紧水滩水电站及尾水管结构设计计算书.doc

1、目 录第一章 机组选型41.1特征水位41.1.1Hmax可能出现情况41.1.1.1校核洪水位（=291.8m），四台机组全发电,41.1.1.2设计洪水位（=289.94m），四台机组全发电41.1.1.3正常蓄水位（284.0m），一台机组发电51.1.2 Hmin可能出现情况51.1.3可能出现情况61.2 HL220工作参数确定61.2.1 转轮直径D161.2.2 转速n71.2.3 效率修正71.2.4 工作范围检验71.2.5 吸出高度Hs8第二章 大坝基本剖面拟定及稳定与应力校核92.1基本剖面的拟定92.2非溢流坝段坝基面稳定及应力校核102.2.1 设计洪水位（持久状况）

2、102.2.2校核洪水位（偶然状况）11第三章 溢流坝段剖面基本尺寸及稳定校核133.1溢流坝段剖面基本尺寸133.1.1 堰顶高程的确定133.1.2 上游段曲线：133.1.3WES曲线段：143.1.4反弧段：143.1.5水舌挑距:143.2 溢流坝段坝基面抗滑稳定校核153.2.1 设计洪水位（持久状况） 153.2.2校核洪水位（偶然状况）16第四章 发电机选型及主要尺寸184.1 主要尺寸估算（单位：mm）184.2 外形尺寸 （单位：mm）184.2.1 平面尺寸184.2.2 轴向尺寸18第五章 调速器及油压装置选择与尺寸205.1调速功计算：水轮机的调速功205.2 接力器

3、选择205.2.1. 接力器直径ds205.2.2 最大行程 Smax=(1.41.8)205.2.3 接力器容积计算205.3 油压装置选择21第六章 金属蜗壳尺寸23第七章 尾水管尺寸24第八章 起重设备选择与尺寸25第九章 厂房轮廓尺寸估算269.1厂房长度确定269.1.1机组段长度269.1.2端机组段长度269.1.3装配场长度269.2主厂房宽度确定269.3 主厂房顶高程确定279.3.1水轮机安装高程：279.3.2尾水管底板高程279.3.3基岩开挖高程： =192 m289.3.4水轮机层地面高程289.3.5定子安装高程289.3.6发电机层地面高程（定子埋入式）289

4、.3.7吊车轨顶的高程289.3.8厂房顶部高程289.3.9装配厂地面高程28第十章压力钢管设计2910.1引水管道的布置：2910.2 闸门及启闭设备：2910.3 压力钢管结构设计：3010.3.1确定钢管厚度：3010.3.2 承受内水压力的结构分析：3010.3.2.1应力及传力计算：3010.3.2.2 混凝土开裂情况的判别：32专题设计34尾水管结构设计和计算34选出最危险截面下最危险状况来进行弯矩计算，以求得配筋37讨论边墩的配筋情况。39讨论顶梁和地基梁。41第一章 机组选型1.1特征水位20万KW属大型电站，A8.4，N9.81QHAQH，考虑2%水头损失1.1.1Hmax

5、可能出现情况1.1.1.1校核洪水位（=291.8m），四台机组全发电, =45/97%=20.61万kw假定=275 =203m =291.8-203=88.8m=88.80.98=87.024N=AQ=2758.487.024=20.1万kw取=87.024m1.1.1.2设计洪水位（=289.94m），四台机组全发电 =45/97%=20.61万kw假定=280 =203m =289.94-203=86.94m=86.940.98=85.2mN=AQ=2808.485.2=20万kw取=85.2m1.1.1.3正常蓄水位（284.0m），一台机组发电 =45/97%=20.61万kw假定

6、=80 =202m =284-202=82m=820.98N=AQ=8.480820.98=5.4万kw假定=300 =203m =80.9m=80.90.98=79.282mN=AQ=79.2828.430020万kw取=79.282m 综上选取=87.024m1.1.2 Hmin可能出现情况设计低水位（264.0m），四台机组全发电 =45/97%=20.61万kw假定=350 =203.3m =264-203.3=60.7m=60.70.98N=AQ=8.435060.70.98=17.49万kw假定=400 =203.5m =60.5m=60.50.98mN=AQ=4008.460.5

7、0.98205万kw综上选取= 60.50.98=59.29m1.1.3可能出现情况正常蓄水位（284.0m），四台机组发电 =45/97%=20.61万kw假定=80 =202m =284-202=82m=820.98N=AQ=8.480820.98=5.4万kw假定=300 =203m =80.9m=80.90.98=79.282mN=AQ=79.2828.430020万kw取=79.282m加权平均 Hav=87.02430%59.2920%79.28250%=75.636坝后式电站 Hr= 0.95Hav=71.854m已知水电站最大水头=87.024m加权平均水头=75.636m设计

8、水头=71.854m最小水头=59.29m由工作水头范围查表得：选用HL220水轮机1.2 HL220工作参数确定1.2.1 转轮直径D1查表得限制工况Q1/m1.15 m3/s，m89.0%初设Q1/ 1.15m3/s，m90.9%Nr50000/96%52083kw，Hr71.854m 取相邻较大值D13m1.2.2 转速n查表得HL220型在最优工况下单位转速为：n10/m70.0r/min 设n10/ n10/m70.0r/min Hav75.636m n10/70.0r/min D13m 取相邻较大值n214.3r/min P14对1.2.3 效率修正查表得HL220型在最优工况下的

9、模型最高效率mmax91%模型转轮直径 D1m0.46m max1（1mmax）（D1m/D1）1/593.8%93.8%90.9%2.9%考虑制造工艺上的差异在值中减去一个修正值1.0% 1.9%maxmmax+91%+1.9%92.9%m+89.0%+1.9%91.9% 与假定值相同 n10/ n10/m（max/mmax）1/211%3% n、Q1/可不加修正1.2.4 工作范围检验 在选定=3m n=214.3r/min 后，水轮机的及各特征水头相对应的即可以计算出来。1.065 m3/s1.15 m3/s最大引用流量Qmax Q1/max D12Hr1/21.0659=81.2m3/

10、s各特征水头相对应的单位转速为： n1/minnD1/Hmax1/268.9r/minn1/maxnD1/Hmin1/283.5r/minn1/rnD1/Hr1/275.8r/min由Q1/max、n1/min、n1/max在HL220综合特性曲线上绘出工作范围1.2.5 吸出高度Hs由n1/r75.8r/min，Q1/max1.65 m3/s查曲线得：0.125由Hr71.854m查得：0.019水轮机安装海拔高程203m Hs10/900（+）Hr-0.57m4.0m第二章 大坝基本剖面拟定及稳定与应力校核2.1基本剖面的拟定多年平均风速Vf（1.52.0）1.151.7252.3m，取V

11、f2.3m吹程由地形图上量得D0.7km 套用官厅水库公式得：波高2hl2h10.0166Vf5/4D1/30.016625/40.71/30.04m浪高2Ll10.4（2hl）0.810.40.040.80.791m=0.006m，h设2h1+ h0+hc0.04+0.006+0.50.546h校2h1+ h0+hc0.04+0.006+0.40.446 坝顶max h设+h设，h校+h校 max289.94+0.546，291.8+0.446 max290.486,292.246 取坝顶293m 图1-1初定下游坡比1：0.75，上游坡比0，坝底高程194m，坝顶高程293m。如右图：2.

12、2非溢流坝段坝基面稳定及应力校核2.2.1 设计洪水位（持久状况） 1、自重G11/2640242880G210992423760G31/263.35/0.7563.352475260M1 G1(79.35/2-2/36)102744M2 G2（79.35/2-6-5）681318M3 G32/3(73.35-10)- 79.35/24935802、静水压力上游：Px1/29.8197.8246915.5Py1/29.816（97.8+57.8）4579.3MxPx1/397.81529445.3MyPy（39.675e）168770 e（57.82+97.8）/（57.8+97.8）6/32

13、.36m下游：Px/1/29.8127.323655.6 Py/1/29.8120.47527.32741.7 Mx/ Px/1/327.333265.96 My/ Py/（39.6751/320.475）90064.8 3、扬压力U179.3527.39.8121251U21/20.2563.35（97.8-27.3）9.815332U30.259.81(97.8-27.3)162693.4U41/29.81(97.8-27.3)160.75=4040M10M2U2（2/363.35-79.35/2）13649.9M3U3（79.35/28）85326.9M4U4（79.35/216/3）138733.6W-U2880+23760+75260+4579.3+2741.7-21251-5332-2693.4-404075824.3M102744+681318+493580-1529445.3+1687