瓯江水电站厂房枢纽及吊车梁结构的设计计算书.doc

1、目 录第一章 机组选型11.1特征水位11.1.1 Hmax可能出现情况11.1.2 Hmin可能出现情况11.2 HL220工作参数确定21.2.1转轮直径D121.2.2转速n21.2.3 效率修正21.2.4 工作范围检验21.2.5吸出高度Hs3第二章 发电机选型及主要尺寸42.1 主要尺寸估算42.1.1 平面尺寸42.1.2 轴向尺寸4第三章 调速器及油压装置选择与尺寸63.1 调速器63.2 油压装置7第四章 金属蜗壳及尾水管尺寸94.1 金属蜗壳尺寸94.2 尾水管尺寸10第五章 起重设备选择与尺寸11第六章 基本剖面的拟定136.1基本剖面拟定136.2 非溢流坝段坝基面稳定

2、及应力校核146.2.1 设计洪水位（持久状况）146.2.2 校核洪水位（偶然状况）176.3 非溢流坝段折坡面稳定校核186.3.1 设计洪水位（持久状况）186.3.2 校核洪水位（偶然状况）20第七章 溢流坝段剖面基本尺寸及稳定校核227.1 溢流坝段剖面基本尺寸227.1.1 堰顶高程确定227.1.2 1/4椭圆段：227.1.3 WES曲线段237.1.4 导水墙高度247.2 溢流坝段坝基面抗滑稳定校核257.2.1设计洪水位257.2.2效核洪水位26第八章 进水口及压力钢管设计288.1 压力钢管结构设计：288.1.1确定钢管厚度：288.1.2 承受内水压力的结构分析：

3、29第九章 厂房轮廓尺寸估算339.1高度339.1.1 安装高程339.1.2 水轮机层339.1.3 定子安装高程（机座顶面高程）339.1.4 发电机层339.1.5 尾水管底高程339.1.6 吊车轨顶的高程339.1.7 厂房顶部高程339.2 宽度34第十章 吊车梁专题3610.1截面设计及荷载计算3610.1.1截面选择：3610.1.2吊车梁荷载3610.2内力计算3710.3荷载计算3810.3.1竖向正截面3810.3.2竖向斜截面3910.3.3横向正截面4010.3.4抗扭计算4110.4抗裂验算4210.5挠度验算4210.6吊装验算42参考文献43-43-第一章 机

4、组选型1.1特征水位1.1.1 Hmax可能出现情况1.1.1.1校核洪水位（293m），四台机组全发电由Q泄8840m3/s查厂区水位流量曲线得：H下215.87m Hmax293215.8777.13m1.1.1.2设计洪水位（291m），四台机组全发电由Q设7920m3/s查厂区水位流量曲线得：H下214.98m Hmax291214.9876.02m1.1.1.3设计蓄水位（285.0m），一台机组发电20万KW属中型电站，A8.5，N9.81QHAQH，考虑2%水头损失设Q180m3/s，查得H下202mN8.580（285202）98%5.531万KW设Q2100m3/s，查得H下

5、202.125mN8.5100（285202.125）98%6.903万KW设Q370m3/s，查得H下201.75mN8.550（285201.75）98%4.889万KW 由Excell试算N5万KW可得：Q71.62 m3/s再由Q71.62 m3/s查得：H下201.79m Hmax285201.7983.21m总之，Hmax83.21m1.1.2 Hmin可能出现情况设计低水位（264.0m），四台机组全发电设Q1200m3/s，查得H下202.6mN8.5200（264202.6）98%10.23万KW设Q2500m3/s，查得H下203.9mN8.5500（264203.9）98

6、%25.03万KW设Q3700m3/s，查得H下204.5mN8.5700（264204.5）98%34.69万KW由Excell试算N5万KW可得Q394.1m3/s再由Q394.1 m3/s查得：H下203.51mHmin264203.5160.49m Hav1/2（Hmax+Hmin）1/2（60.49+83.21）71.85m坝后式Hr0.95Hav68.26m由工作水头范围60.4983.21m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/ Q1/m1.15 m3/s，m90.9%Nr5

7、0000/96%52083.3kw，Hr68.26m 取 D13.3m1.2.2转速nn10/m70.0r/min 设n10/ n10/m70.0r/min Hav71.85m n10/70.0r/min D13.3m 取n187.5r/min P16对1.2.3 效率修正mmax91% D1m0.46m max1（1mmax）（D1m/D1）1/593.9%93.9%91%2.9%取1% 1.9%maxmmax+91%+1.9%92.9%m+89.0%+1.9%90.9% 与假定值相同 n10/ n10/m（max/mmax）1/210.98%3% n、Q1/可不加修正1.2.4 工作范围检

8、验0.971 m3/s1.15 m3/s最大引用流量Qmax Q1/max D12Hr1/287.36 m3/sn1/minnD1/Hmax1/267.83r/minn1/maxnD1/Hmin1/279.56r/minn1/rnD1/Hr1/274.89r/min由Q1/max、n1/min、n1/max在HL220综合特性曲线上绘出工作范围图1-11.2.5吸出高度Hs由n1/r74.89r/min，Q1/max0.96 m3/s查曲线得：0.115由Hr68.26m查得：0.02查下游水位流量关系曲线得水轮机安装海拔高程210m Hs10/900（+）Hr0.6m4.0m第二章 发电机选

9、型及主要尺寸2.1 主要尺寸估算极距 Kj（Sf/2P）1/41050000/（0.85216） 1/465.48cmSf50000/0.85飞逸线速度 VfKf1.965.48124.412m/s定子铁芯内径 Di2P/667cm定子铁芯长度 ltSf/（CDi2ne）50000/（0.8551066672187.5）141.04cm Di/（ltnN）667/（141.04187.5） 0.0250.035 为悬式定子铁芯外径 DaDi+1.2745.58cm2.1.1 平面尺寸定子机座外径 D11.18Da869.78cm风罩内径 D2 D1+2401114.78cm转子外径 D3Di2

10、Di667cm下机架最大跨度D4 D5+0.6520cm水轮机机坑直径D5460cm推力轴承外径D6310cm励磁机外径D7210cm2.1.2 轴向尺寸定子机座高度h1lt+2+20291cm上机架高度 h20.25Di166.75cm推力轴承高度 h3150cm励磁机高度 h4200cm副励磁机高度 h580cm永励磁机高度 h660cm下机架高度 h70.12Di80.04cm定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板间距离 h80.15Di100.05cm下机架支承面至主轴法兰底面间距 h980cm转子磁轭轴向高度 h10lt+55196cm发电机主轴高度 h11（0.70.9）H0.79

11、77.8684.46cmH h1+ h2+h4+ h5+ h6+ h8+ h9977.8cm图2-1第三章 调速器及油压装置选择与尺寸3.1 调速器初选中型调速器 Nr9.81HmaxQ Q70.2m3/s接力器容量 A（2228）Q（HmaxD1）1/225592.032571.1中型调速器 （18003000）9.811765729430 选大型调速器导叶数Z024 取0.03 b0/D10.25 0.452m取dc500mm463.3/0.46330mm接力器最大行程Smax=1.6330=0.528m0.207m2 查表选DT150型调速器机械柜尺寸lbh7509501375基础板尺寸

12、LB12001500电气柜尺寸MNH5508042360图3-13.2 油压装置V0（1820）V（3.726 4.14）m3查油压装置型谱表，选择YZ4型油压装置。其主要尺寸如下表：表3-1 压力油罐尺寸：V0（m3）D1（mm）D0（mm）H（mm）H（mm）41336167041603237图3-2表3-2 回油箱尺寸：m（mm）n（mm）k（mm）L（mm）1916190014402435第四章 金属蜗壳及尾水管尺寸4.1 金属蜗壳尺寸包角345由Hr68.26m查得：Vc6.8m/s由Hr68.26m，D13.3m查得：Db4500mm，Da5150mm aira+i2.58+Rir

13、a+2i2.58+图4-1表4-1 金属蜗壳尺寸：i（）3075120165210255300345i（m）0.5770.9131.1551.3541.5281.6831.8261.958ai（m）2.9573.4933.7353.9344.1084.2634.4064.538Ri（m）3.5344.4064.8905.2885.6365.9466.2326.4964.2 尾水管尺寸图4-2尺寸由计算得出：D1D2 标准砼肘管 D13.3m （单位：m）表4-2尾水管尺寸：hLB5D4h4h6L1h58.5814.858.984.464.462.236.014.03第五章 起重设备选择与尺寸发电机总重GfK1（Sf/n0）2/39（58823.5/187.5）2/3415.54t转子重Gf/2207.77t选一台双小车2150t