标准，计算过程和公式要准确无误；3.详实全面：包括水资源调查、选址、设计、经济分析、环境影响评价等主要内容；4.合理可行：设计计算结果合理可行，能够满足国家和行业的相关要求和规定；5.吸引人读：编写通俗易懂，用词简练明了，尽量避免冗长和晦涩的表达。
水电站课程设计 (2)
C H A N G C H U N I N S T I T U T E O F T E C H N O L O G Y水电站课程设计计算书学生姓名：杨山学院名称：水利工程与环境学院专业名称：水利水电工程班级名称：水电1143班学号：1106411340指导教师：董天松长春工程学院水利与环境工程学院2015 年3月目录前言 (1)一、设计资料 (2)二、水轮机选型2.1水轮机型号选择 (2)2.2装置方式的选择 (2)2.3水轮机参数2.3.1HL240型水轮机方案主要参数选择 (2)2.3.2ZZ440型水轮机方案主要参数选择 (6)2.3.3HL240型水轮机及ZZ440型水轮机两种方案的比较 (9)2.3.4HL240型水轮机四台机组方案主要参数选择 (10)2.3.5 HL240型水轮机两台机组与四台机组两种方案的比较 (10)三、水轮机蜗壳设计3.1蜗壳形式的选择 (13)3.2断面形状及包角的选择 (13)3.3进口断面面积及尺寸的确定 (13)四、尾水管设计4.1尾水管的形式 (15)4.2弯肘形尾水管部分尺寸的确定 (15)五、发电机的选择5.1发电机型式的选择 (16)5.2水轮发电机的结构尺寸 (16)六、主厂房尺寸的确定6.1主厂房长度的确定 (19)6.2主厂房宽度的确定 (20)6.3主厂房高程的确定 (21)前言本课程设计主要是水利水电枢纽工程中水电站厂房设计的部分工作。
设计目的在于培养学生正确的设计思想，理论联系实际工作的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。
培养学生综合运用所学水电站知识，分析和解决水电工程技术问题的能力；通过课程设计实践训练并提高学生解决水利水电工程实际问题的能力。
进一步巩固和加深厂房部分的理论知识，培养学生独立思考、分析问题及运用理论知识解决实际问题的能力，提高学生制图、使用现行规范、查阅技术资料、使用技术资料的能力以及编写设计说明书的能力。
水电站课程设计计算书
水电站课程设计计算书引言：水电站是一种通过水流的动能转换为电能的设施，它将水流引入并驱动涡轮机运转，通过涡轮机的旋转产生的机械能再转换为电能。
本设计计算书将对水电站的设计参数进行计算和分析，包括选址、装机容量、流量、水头等。
一、选址计算1.附近河流流量计算按照当地地理资料和水文资料，计算附近河流的流量，以评估水电潜力。
2.水头计算通过测量水流到达水电站的高度差确定水头，水头是水流所具有的势能。
3.水电站周围环境评价对选址位置的环境进行评估，包括地质构造、环境保护和社会影响等。
二、装机容量计算1.基于流量计算的装机容量通过已知的水流量和水头，计算水电站的最大装机容量。
2.基于负载需求的装机容量根据所服务区域的负载需求，计算水电站的装机容量，以满足需求。
三、流量计算1.流量计算公式根据附近河流的地理和水文数据，使用流量计算公式计算水电站水流量。
2.水流径流量测定使用水流计等设备进行水流测量，以确定实际的水流量。
四、水头计算1.水头测定方法使用水头测定仪器进行测量，包括压力计、液位计等，以获得准确的水头数值。
2.水头计算公式根据流量测量和水头测量结果，使用水头计算公式计算水电站的平均水头。
五、水电站输出功率计算根据已知的流量和水头，结合水轮机及发电机的性能曲线，计算水电站的输出功率，以评估发电能力。
六、输电线路计算计算水电站到负载区的输电线路的尺寸和材料，以确保电能能够有效输送到负载区。
结论：本设计计算书通过对水电站的各项参数进行计算和分析，为水电站的设计提供了科学依据。
选址计算评估了水电站可能的水流资源，装机容量计算满足了负载需求，流量和水头计算确定了水电站的水力潜力，水电站输出功率计算评估了其发电能力。
此外，输电线路计算确保了电能能够有效输送到负载区。
水电站课程设计计算书
水电站课程设计计算书水电站课程设计计算书一、设计任务本次课程设计的任务是设计一个水电站，要求该水电站能够充分利用水能资源，提高水力发电效率，同时满足经济性和环保性要求。
二、设计计算水轮机选择根据设计任务，我们需要选择适合的水轮机。
考虑到水头高度和流量等因素，我们选择了混流式水轮机。
水轮机的型号为HL200-LJ-250，额定功率为200MW，额定转速为250r/min。
水轮机效率计算水轮机的效率是衡量水力发电效率的重要指标。
根据所选水轮机的技术参数，我们可以计算出水轮机的效率。
具体计算公式如下：η = (输出功率 / 输入功率) × 100%其中，输出功率为水轮机产生的电能，输入功率为水轮机受到的水能。
根据所选水轮机的技术参数，输入功率为26393900 W，输出功率为20000000 W，因此水轮机的效率为：η = (20000000 / 26393900) × 100% = 75.78%3. 水头高度和流量计算水头高度和流量是影响水力发电效率的关键因素。
根据所选水轮机的技术参数，我们可以计算出水头高度和流量。
具体计算公式如下：水头高度 H = (输出功率 / 流量) × 9.81 m流量 Q = (输出功率 / 水头高度) × 1/效率根据计算结果，水头高度为31.5 m，流量为325 m³/s。
4. 水泵选择考虑到抽水蓄能电站的特点，我们需要选择适合的水泵。
根据水泵的技术参数，我们选择了离心式水泵，型号为150CDL-32-250，额定功率为150kW，额定转速为2950r/min。
水泵效率计算水泵的效率同样是衡量抽水蓄能电站效率的重要指标。
根据所选水泵的技术参数，我们可以计算出水泵的效率。
具体计算公式如下：η = (输出功率 / 输入功率) × 100%其中，输出功率为水泵产生的扬水量，输入功率为水泵受到的电能。
根据所选水泵的技术参数，输入功率为167440 W，输出功率为78669 W，因此水泵的效率为：η = (78669 / 167440) × 100% = 47.17%6. 蓄电池选择考虑到抽水蓄能电站的特点，我们需要选择适合的蓄电池。
水电站课程设计计算书[详细]
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水电(5)班水电站课程设计谭锋6312030605152016/1/6本次课程设计的主要任务是水电站的设计前言 (4)1、水轮机发电组选择 (5)1.1选择机组台数、单机容量及水轮机型号 (5)1.1.1水轮机型号选择 (5)1.2 HL230水轮机的主要参数计算 (5)1.2.1转轮直径D1计算 (5)1.2.2转数n计算 (5)1.2.3效率及单位参数修正 (6)1.2.4工作范围的检验略 (6)1.2.5吸出高度Hs计算 (6)1.2.6水轮机安装高程计算 (7)1.3选择蜗壳型式、包角、进口尺寸 (7)1.3.1蜗壳的型式 (7)1.3.2蜗壳的断面形状 (7)1.3.3蜗壳的包角 (7)1.3.4蜗壳进口断面的平均流速 (7)1.3.5蜗壳外形尺寸的计算 (7)1.4尾水管型式及尺寸设计 (8)1.4.1进口直锥段 (9)1.4.2 出口扩散段 (9)1.4.3尾水管的高度 (9)1.4.4尾水管的水平长度 (9)1.5发电机型号的选择及尺寸计算 (10)1.5.1主要尺寸估算 (10)1.5.1.1极距τ (10)1.5.1.2定子内径Di (10)1.5.1.3定子铁芯长度Lt (10)1.5.1.4定子铁芯外径Da (11)1.5.2发电机型号选择 (11)1.5.3发电机外形尺寸估算 (11)1.5.4水轮发电机的总重量估算 (12)1.5.4.1发电机转子重量按发电机总重量的12估算 (12)1.5.4.2发电机飞轮力矩GD2估算 (12)1.6调速器及油压装置的选择 (12)2、引水系统设计 (13)2.1进水口轮廓 (13)2.2进水口高程选择 (13)2.2.1进口底部高程 (13)2.2.2进口顶部高程 (13)2.3坝式进水口尺寸拟定 (13)2.3.1进口段 (13)2.3.2闸门段 (14)2.3.3渐变段 (14)2.4通气孔和进人孔 (15)2.4.1通气孔的布置原则: (15)2.4.2通气孔的面积选择 (15)2.5进人孔 (15)2.6压力管道的布置 (15)3、厂区枢纽及电站厂房的布置设计 (16)3.1主厂房的长度 (16)3.1.1机组段长度的确定 (16)3.1.2装配场长度 (16)3.1.3边机组段加长 (16)3.2主厂房的宽度 (17)3.3主厂房的高度 (17)3.3.1安装高程 (17)3.3.2尾水管底板高程 (17)3.3.3开挖高程 (18)3.3.4水轮机层地板高程 (18)3.3.5发电机层地板高程 (18)3.3.6吊车轨顶高程 (18)3.3.7厂房天花板及屋顶高程 (18)4、主厂房布置的构造要求 (19)4.1厂房内的交通 (19)4.2厂房的采光、通风和防潮 (19)4.3主厂房的分缝 (19)5、副厂房的布置设计 (19)6、吊桥选择 (19)7、结论 (19)【参考文献】 (20)前言设计题目来源于老师,本次课程设计的主要任务是水电站的设计.此次设计的目的是为了培养我们正确的设计思想,严谨的设计态度,掌握设计的基本方法.通过解决相关的设计问题,使所学的专业得以运用,进一步掌握电站的设计方法和设计原理.锻炼自己对设计说明书格式的写作.通过对众多参考资料进行比较和校正,然后选择HL230水轮机、SF3.75-7/221发电机等进行电站的设计.1、 水轮机发电组选择1.1选择机组台数、单机容量及水轮机型号 1.1.1水轮机型号选择水轮机型号选择根据该水电站的水头变化范围25.60～62.70米,在水轮机系列型谱表3-3、表3-4中查出合适的机型有HL230. 1.2 HL230水轮机的主要参数计算 1.2.1转轮直径D 1计算查表3-6可得HL230型水轮机在限制工况下的单位流量 Q1米＇=1110L/s=1.11米3/s,效率η米=85.2%,由此可初步假定原型水轮机在该工况下的单位流量Q 1＇=Q 1米＇=1.11米3/s,效率η=86.0%.上述的Q 1＇、η、和N r =15∗1034=3.75*103kw 、H r =45米代入式(3-37)可得D 1=√N r9.81∗H r √H r ηQ 1＇=√9.81∗1.11∗45∗√45∗86.0%=1.15米,选用与之而偏大的标称直径D 1=1.2米. 1.2.2转数n 计算查表3-4可得HL230型水轮机在最优工况下单位转速n 10米＇=71r/米in,初步假定n 10＇=n10米＇,将已知的n 10＇和H av =H r 0.95=450.95=47.4米,D 1=1.2米代入式(3-39)可得n =n 1＇√H av D 1=71∗√47.41.2=407.3r/米in,选用与之接近而偏大的同步转速n=428.6r/米in.1.2.3效率及单位参数修正查表3-6可得HL230型水轮机在最优工况下的模型最高效率为η米米ax =90.7%,模型转轮直径D 1米=0.404米根据式(3-15),可求出原型效率η米ax =1-(1-η米米ax )*(D 1米D 1)15=92.5%,则效率修正值为Δη=92.5%-90.7%=1.8%,考虑到模型与原型水轮机在制造工艺上的质量差异,常在已求得的Δη值中在减去一个修正值ξ.现取ξ=1.0%,则可得效率修正值为Δη=0.8%,由此可得原型水轮机在最优和限制工况下的效率为η米ax =η米米ax +Δη=90.7%+0.8%=91.5%η==η米+Δη=85.2%+0.8%=86.0%(与上述假定值相同) 单位转速的修正值按下式计算Δn 1＇=n 10米＇*(√η米ax η米米ax-1)则Δn 1＇n10米＇=(√η米axη米米ax-1)=√91.5%90.7%-1=0.44%由于Δn 1＇n10米＇⁄<3.0%,按规定单位转速可不加修正,同时,单位流量Q 1＇也可不加修正.由上可见,原假定的η=86.0%,Q 1＇=Q1米＇,n 10＇=n10米＇是正确的,那么上述计算及选用的D 1=1.2米,n=428.6r/米in 也是正确的.1.2.4工作范围的检验略 1.2.5吸出高度 H s 计算查表3-4可得σ米=0.170,由此可求出水轮机的吸出高度 为 H s ≤10-∇900-σ米∗H =10-119−74900-0.170*45=2.3米1.2.6水轮机安装高程计算Z s =∇ω+H s +b 0/2=53+2.3+0.378/2=55.489米 1.3选择蜗壳型式、包角、进口尺寸 1.3.1蜗壳的型式该电站的设计水头H r =45米>40米,则应采用金属蜗壳.由上述知该水轮机转轮直径D 1=1.2米<3米且属于高水头混流式水轮机,则应采用铸造或铸焊就够. 1.3.2蜗壳的断面形状金属蜗壳的断面均做成圆形,金属蜗壳与座环的联接方式采用与由蝶形边座环的联接方式,а=55°. 1.3.3蜗壳的包角对于金属蜗壳,采用φ0=345°. 1.3.4蜗壳进口断面的平均流速由该水轮机的设计水头H r =45米从图2-8中的经验曲线查取可得V c =6.2米/s.1.3.5蜗壳外形尺寸的计算已知水轮机的设计水头H r=45米及其相应的最大引用流量Q米ax =39.75/4=9.94米3/s、导叶高度b0=0.315D1=0.315*1.2=0.378米、座环固定导叶外径D a=1.60D1=1.60*1.2=1.92米和内径D b=1.35D1=1.35*1.2=1.62米.蜗壳进口断面的形状为圆形、包角φ0=345°和平均流速V c=6.2米/s.通过任一断面i的流量公式为Q i=Q米ax ∗φi 360º断面半径ρi=√Q iπV c断面中心距a i=r a+ρi断面外半径R i=r a+2ρi1.4尾水管型式及尺寸设计1.4.1进口直锥段单边扩散角θ=7º～9º1.4.2 出口扩散段顶板上翘角α=10º～13º支墩厚度b5=(0.1～0.15)B5=0.33米～0.49米1.4.3尾水管的高度该水电站属于低水头电站,水轮机为混流式水轮机,则取H=2.6D1=3.12米.1.4.4尾水管的水平长度尾水管的水平长度是指机组中心线至尾水管出口断面的距离,通常取L=(3.5～4.5)D1=4.2米～5.4米1.4.5尾水管的主要尺寸设计推荐的尾水管尺寸表(单位:米)1.5发电机型号的选择及尺寸计算 1.5.1主要尺寸估算 1.5.1.1极距ττ=k f √Sf 2p4=10∗√37502∗74=40.5厘米 ,(V f =K t V =1.8∗40.5=7.3米/s)1.5.1.2定子内径D i D i =2ρτπ=2∗7∗40.5π=180.5厘米1.5.1.3定子铁芯长度 L t由上述知N r =3750kW ,则查表可得系数C=3*10−6故L t=S fCD i2n e =37503∗10−6∗180.52∗428.6=89.5厘米, ( L tτ=89.540.5=2.2)1.5.1.4定子铁芯外径D a由于n e=428.6r/米in>166.7r/min,故D a=D i+τ= 180.5+40.5=221厘米1.5.2发电机型号选择由上述知该水电站可选SF－3.75－7/221型发电机组4台. 1.5.3发电机外形尺寸估算1.5.4水轮发电机的总重量估算G f=K1(S fn e )23⁄=8∗(3750428.6)23⁄=34.0t1.5.4.1发电机转子重量按发电机总重量的12估算1.5.4.2发电机飞轮力矩GD2估算GD2=K2D i3.5L t=4∗1.8053.5∗0.895=28.3t/米21.6调速器及油压装置的选择A=(200~250)∗Q∗√H米axD1=(200~250)∗9.94∗√62.7∗1.2=17244~21555N∙米为了保证工作可靠,由上述值知调速器可选用YDT−1800型调速器,采用2.5米Pa额定油压的油压装置及标准导水机构.2、引水系统设计2.1进水口轮廓由于本电站为坝后式水电站,故进水口的型式为坝式进水口.钢管经济直径D=√5.2Q米ax3H7=√5.29.943457=1.966米、经济流速V=5~7米/s蜗壳进口断面直径2ρ米ax=2∗0.7=1.4米,取引水道直径D=1.5米则引水道面积A‘=π4D2=1.767米22.2进水口高程选择2.2.1进口底部高程有压式进水口应低于运行中可能出现的最低水位并有一定的淹没深度 ,通常应在水库设计淤沙高程以上0.5~1.0米.故本电站进口底部高程可取80.6米.2.2.2进口顶部高程避免进水口前出现吸气漏斗和漩涡的临界淹没深度S cr=CV√d=0.55*9.94π∗1.524∗√2=4.375米则进口顶部高程为 90-4.375=85.625米2.3坝式进水口尺寸拟定2.3.1进口段进口段的作用是连接拦污栅与闸门段.其横断面为矩形,单孔.为使水流平顺的进入引水道,减少水头损失,进口流速控制为 1.5米/s.根据国内外实践经验,进口顶板的椭圆曲线方程为x2 a +y2b=1(其中a=1.1D=1.65米,D为引水道直径;b=1/3D=0.5米;a/b=3.3.)进口断面面积 A=A‘c∗cosθ= 1.7670.6∗cos2.99米22.3.2闸门段闸门段式进口段和渐变段的连接段,是安装闸门(工作闸门和检修闸门)和启闭设备的部分.闸门段通常设计成横断面为矩形的水平段,其高度等于引水道直径D=1.5米,宽度取1.3米,整个闸门段过水断面与后接的引水道面积的比值为1.1 : 1倍左右.闸门段的长度主要取决于整套闸门设备布置的需要,检修闸门和工作闸门之净距不小于闸门净高、宽的0.4倍,且不小于闸门的安装、维护工作所需的净空间.2.3.3渐变段渐变段是矩形闸门段到圆形压力引水道的过渡段,为保证过渡段的水流平顺,减少水头损失,避免产生真空或汽蚀现象,由矩形变到圆形的过渡段通常采用在四角过渡,圆弧的中心位置和圆角半径r均按直线规律变化.渐变段长度 ,根据经验一般为压力引水道直径1.0~1.5倍,取L=1.25D=1.875米,收缩角取7°.坝式进水口渐变段轴线通常为直线.2.4通气孔和进人孔2.4.1通气孔的布置原则:（1）通气孔的顶部高程(外口)应在水库最高水位以上,以防水流溢出,并加拦栅保护,防止堵塞及危害运行人员.（2）通气孔内应尽量靠近闸门下游面,并设在门后管道顶部.（3）通气孔运用方便,形体平顺,以减少气流阻力.（4）有条件时尽可能将通气孔与闸门井或检查竖井结合共用,节省投资.2.4.2通气孔的面积选择A=Q aV米ax =9.9450=0.198米2.5进人孔为方便压力引水道内部的检修,须设置进人孔,采用1米见方的方形.2.6压力管道的布置该电站为坝后式水电站,采用坝式进水口,故压力管道为坝内压力钢管,采用单管单机供水,倾斜布置.3、厂区枢纽及电站厂房的布置设计本电站厂房布置在坝之后,且与公路布置在同一岸.厂坝采用分离式布置,即在厂坝之间设一道沉陷温度伸缩缝,彼此隔开,厂坝之间的力不互相传递.厂房的取水口布置在上游面,引水道设置在坝体内.3.1主厂房的长度3.1.1机组段长度的确定故机组段长度L1+x−x=3.859+3.782=7.641米3.1.2装配场长度L2=1.5*7.641=11.462米3.1.3边机组段加长∆L=1.0D1=1.2米则主厂房的长度 L=4L1+装配场长度L2+边机组段加长∆L=43.226米3.2主厂房的宽度以厂房中心线为界,厂房宽度 B可分为上游侧宽度B1和下游侧宽度B2两部分.厂房宽度 B=B u+B dB u=ϕ32+δ3+A(其中ϕ3=4.763米,δ3=0.4米)选择上游侧吊运,则上游侧较宽.此外,发电机层交通应畅通无阻.一般主要通道宽度 2~3米,次要宽度 1~2米.在机旁盘前还应留有1米宽的工作场地,盘后应有上下游侧分别布置水轮机辅助设备和发电机辅助设备.故此时A=2.5+1.2+1+1=5.7米.则上游侧宽度B u=ϕ32+δ3+A=4.7632+0.4+5.7=8.482米.下游侧宽度B d=ϕ32+δ3+A=4.7632+0.4+1.2=3.982米(此时A只取次要宽度 1.2米).蜗壳在-Y方向的尺寸和蜗壳外的混凝土厚度B i=R0+1.0=2.359+1.0=3.359米<B d=3.982米.则主厂房宽度 B=B u+B d=8.482+3.982=12.464米.选用75～250t桥式起重机,吊车标准宽度L k=13.5米.故主厂房宽度确定为13.5米.3.3主厂房的高度首先定出各层的高程,才能确定主厂房的高度 .厂房各层的高程,主要有安装高程、尾水管底板高程、开挖高程、水轮机层地板高程、发电机层地板高程、吊车轨顶高程、厂房天花板及屋顶高程等.3.3.1安装高程∇安= ∇W+ H s+ b0/2=53.00+2.3+0.378/2=55.489米(式中∇W 为电站运行时出现的最低下游水位)3.3.2尾水管底板高程∇尾= ∇安-b0/2-H尾=55.489-0.378/2-3.12=52.18米(式中H尾为尾水管的高度 ) 3.3.3开挖高程∇挖=∇尾-混凝土底板厚度 (约1~2米)=52.18-1.5=50.68米3.3.4水轮机层地板高程∇水=∇安+ b0/2+蜗壳顶部混凝土厚度(约1米)=55.489+0.378/2+1.0=56.678米3.3.5发电机层地板高程∇发= ∇水+进人孔高度 (约2米)+混凝土结构厚度 (约1米)+定子外壳高度 =56.678+2+1+1.705=61.383米3.3.6吊车轨顶高程∇吊=∇发+最大部件高度 +高度方向的安全距离或∇吊=∇发+h6+h7+h8+h9+h10(h6为吊运设备时需跨越的固定设备或建筑物的高度 ;h7为吊运部件与固定物之间的垂直安全距离,不应小于0.3米;h8为起吊设备的高度 ;h9为吊具高度 ;h10吊车主钩至轨顶的最小距离.)则∇吊=∇发+h6+h7+h8+h9+h10=61.383+4+0.4+5.542+0.2+1.3=72.825米3.3.7厂房天花板及屋顶高程∇天=∇吊+吊车尺寸+0.2=72.825+3.7+0.2=76.725米∇顶=∇天+屋顶大梁高度+屋面板厚度=76.725+1.2+0.8=78.725米主厂房的高度 = ∇顶-∇挖=78.725-50.68=28.045米4、主厂房布置的构造要求4.1厂房内的交通为了便于安装检修及运行管理、处理事故等交通需要,主副厂房应在各层之间设置有楼梯,在平面应有交通道.主要楼梯经常有人上下,使用频繁,宽度取1.8米,坡度为25°,型式为双跑楼梯.楼梯的踏步30厘米,高20厘米.封顶高度为2.4米.栏杆高度为1.0米.蜗壳进人孔和尾水管进人孔处,设爬梯,爬梯长2.5米.4.2厂房的采光、通风和防潮本电站采用坝后式厂房,采光采取自然采光采光窗户高度 1.5米.但下游设计洪水位为64.39米大于发电机层61.383米,则应辅以人工照明.采用自然通风.在冬季,采取将发电机风罩打开一个窗口,将发电机产生的热量送入主厂房中取暖.水轮机层和母线道等处,靠机电设备发出的热量维持必须的温度 .防潮可采取防止渗漏、加强通风、加强排水等措施.在各运行层设置防水龙头防止火灾.4.3主厂房的分缝本电站两机组设置一条伸缩缝.其宽度为5厘米.5、副厂房的布置设计为了保证机组正常运行,在主厂房近旁布置的各种辅助机电设备、控制、试验、管理和运行人员工作和生活的房间,称为副厂房.对于本电站,副厂房设置上游侧.宽度为7.6168米,长为32.542米.6、吊桥选择本电站吊桥宽度由3.2主厂房的宽度计算可知吊车标准宽度L k=13.5米7、结论在设计过程中,我手机了很多的工程设计资料,仔细了解设计原资料,从工程概况、方案讨论及订正到图纸结构设计,以科学的理论知识为基础,以工程实例为依据,根据国家标准规范,结合科学手段精心设计完成.实际和设计经验,错误在所难免,敬请诸位老师批评指正为谢. 【参考文献】[1]水电站第4版,中国水利水电出版社,010.[2] 水电站厂房设计规范SL266-2001.[3] 水电站机电设计手册－水力机械.[4] 水电站建筑物设计参考资料.。
水电站课程设计计算书
水电站课程设计计算书一、引言水电站作为我国可再生能源发电的重要组成部分，其设计与建设在很大程度上影响着我国能源安全和生态环境。
本文旨在探讨水电站设计的基本原理及运行管理，以期为水电站建设与发展提供参考。
二、水电站概述1.定义与分类水电站是根据水力资源开发程度和用途进行分类的，主要包括大型、中型和小型水电站。
水电站可以分为坝式、引水式和混合式等类型。
2.组成与功能水电站主要由挡水建筑物、泄水建筑物、水轮发电机组、输电线路等组成。
其功能是将水力资源转化为电能，满足社会用电需求。
三、水电站设计基本原理1.水文计算水文计算是水电站设计的基础，主要包括降雨量与径流、设计洪水等。
通过对水文数据的分析，为水电站工程规模和建筑物型式提供依据。
2.工程地质与地形地质工程地质与地形地质是水电站设计的另一重要依据。
地质构造、地形地貌等因素直接影响着水电站的建设成本和运行安全。
3.水资源评价水资源评价包括水资源总量、水资源利用条件等，为水电站的开发和利用提供指导。
四、水电站设计步骤与方法1.前期工作前期工作主要包括勘察测量、项目立项等。
勘察测量旨在了解工程地质、地形地貌、水资源等情况，为设计提供依据。
项目立项则是确保水电站项目合法合规的关键环节。
2.设计阶段设计阶段主要包括初步设计和施工图设计。
初步设计是根据前期工作成果，确定水电站工程规模、建筑物型式、机电设备等。
施工图设计则是对初步设计进行细化，为施工提供详细图纸。
3.施工与验收施工与验收阶段主要包括土建工程、机电设备安装和工程验收。
土建工程是为水电站建筑物提供基础工程，机电设备安装则是将水轮发电机组等设备安装到位。
工程验收是对水电站建设成果的全面检查，确保工程质量。
五、水电站运行与管理1.运行管理运行管理主要包括调度与运行方式、设备维护与检修。
调度与运行方式是根据电力系统需求和水资源条件，合理分配发电任务。
设备维护与检修则是确保水电站设备正常运行的关键。
2.安全管理安全管理主要包括安全生产、应急预案。
水电站课程设计计算书
水电站课程设计计算书摘要：一、引言二、水电站概述1.水电站的定义和分类2.水电站的基本组成三、水电站的设计与计算1.水电站的选址与规划2.水电站的工程设计3.水电站的设备选型与计算四、水电站的运行与管理1.水电站的运行原理2.水电站的运行管理3.水电站的安全与环保五、案例分析1.某水电站的设计与运行情况介绍2.该水电站的经济效益与社会影响六、总结与展望1.水电站的发展历程与现状2.水电站的未来发展趋势与挑战正文：一、引言水电站作为一种重要的可再生能源发电设施，在我国能源结构调整和绿色低碳发展方面发挥着重要作用。
本文旨在对水电站的设计、计算、运行与管理等方面进行详细阐述，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、水电站概述1.水电站的定义和分类水电站是指利用水力资源进行发电的设施，主要包括坝式水电站、引水式水电站和潮汐水电站等。
根据水电站的规模和用途，又可分为大型水电站、中型水电站和小型水电站等。
2.水电站的基本组成水电站主要由拦河坝、水电站厂房、发电机组、输电线路等部分组成。
拦河坝用于拦截水流，形成水库，水电站厂房用于安装发电机组，发电机组将水流的能量转化为电能，输电线路则负责将电能传输至用户。
三、水电站的设计与计算1.水电站的选址与规划水电站的选址需充分考虑水力资源、地质条件、环境保护等多方面因素。
在规划阶段，需对水电站的规模、类型、工程投资、建设周期等进行预测和评估。
2.水电站的工程设计水电站的工程设计主要包括拦河坝设计、水电站厂房设计、发电机组选型等。
拦河坝设计要考虑坝型选择、坝高、坝宽等因素；水电站厂房设计要考虑厂房布局、结构形式、通风排水等；发电机组选型要考虑机组类型、容量、转速等。
3.水电站的设备选型与计算水电站设备的选型与计算需结合水电站的规模、类型、负荷特点等因素进行。
主要设备包括水轮发电机组、电气设备、辅助设备等。
设备选型时要考虑设备的可靠性、经济性、安全性等；设备计算时要考虑设备的容量、台数、型号等。
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水电站厂房课程设计计算书1．蜗壳单线图的绘制 1.1 蜗壳的型式根据给定的基本资料和设计依据，电站设计水头Hp=46.2m ，水轮机型号 ：HL220-LJ-225。
可知采用金属蜗壳。
又Hp=46.2m>40m ，满足《水电站》（第4版）P32页对于蜗壳型式选择的要求。
1.2 蜗壳主要参数的选择金属蜗壳的断面形状为圆形，根据《水电站》（第4版）P35页可知：为了获得良好的水力性能及考虑到其结构和加工工艺条件的限制，一般取蜗壳的包角为0345ϕ=。
通过计算得出最大引用流量max Q 值，计算如下： ○1水轮机额定出力：15000156250.96frfN N KW η=== 式中：60000150004f KWN KW ==，0.96f η=。
○2'31max 3322221156251.11 1.159.819.812.2546.20.904rp N Q m s D H η===<⨯⨯⨯（水轮机在该工况下单位流量''311 1.15M Q Q m s ==由表3-6查得）。
○3'23max1max 1 1.11 2.2538.2Q Q D m s ==⨯=。
由蜗壳进口断面流量max 0360c Q Q ϕ=，得334538.236.61/360c Q m s =⨯=。
蜗壳进口断面平均流速V c 由《水电站》（第4版）P36页图2-8（a ）查得，5.6/c V m s =。
由《水力机械》第二版，水利水电出版社）附录二表5查得：3250,3850b a D mm D mm ==，则1625 1.625,1925 1.925b a r mm m r mm m ====。
其中：b D —座环内径；a D —座环外径；b r —座环内半径；a r —座环外半径。
座环示意图如下图所示：图1 座环示意图（单位：mm ）1.3 蜗壳的水力计算（1）对于蜗壳进口断面（断面0）： 断面面积 35375.66.561.36m V Q F c c c ===断面的半径 m F cc 443.1537.6===ππρ从轴中心到蜗壳外缘的半径：m r R c a c 811.4443.12925.12=⨯+=+=ρ 即断面0：m 443.10=ρ，m r r a 925.10==，m R R c 811.40==。
（2）对于中间任一断面：蜗壳半径常数为：25.1062)443.12925.1(925.1443.1925.1345)2(000=⨯+⨯-+=+-+=ρρϕa a a r r r C设i ϕ为从蜗壳鼻端起算至断面i 处的包角，则该断面处的： 断面半径：Cr Ciii ϕϕρ02+=断面外半径：i a i r R ρ2+= 各段计算结果如下表所示：表1 蜗壳水力计算表断面0 345 0.325 1.250 1.118 1.443 4.811 13300.3111.1961.0941.4044.7342 315 0.297 1.142 1.068 1.365 4.6553 300 0.282 1.087 1.043 1.325 4.5754 285 0.268 1.033 1.016 1.285 4.4945 270 0.254 0.979 0.989 1.243 4.4126 255 0.240 0.924 0.961 1.201 4.3287 240 0.226 0.870 0.933 1.159 4.2428 225 0.212 0.815 0.903 1.115 4.1559 210 0.198 0.761 0.872 1.070 4.06510 195 0.184 0.707 0.841 1.024 3.97411 180 0.169 0.652 0.808 0.977 3.87912 165 0.155 0.598 0.773 0.929 3.78213 150 0.141 0.544 0.737 0.879 3.68214 135 0.127 0.489 0.699 0.827 3.57815 120 0.113 0.435 0.659 0.772 3.47016 105 0.099 0.381 0.617 0.716 3.35617 90 0.085 0.326 0.571 0.656 3.23718 75 0.071 0.272 0.521 0.592 3.10919 60 0.056 0.217 0.466 0.523 2.97120 45 0.042 0.163 0.404 0.446 2.81721 30 0.028 0.109 0.330 0.358 2.64122 15 0.014 0.054 0.233 0.247 2.42023 0 0.000 0.000 0.000 0.000 1.925根据表1的计算结果可以画出蜗壳单线图，如下图所示：图2 金属蜗壳的平面单线图（单位：m）2 .绘制尾水管单线图D=225cm=2.25m。
选用的水轮机型号为HL220-LJ-225，即水轮机的标称直径1根据已知的资料，得此水电站尾水管对应的尺寸如下：5尾水管单位参数示意图（5-1）为了减少尾水管的开挖深度，采用弯肘形尾水管，由进口直锥段、肘管和出口扩散段三部分组成。
(1)进口直锥管进口直锥管是一垂直的圆锥形扩散管，3D 是直锥管的进口直径：对于混流式水轮机由于和基础环相连接，可取3D 等于转轮出口直径2D ，即m D 507.213==φ,m D 114.324==φ。
3h 为直圆锥管的高度，m H H h 194.2431.3625.5323=-=-=。
（2）肘管肘管是一90变截面弯管,其进口为圆断面，出口为矩形断面。
水流在肘管中由于转弯受到离心力的作用，使得压力和流速的分布很不均匀，而在转弯后流向水平段时又形成了扩散，因而在肘管中产生了较大的水力损失。
根据《水力机械》第二版，水利水电出版社）P103页，曲率半径越小则产生的离心力越大，一般推荐使用的合理半径4(0.6~1.0)R D =，外壁6R 用上限，内壁7R 用下限。
故64741.0 3.114,0.60.6 3.114 1.868R D m R D m =⨯==⨯=⨯=。
(3)出口扩散段121210.4, 3.161, 6.041,9.202L m L m L L L m α====+= (4)尾水管的高度总高度h 是由导叶底环平面到尾水管之间的垂直高度。
由于mD D D 507.2321==<，故属于高比转速的混流式水轮机。
增大尾水管的高度h ，对减小水力损失和提高ωη是有利的，特别是对大流量的轴流式水轮机更为显著。
但对混流式水轮机尾水管中产生的真空涡带在严重的情况下不仅影响机组的运行而且还会延伸到尾水管地板引起机组和厂房的振动。
为了改善这一情况，常采取增大尾水管高度h 的办法，但将会增大开挖量，经过试验，一般对于高比速取12.6h D ≥。
16.593 2.6 5.85h m D m=>=,故满足要求。
绘制尾水管单线图如下：（单位m ）图3 尾水管单线图（单位：m ）3 .拟定转轮流道尺寸根据《水电站动力设备设计手册》P26页表1-12，已知1' 1.0D m =时220HL 型的尺寸，可以求得1 2.25D m =时的HL220转轮流道尺寸，如下表：表3 HL220-LJ-225转轮流道尺寸1D2D 3D 4D 5D 6D 0b 1h 2h 3h 4h1 1.082 0.928 0.870 0.478 0.116 0.250 0.054 0.165 0.482 0.309 2.252.435 2.088 1.958 1.076 0.261 0.563 0.122 0.371 1.085 0.695图4 水轮机转轮流道尺寸（单位：m ）4. 厂房起重设备的设计水电站厂房内桥式起重机的容量大小通常取决于起吊最重件(发电机转子带轴重)的重量，其跨度决定于桥式起重机标准系列尺寸，起重机台数取决于机组台数的多少，大小和机组安装检修方式。
本水电站吊运构件中最重的为发电机转子带轴重为82.6100t t <，且机组台数4n =。
故选1台单小车桥式起重机，型号为100/20t t 。
其具体数据如下：取跨度：16L m =； 起重机最大轮压：35.9t ；起重机总重：77.3t ； 小车轨距：4400T L mm =； 小车轮距：2900T K mm =； 大车轮距；6250K mm =；大梁底面至轨道面距离：130F mm =； 起重机最大宽度：8616B mm =； 轨道中心至起重机外端距离：1400B mm =； 轨道中心至起重机顶端距离：3692H mm =； 主钩至轨面距离：1474h mm =；吊钩至轨道中心距离（主）：122655,1900L mm L mm ==； 副吊钩至轨道中心距离：341300,2355L mm L mm ==； 轨道型号：100QU 。
5 .确定主厂房的轮廓尺寸5.1 主厂房总长度的确定厂房长度取决于机组段长度、机组台数和装配场长度。
于是主厂房的总长度L 可由下式求得：321)1(L L L n L ++-=式中n 为机组台数，1L 为机组段长度，2L 为端机组段长度，3L 为装配场长度。
(1)机组段长度的确定机组段长度1L 也就是机组的中心距离。
它随水电站类型和机型而不同，主要由蜗壳、尾水管、发电机风罩在x 方向（厂房纵向）的尺寸来定，并考虑机组附属设备及主要交通道、吊运通道、闸孔的布置等所需的尺寸。
机组段长度1L 可按下式计算： x x L L L -++=1x L +为机组段+x 方向的最大长度，x L -为机组段-x 方向的最大长度。
1L 应为蜗壳层、尾水管层和发电机层的最大值。
1) 蜗壳层：m R m m R 782.3,4.1,811.4211===δ m R L x 111.63.1811.411=+=+=+δ m R L x 082.53.1782.311=+=+=-δ则m L L L x x 193.11082.5111.61=+=+=-+。
其中:1R 为0345i ϕ=时的i R ，即1R =4.811m2R 为165i ϕ=时的iR ，即2R =3.782m1δ为蜗壳外包混凝土的厚度，初步设计时取1.2-1.5m ，这里取1.3m 。
2) 尾水管层：（对称尾水管）m B m B B 2),2(8m ,988.725====δ见表实际取m B L L x x 622822=+=+==-+δ 则m L L L x x 12661=+=+=-+。
其中:B ——尾水管宽度；2δ——尾水管边墩混凝土厚度，一般取1.5~2.0m ，此处取2.0m ；3) 发电机层：338.4,0.3,3m m b m φδ=== 338.430.362222x b L m φδ+=++=++= 338.430.362222x b L m φδ-=++=++=则16612x x L L L m +-=+=+=。