水电站建筑物课程设计
水电站厂房课程设计西华
课程设计报告（理工类）课程名称: 水电站建筑物课程设计课程代码: 8511961学院(直属系): 能源与环境学院年级/专业/班: 2010级/水利水电工程/2班学生姓名:学号: 332010*********实验总成绩:任课教师: 杨耀开课学院: 能源与环境学院水电站厂房课程设计任务书西华大学能源与环境学院2012年5月一、课程设计的目的课程设计是以工程实例为题，由学生独立思考，灵活应用有关的布置原则和要点，自己动手布置厂房，从而巩固和加深厂房部分的理论知识，并进一步培养学生的计算、制图和应用技术资料的技能。
二、课程设计的内容与要求设计的内容概括地说，就是在给定工程枢纽布置和厂区位置的前提下，利用现有资料进行厂房布置设计。
具体内容包括：1．确定主厂房的轮廓尺寸；确定厂房轮廓尺寸时有关机组和设备的尺寸可由给定的基本数据查找或查阅有关的工具书。
2．绘出蜗壳与尾水管单线图，拟定转轮流道、座环等尺寸；3．选择厂房起重设备；4．进行厂区布置；厂区布置可在地形图上绘出，要求至少拟定两个方案进行比较后，确定一个方案。
5．进行厂房布置；厂房布置的具体内容包括主、副厂房的布置和对厂房结构布置的考虑，说明如下：①在布置主、副厂房的同时，对厂房的结构布置一定要有考虑，包括：a．主厂房的分缝b．一、二期混凝土的划分c．止水的设置d．下部块体结构的布置，包括机墩、蜗壳混凝土、尾水管的结构型式、尾水闸墩、上下游墙等的结构布置，在下部块体中要设哪些工作孔道，在什么位置等。
e．上部结构布置，包括主厂房构架、屋顶结构、吊车梁、发电机层板梁柱等。
②厂房机电设备的布置，主要包括以下五个方面的布置：a．电站主接线图规定的一次回路系统线路怎么走，发电机引出线，引出后如何经低压配电装置进主变，是否设置母线道？b．水轮机调速系统布置在上游还是下游？相应的操作柜和机旁盘怎么布置？c. 主厂房内各层都布置那些设备？d. 厂内起重设备如何布置？如机组检修、主变检修，蝶阀吊装等。
朱家滩水电站设计-水工建筑物课程设计
目录第一章基本资料 (3)1.1 工程概况 (3)1.2 工程规模 (3)1.3 流域概况 (3)1.4 气象资料 (4)1.5 水文资料 (4)1.5.1洪水 (4)1.5.2泥沙 (5)1.5.3河道水位流量关系曲线 (5)1.6 地质资料 (7)1.6.1坝址区工程地质概况 (7)（1）地形地貌 (7)（2）地层岩性 (7)1.6.2坝址基岩物理力学参数 (8)第二章工程总体布置 (9)第三章溢流坝坝体设计 (11)3.1 泄流方式选择 (11)3.2 洪水标准的确定 (11)3.3 流量的确定 (11)3.4 单宽流量的选择 (11)3.5 孔口净宽的拟定 (12)3.6 定型水头的确定 (12)3.7 堰型的确定 (12)3.7.1顶部曲线段 (12)3.7.2 反弧段设计 (14)3.8 确定上游水位 (14)3.9 消能防冲设计 (16)3.9.1确定消能形式 (16)3.9.2消力池设计 (17)（1）护坦构造 (17)（2）消力池长的确定 (18)3.10溢流坝稳定分析 (18)第四章冲沙闸设计 (23)4.1 冲沙闸尺寸设计 (23)4.1.1泥沙止动流速的计算 (23)4.1.2冲沙流速的计算 (23)4.1.3沉沙槽尺寸的计算 (24)4.1.4闸墩设计 (25)4.1.5胸墙设计 (25)4.1.6工作桥尺寸拟订 (26)4.1.7冲砂闸门 (26)4.2 冲沙闸防渗设计 (26)4.3 冲沙闸闸室稳定验算 (27)4.4消能防冲设计 (31)4.4.1消力池长度计算 (31)4.4.2消力池深度 (33)4.4.3消力池底板厚度计算 (33)4.4.4排水设备 (34)4.4.5止水设计 (35)4.4.6上下游岸坡防护 (35)第五章进水闸设计 (36)5.1 基本资料 (36)5.1.1基本尺寸确定 (36)5.1.2基本高程确定 (36)5.2 水力计算 (37)5.2.1过闸流速确定 (37)5.2.2水头损失计算 (37)5.2.3进水闸过流能力验算 (38)第六章细部构造设计 (39)6.1 坝顶构造 (39)6.2 坝体的分缝 (39)6.3 止水设计 (39)6.4混凝土标号分区 (40)6.5 坝体排水 (42)6.6 廊道系统 (42)6.5.1 坝基灌浆廊道 (43)6.5.2 检查及坝体排水廊道 (43)第七章地基处理设计 (44)7.1 清基开挖 (44)7.1.1 开挖原则 (44)7.1.2 开挖设计 (44)7.1.3 坝基清理 (44)7.2 坝基加固 (44)7.3 防渗排水 (45)7.3.1 帷幕灌浆 (45)（1）帷幕灌浆目的 (45)（2）帷幕灌浆范围 (45)（3）帷幕灌浆设计 (46)7.3.2 坝基排水 (47)7.4 软弱带处理 (47)7.4.1 断层破碎带的危害 (47)7.4.2 断层破碎带处理措施 (47)第一章基本资料1.1 工程概况朱家滩水电站选择枢纽布置在朱家滩村上游300m的渭河主干流上，上游距小水河汇入口1.8km。
水电站建筑物课程设计样板图
水电站建筑物课程设计样板图
关于样板图的几点说明：
1.此套图纸仅供参考，图中也有很多布置和结构问题，请看懂之后作为参考，不能一一照搬；
2.图纸材料标注详细，完整，可以参考；
3.图纸总体尺寸和文字标注不完全，具体布置和结构问题根据各张图纸，下有说明，不一定完全，请将布置设计图给老师检查；
4.此图打印可调整为A4，不清楚的地方请答疑。
此图为厂房横剖面图，对应厂房水轮机层平面图的A-A（必须标注）。
其中的主要问题：
1.发电机层平面无机旁盘，无发电机转子和水轮机转轮起吊位置示意；
2.主要设备未进行文字标注；
3.上游侧水轮机层地面和下游侧不一致，且楼板偏厚；
4.上游侧集水井未标注尺寸；
5.下游侧尾水平台下设置了母线室，可取消；
6.下游侧尾水平台注意尾水闸门的开孔。
1.发电机层平面图和水轮机层平面图，详细位置见横剖面图的C-C，D-D；（必须标注）
2.发电机层未布置机旁盘（位置和横剖面一致）；
3.发电机层大门可只设置在安装间；
4.安装间请布置一台机组检修的4大件；
5.发电机层必须设计起重机吊钩极限线，点化线表示；
6.水轮机层平面上下游侧不同高，注意设计时要解决的问题；
7.水轮机层下游侧可不考虑设计母线廊道。
1.蜗壳层向上的楼梯可不设计为旋转楼梯；
2.尾水管进人孔E-E没剖到，应该为虚线表示；
3.蝶阀室的立柱可取消。
水电站建筑物课程设计指示书
水电站建筑物课程设计指示书一、课程设计要求根据给定电站资料，进行电站主厂房结构布置设计及副厂房布置。
1、设计任务（1）根据提供的水力机械及设备，确定主厂房的长度和宽度，合理布置各种电气、水机及辅助设备，使各设备密切配合，运行可靠，管理方便。
（2）确定厂房基础开挖高程、水轮机安装高程、水轮机层地面高程、发电机层地面高程、吊车轨顶高程、屋顶高程，并选择合适的吊车。
（3）设计布置厂房构架柱、吊车梁、屋顶大梁、发电机层主、次梁、屋面板、各层楼板、楼梯、墙、门窗、各类检修孔洞及通道，发电机机墩及蜗壳、尾水管所在的下部块体结构。
（4）确定主副厂房的相对位置关系，根据各辅助设备、管理室的作用合理布置副厂房中各层房间。
2、要求提交成果（1）主厂房横剖面图一张；（2）主厂房发电机层平面图一张；（3）主厂房水轮机层、蜗壳层平面图一张；（4）厂房布置设计说明书一份，对厂房各特征高程计算、平面尺寸确定、各结构尺寸设计进行说明，要求1000 字以上。
3、设计成果要求（1）厂房结构正确，布置合理；（2）厂房剖面图和平面图各建筑物和设备一一对应，厂房结构剖、视关系正确，材料符号标注正确；（3）图中尺寸标注正确、完整、清晰；（4）图中线条清晰，层次分明，图中文字、数字一律采用工程字；（5）图面布局合理，美观整洁。
二、厂房布置设计步骤1、厂房布置设计图绘制比例为1:100。
绘制厂房横剖面、发电机层平面、水轮机层蜗壳层平面共3张图。
这些图是相互配合绘制的，可以先绘制厂房横剖面图，然后绘制厂房平面图。
2、绘制厂房横剖面图步骤如下：（l）绘出机组安装高程，机组安装高程可定在纵坐标35cm左右，机组中心可定在横坐标35—40cm左右；（2）绘出水轮机和蜗壳的轮廓尺寸；（3）绘出尾水管的轮廓尺寸；（4）绘出发电机及其通风道尺寸；（5）确定蜗壳四周二期混凝土的厚度，绘出水轮机层地面高程；（6）确定机墩型式并绘出机墩二期混凝土尺寸；（7）确定发电机安装方式，结合厂房下游水位（即设计最高水位），绘出发电机层地面高程；（8）根据有无蝴蝶阀和是否布置在主厂房内，确定厂房上游侧边墙的位置，并作为构架上游柱的基础，确定上游侧边墙的厚度。
《水电站建筑物》课程设计——吉达水电站厂房设计共21页
目录一、摘要 (1)二、引言 (2)三、基本资料 (3)1 工程基本情况 (3)2 工程特性表 (5)四、厂房设计说明书 (8)1 绘制蜗壳单线图 (8)1.1 蜗壳形式 (8)1.2 选择蜗壳主要参数 (8)1.3 蜗壳水力计算 (9)2 尾水管单线图的绘制 (10)3 设计转轮流道尺寸 (12)4 厂房起重设备设计 (13)5 主厂房轮廓尺寸设计 (14)5.1 厂房总长度的确定 (14)5.2 主厂房宽度的确定 (14)5.3 厂房各层高程确定 (18)5.4 安装间设计 (21)6 厂区布置 (21)7 副厂房设计 (23)8 主变压器、开关站和输电线路 (24)9 主厂房内部布置 (24)10 结构设计 (25)11 厂房混凝土分期浇筑 (25)12 总结 (26)一、摘要本次课程设计是在已知吉达水电站相关数据的基础上，对其厂房进行设计，具体设计内容如下：1、首先由给定的基本数据查找或查阅有关的工具书确有关机组和设备的尺寸；2、根据已知数据绘出蜗壳与尾水管单线图，拟定转轮流道、座环等尺寸；3、选择厂房起重设备，并摘录该设备相关参数，以供后续计算时取用；5、根据已知数据，结合工程经验及导师意见，设计厂房轮廓尺寸；6、进行厂区布置，按要求设计两种布置方案，并结合各种工程、经济因素进行必选后最终确定一种布置方案；7、进行厂房布置：①对厂房的结构布置的考虑，包括：a．主厂房的分缝 b．一、二期混凝土的划分c．止水的设置 d．下部块体结构的布置 e．上部结构布置②厂房机电设备的布置，主要包括以下五个方面的布置：a.电站主要线路系统设计b．水轮机调速系统及相应的操作柜和机旁盘布置c. 主厂房内各层设备布置d. 厂内起重设备布置 e. 厂内交通安排③副厂房的布置及参考面积二、引言水电站厂房是水电站主要建筑物之一，是将水能转化为电能的综合工程设施。
厂房中安装水轮机、水轮发电机和各种各种辅助设备。
通过能量转换，水能发电机发出电能，经变压器、开关站等输入电网送往用户。
水电站建筑物课程设计教学大纲概要
《水电站建筑物课程设计》教学大纲学分：1.5 学时：1.5周课程性质：实践教学面向专业：水利水电工程专业一、课程设计的性质与任务本课程设计是水利水电工程专业的主要专业实践课之一。
目的是：通过本课程设计，使学生加深理解和掌握水电站建筑物课程内容，初步培养学生运用所学的理论知识去解决实际工程问题的能力，提高学生调查研究、查阅技术文献、资料、手册，进行工程设计计算、图纸绘制及编写技术文件的基本能力，为今后从事本专业的工程设计、施工、运行管理以及科学研究工作打下基础。
二、课程设计的主要内容进行水电站厂房布置初步设计。
三、课程设计的基本要求1、时间要求本课程设计共1.5周。
2、设计成果要求（1）设计图3张——总体布置图、厂房横剖面图、厂房发电机层平面图各一张；（2）设计说明书（含计算书）一份。
3、知识和能力要求通过课程设计使学生融汇贯通本课程所学专业理论知识，完成一个较完整的设计计算过程，以加深对所学理论的理解与应用。
四、课程设计任务书和指导书第一部分设计原始资料1、水文分析资料：年径流、洪水、泥沙情况；2、气象资料：库区气温、流域多年平均降雨量、风速、水库吹程等；3、水库水位与库容关系曲线、水位与流量关系曲线及淤积年限；4、规划设计要求及建筑物特性指标；5、水轮机、发电机和相关的电器辅助设备资料。
第二部分毕业设计具体内容和时间安排1、根据地质、地形条件和水利枢纽总体规划，通过分析比较确定水电站枢纽布置方案，绘制枢纽平面布置图。
2、进行水电站布置设计，绘制厂房横剖面图、厂房发电机层平面图3、具体时间安排如下：（1）熟悉基本资料，准备用具和参考资料——0.5d；（2）初步计算厂房各尺寸（长、宽、高）——1.5d；（3）绘图——4.5d；（4）整理计算书、编写说明书——1d。
五、课程设计的前修课程《水力学》、《土力学》、《结构力学》、《钢筋混凝土》、《水力机械》、《电气设备》、《水电站建筑物》、《生产实习》等。
水电站建筑物课程设计
石门子水库发电引水系统平面布置图
石门子水库发电引水系统纵剖面图
厂区平面布置图
主要建筑物
1. 引水建筑物
导流洞改建发电洞，最大发电引用流量单机 为6-7m3/s，发电隧洞按引用流量15m3/s考虑， 选用直径为3m的圆形断面压力隧洞
一 设计目的
• 综合运用工程制图、工程力学、水电 站建筑物、水力机械等课程的知识， 掌握厂房布置设计的要点和要求，确 定厂房的尺寸和几个控制高程，并提 高CAD绘图能力
二、设计资料
•1.1工程概况 石门子水利枢纽工程位于新疆昌吉州玛纳斯县西南塔
西河中游河段上, 以灌溉为主，兼顾发电、防洪，是一 个综合利用的中型水利枢纽工程
五、确定安装间尺寸及高程。副厂房的尺寸 及布置不做要求
六、作图。要求重点突出，比例适中，标注 清晰，整洁美观
四 设计成果提交
• 1、设计说明书一份，要求写明设计依据、计 算过程，文字简明扼要，并配以草图
• 2、手绘2号图纸一张，绘制厂房横剖面图
• 3、绘制CAD图纸一张。1班同学绘制发电机 层平面布置图；2班同学绘制蜗壳层平面布置 图。成果用A4纸打印一份，并提交电子图
本枢纽工程的主要建筑物由碾压混凝土拱坝、粘土心 墙副坝、上下游围堰、导流兼引水发电隧洞、发电站厂 房等建筑物组成，最大坝高110m，装机6.4MW
玛纳斯县塔西河一级石门子水电站为塔西河石门子水 利枢纽的二期工程
二期工程布置
• 左岸岩体各项物理力学指标较高,故主要建筑 物（主厂房、副厂房、变电站、尾水渠）及附 属建筑物均布置在左岸
水电站建筑物课程设计
工程概况和基本资料一、工程概况密云水库库区跨越潮、白两河，地处密云县城以北20km，两条河在密云县城以南约10km处汇合成潮白河。
潮河和白河的最低分水岭在金沟，高程为130m，潮河水库和白河水库在金沟连通，库水位在130m高程以上合成一个水库——密云水库。
河流多年平均流量s。
密云水库是以防洪及工农业供水为主要任务，兼有发电效益的综合利用水利工程。
水库各特征水位如下：死水位：▽正常高水位：▽设计洪水位：▽校核洪水位：▽坝顶高程：▽主要建筑物包括：（1）挡水建筑物有白河、潮河主坝两座及副坝五处，为碾压式粘土斜墙土坝，最大坝高为白河主坝，高，潮河主坝高56m，各副坝高～39m不等。
（2）泄水建筑物①溢洪道：有潮河左岸第一、第二溢洪道。
第一溢洪道为正常溢洪道，底部高程▽140m，宣泄超过100年一遇的洪水，为5孔带胸墙式河岸溢洪道。
第二溢洪道为非常溢洪道，与第一溢洪道配合，宣泄1000年洪水，底部高程▽，为5孔开敞式河岸溢洪道。
②隧洞：a.白河左岸发电隧洞，用作发电供水和下游工农业供水，并在调压井上游设泄水支洞，用以宣泄10000年一遇特大洪水。
进水塔进口底部高程为▽，洞径6m，洞长416m，底坡i=1/400，调压室为圆筒式，内径，调压室后接2根埋藏式压力管道，管径，管长125m。
b.潮河发电泄水隧洞，任务是施工导流，发电、灌溉、供水和泄水。
c.走马庄放空隧洞，只有在1000年一遇洪水时参加泄洪，平时不用，主要任务是紧急放空。
③坝下廊道：为施工期的临时建筑物，施工导流采取潮白两河分别导流的方式，故设白河导流廊道、潮河导流廊道，可宣泄20年一遇洪水，另有南石骆驼输水廊道，用以泄放3个流量的灌溉用水。
二、基本资料及设计依据1．有关密云水电站工程概况的简要说明如前述。
2．坝址地形图1张，比例为1：30003．坝型为斜墙土坝，依据发电量及装机容量，厂房按Ⅱ级建筑物设计。
4．电站下游尾水位最高尾水位：▽正常尾水位：▽单机满负荷出力时尾水位：▽最低尾水位：▽5．水电站装机容量60MW，共4台，厂房布置在右岸。
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塔西河石门子水利枢纽二期工程
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一 设计目的
• 综合运用工程制图、工程力学、水电 站建筑物、水力机械等课程的知识， 掌握厂房布置设计的要点和要求，确 定厂房的尺寸和几个控制高程，并提 高CAD绘图能力
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二、设计资料
•1.1工程概况 石门子水利枢纽工程位于新疆昌吉州玛纳斯县西南塔
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进度要求
• 12.17 熟悉资料 • 12.18~12.19 计算水轮机及尾水管的主要尺寸 • 12.20～12.22 主厂房平面设计、立面设计、
设计安装间尺寸及高程 • 12.23～12.26 作图，整理说明书精选PPT17 Nhomakorabea4
石门子水库发电引水系统平面布置图
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石门子水库发电引水系统纵剖面图
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厂区平面布置图
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主要建筑物
1. 引水建筑物
导流洞改建发电洞，最大发电引用流量单机 为6-7m3/s，发电隧洞按引用流量15m3/s考虑， 选用直径为3m的圆形断面压力隧洞
2. 电站厂房及开关站
副厂房布置在主厂房上游侧，安装间布置在 主厂房左侧
ra ——水轮机导叶外半径
rb ——水轮机导叶精选内PPT半径
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金属蜗壳平面单线图
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金属蜗壳剖面图
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二、根据给定的 水轮机型号，查 图表得出水轮机 及尾水管的主要 尺寸
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三、厂房平面设计，确定主厂房横向、纵向 尺寸
四、厂房立面设计。确定发电机层、水轮机 层、蜗壳层、吊车轨顶、厂房顶部以及各楼板 高程
西河中游河段上, 以灌溉为主，兼顾发电、防洪，是一 个综合利用的中型水利枢纽工程
本枢纽工程的主要建筑物由碾压混凝土拱坝、粘土心 墙副坝、上下游围堰、导流兼引水发电隧洞、发电站厂 房等建筑物组成，最大坝高110m，装机6.4MW
玛纳斯县塔西河一级石门子水电站为塔西河石门子水 利枢纽的二期工程
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开关站在厂房左侧，靠近厂房
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水力机械和电气设备
• 1、水力机械 2台3.2MW的竖轴混流式水轮机机组，型号
为HL220-LJ-100。此外，还有蝶阀、调速器、 自动化元件等辅助设备
• 2、电气设备 根据所选水轮机，配以SF3200－10/2150型
的发电机
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设计要求和步骤
• 一、根据水轮机基本参数，计算金属蜗 壳尺寸并绘制草图
五、确定安装间尺寸及高程。副厂房的尺寸 及布置不做要求
六、作图。要求重点突出，比例适中，标注 清晰，整洁美观
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四 设计成果提交
• 1、设计说明书一份，要求写明设计依据、计 算过程，文字简明扼要，并配以草图
• 2、手绘2号图纸一张，绘制厂房横剖面图
• 3、绘制CAD图纸一张。1班同学绘制发电机 层平面布置图；2班同学绘制蜗壳层平面布置 图。成果用A4纸打印一份，并提交电子图
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二期工程布置
• 左岸岩体各项物理力学指标较高,故主要建筑 物（主厂房、副厂房、变电站、尾水渠）及附 属建筑物均布置在左岸
• 本工程为引水式电站，导流洞改造的发电洞 经左岸山体输水入电站，厂房布置在发电洞的 出口处，引水钢管在厂房前分岔成两支后经蝴 蝶阀进入蜗壳，副厂房布置在厂房的上游侧
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Qi
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Qmaxi
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参数意义
式中 i ——从鼻端到计算断面的包角 Q i ——通过计算断面的流量
i ——计算断面的半径
rb
R i ——从蜗壳中心到计算断面外包线上点
的距离
Qmax ——最大引用流量 v c ——断面平均流速，可查图得到