水电站计算

水电站课程设计计算书

姓名：杜义超

学号：20090510103

班级：水工一班

教师：韩菊红

水电站课程设计计算书

1．课程设计目的

水电站厂房课程设计是《水电站》课程的重要教学环节之一，通过水电站厂房设计可以进一步巩固和加深厂房部分的理论知识，培养学生运用理论知识解决实际问题的能力，提高学生制图和使用技术资料的能力。为今后从事水电站厂房设计打下基础。

2.工程概况

XX江水电站大坝工程已经完毕，坝型为拱坝，按规划，电站为引水式，场基地质条件良好，电站将坐落在新鲜岩基上，在站址处970米高程有公路通过，电站引水流量为112m³/s，装机年利用小时约5000小时。水电站总装机10万kw，装机4台，单机25000kw。

3. 设计参数及依据

1、水库及水电站特征参数

（1）水库水位

上游最高水位1075m

正常高水位1074m

上游最低水位1066m

设计洪水下泄量900m³/s

（2）厂址水位流量关系曲线

（3）对外交通

下游右岸有永久公路通过，高程为970米。

2、水电站主要动力设备及辅助设备（1）水轮机：型号HL180—LJ—200

额定出力26000kw

额定转速375r/min

单机额定（最大）流量112m3/s

设计水头107m

主轴直径0.4m

导叶高度

b0.4m

座环直径

D 3.40m

a

3、水轮发电机：型号TS10/32-16

4、调速器设备

调速器型号：DT—100

机械柜尺寸：长×宽×高=750×550×1300（mm）

电气柜尺寸：长×宽×高＝800×550×2360（mm）

油压装置型号：YZ—2.5

5、厂房附属设备

（1）水轮机前蝴蝶阀

（2）厂用变压器

型号：1500000/110SPL -

厂用变压器参考数据:

4.主厂房总长度的确定：

厂房总长度取决于机组段的长度、机组台数和装配场长度。

于是总长0a L nL L L =++∆。

其中n 为机组台数，0L 为机组段长度， a L 为安装间长度，L ∆为端机组段附加长度。 1、机组段的长度的确定

机组段的长度1L 按下式计算：1x x L L L +-=+。1L 应是蜗壳层、尾水管层、发电机层中的最大值。

（１）蜗壳层： 13.689, 1.5, 2.864x x R m m R m δ+-===

1 3.689 1.5 5.189x x L R m δ++=+=+=

1 2.864 1.5 4.364x x L R m δ--=+=+=

则1 5.189 4.3649.553x x L L L m +-=+=+=。

（2）尾水管层：采用尾水管对称布置，25.46, 1.6B m m δ==

2 5.46 1.6 4.3322

x x B L L m δ+-==

+=+= 则1 4.33 4.338.66x x L L L m +-=+=+=。 （3）发电机层：336.8,0.4,2m m b m φδ===

3

3 6.820.

4 4.82222x b L m φδ+=

++=++= 33 6.820.4 4.82222

x b L m φδ-=++=++=

则1 4.8 4.89.6x x L L L m +-=+=+=。

由以上计算的各层1L ，其中发电机层0L 最大为9.6m ，故取09.6L m =。 其中:x R +——蜗壳x +方向最大平面尺寸；

x R -——蜗壳x -方向最大平面尺寸；

1δ——蜗壳层外部混凝土厚度，初步设计时取1.2~1.5m ，此处取1.5m ；

B ——尾水管宽度（已知资料）

，5.46m

2δ——尾水管边墩混凝土厚度，一般取1.5~2.0m ；

3φ——发电机风罩内径；

3δ——发电机风罩壁厚，一般取0.3~0.4m ；

b ——两台机组之间风罩外壁静距，一般取1.5~2.0m ，如设楼梯取3.4m 。

2、边机组段长度的确定L ∆

L ∆=(0.1～1)1D = (0.1～1)×2=0.2～2，取L ∆=2m

1D ——水轮机转轮直径，2m 3、安装间尺寸a L 确定

a L =（1～1.5）0L =(1～1.5)×9.6=9.6～14.4，取a L =12m

因此，可得主厂房总长度为：0449.613253.4a L L L L m =++∆=⨯++= 5.主厂房宽度的确定

以机组中心线为界，厂房宽度B 可分为上游侧宽度s B 和下游侧宽度x B 两部分。

（1） 水上部分净宽确定

3.40.458.8s B m =++=， 3.40.4 2.5 6.3x B m =++=

3.4——发电机风罩半径，0.4——发电机风罩壁厚，5——布置调速器，油压设备及机

旁屏必需的距离。

8.8 6.315.1s x B B B m =+=+=

（2） 水下部分净宽确定

2.325147.325,

3.331

4.33s x B m B m =++==+=

2.325——蜗壳上游侧半径，1——蜗壳外围混凝土厚度，4——蝶阀坑宽度，

3.33——蜗壳下游侧宽度

7.325 4.3311.625s x B B B m =+=+=

综上，可取15.1B m =，考虑到吊车跨度因素，最终取16B m =。其中9,7s x B m B m == 6.主厂房高程的确定 1、水轮机组安装高程T ∇

立轴混流式水轮机安装高程由下式计算，0

min 2

T T s b H ∇=∇++。 其中：水轮机导叶高度00.4b m =，

已知0.057,2-260.017σσ=∆=查表得，10.0()900s H H σσ∇

=-+∆-， 所以 961.53

10.0(0.0570.017)107 1.01900

s H m =-+⨯-=， 则：0min 0.4960.85 1.01962.0622

T T s b H m ∇=∇++

=++=。 其中：s H ——吸出高度；0b ——导叶高度；min T ∇——下游设计最低水位。由于4n =，