乌溪江水电站山前峦坝址方案设计及调压室设计计算书.doc

1、目 录第1章 水能规划11.1特征水头、选择11.2水轮机选型比较4第二章 水电站厂房122.1 厂房内部结构122.1.1 发电机外形尺寸估算122.1.2 发电机重量估算142.1.3 水轮机蜗壳及尾水管142.1.4 调速系统，调速设备选择16第三章 枢纽布置、挡水及泄水建筑物183.1 非溢流坝183.1.1剖面设计183.1.2稳定与应力校核223.2 混凝土溢流坝373.2.1 溢流坝孔口尺寸的确定373.2.2 溢流坝堰顶高程的确定383.2.3 闸门的选择393.2.4 溢流坝剖面39第4章 引水建筑物484.1 隧洞细部构造484.1.1 隧洞洞径484.1.2隧洞进口段48

2、4.2 拦污栅的设计504.3 压力钢管内径设计50第五章 专题 调压室设计525.1设置上游调压室的条件525.2 调压室的稳定断面525.3调压室方案比较58参考文献7069第1章 水能规划1.1特征水头、选择= （11）式中：上游水位，m厂房处下游水位，m水头损失按 3%计1.1.1 Hmax 的可能出现情况1、 校核洪水位，全部机组发电：由Q泄=10600m3/s查水位流量关系曲线的下游水位：Z下=130.4m，=97%(240.25-130.4)=106.55m2、设计洪水位，全部机组发电：由Q泄=4800m3/s查水位流量关系曲线的下游水位：=124.18m，=97%(238-12

3、4.18)=110.41m3、 正常蓄水位，上游水位 Z上=230m,机组运行有四种情况：1）、四台机组运行装机容量 =448MW=19.2kw水电转化效率 =0.860.98=0.8428=9.81Q（230- Z下）0.84280.97表1-1 计算表格序号1300116.7627.244972200116.4718.209833210116.519.115274211116.519.20629经试算得 Q=211，Z下=116.5m，=110.10m2）、三台机组运行装机容量 =348MW=14.4kw=9.81Q（230- Z下）0.84280.97表1-2 计算表格序号1200116

4、.4718.209832180116.3716.403283160116.2514.596094159116.2414.506145158116.2414.41491经试算得 Q=158，Z下=116.24m， =110.35m3）、二台机组运行装机容量 =248MW=9.6kw=9.81Q（230- Z下）0.84280.97表1-3 计算表格序号1100115.879.1530342105115.99.60816经试算得 Q=105，Z下=115.9m，=111.07m4）、一台机组运行装机容量 =48MW=4.8kw=9.81Q（230- Z下）0.84280.97表1-4 计算表格序号

5、160115.575.506256240115.393.676612348115.464.409239450115.4654.592757552115.54.775008经试算得 Q=53，Z下=115.9m， =111.07m因此，=111.07m1.1.2 Hmin 的可能出现情况Hmin出现在最低水位时机组全部发电，上游最低水位Z上=190m=9.81Q（190- Z下）0.84280.97=19.2kw表1-5 计算表格序号1300116.7617.621172400117.0523.401873350116.9120.515934340116.8819.937945330116.85

6、19.35947经试算得 Q=328，Z下=116.84m， Hmin=70.97m1.1.3 的确定设计低水位时1台机组发电，试算如下表所示表1-6 计算表格序号1100115.875.945101280115.724.765705381115.734.824627经试算得Q=90，Z下=124.43m， =66.57m=5%+10%+50%+5%+20%+10% （1-2）=5%106.55+10%110.41+50%110.1+5%111.07+20%70.97+10%72.04=94.92m1.1.4的确定对于引水式水电站，=94.92m1.2水轮机选型比较根据该水电站的水头工作范围，

7、查水电站教材型谱表选择合适的水轮机型有HL220，HL200， HL180两种。现将这三种水轮机作为初选方案，分别求出其有关参数，并进行比较分析。水轮机额定出力 （1-3）（对大中型发电机）1.2.1 HL200型水轮机方案主要参数选择（1）转轮直径查水电站表3-6得，限制工况下单位流量，效率，由此初步假定原型水轮机在此工况下的单位流量，假定效率92。设计水头=94.92m （1-4）取之相近标称直径。（2）转速n计算查表3-4可得HL200 型水轮机在最优工况下的单位转速初步假定 （1-5）取与之接近的同步转速300r/min（3）效率修正值的计算HL200最优工况下,模型转轮直径则原型效率

8、为： （1-6）其中：模型最优工况下效率模型转轮直径则效率正修正值93.590.7%-1%=1.8%考虑到模型与原型水轮机在制造工艺上的差异，在修正值中减去1%， =+=90.7%+1.8%=92.5%将重新代入公式（1-4）求:仍取单位转速n的修正值 （1-7）故单位转速可不加修正，也可不加修正最后求得=91.2%，300r/min（4）工作范围检验在已知=94.92，=48980Kw的条件下得： （1-8）则水轮机最大引用流量： （1-9）与特征水头、相对应的单位转速为 （1-10） （1-11） （1-12）在HL200型水轮机的模型综合特征曲线上分别绘出72.57，92.88和的直线，

9、这三根直线所围成的区域就是水轮机的工作范围，基本上包含了较多的高效区。（5）吸出高度Hs计算由水轮机设计工况下的参数， ，查得 ， （1-13）其中：水轮机安装位置的海拔高程，初始计算取下游平均水位高程；即=123.20m。 模型气蚀系数气蚀系数修正值； 水轮机设计水头 HL200型水轮机方案的吸出高度满足电站要求。1.2.2 HL180型水轮机方案主要参数选择（1）转轮直径查水电站表3-6得，限制工况下单位流量，效率，由此初步假定原型水轮机在此工况下的单位流量，假定效率91。设计水头=94.92m 取之相近标称直径。（2）转速n计算查表3-4可得HL180 型水轮机在最优工况下的单位转速初步

10、假定 取与之接近的同步转速（3）效率修正值的计算HL200最优工况下,模型转轮直径则原型效率为： 则效率正修正值92.7591%-1%=0.75%考虑到模型与原型水轮机在制造工艺上的差异，在修正值中减去1%， =+=92%+0.75%=92.75%将重新代入公式（2-4）求:仍取单位转速n的修正值 故单位转速可不加修正，也可不加修正最后求得=90.25%，250r/min（4）工作范围检验在已知=94.92，=48980Kw的条件下得： （3-7）则水轮机最大引用流量： 与特征水头、相对应的单位转速为 在HL180型水轮机的模型综合特征曲线上分别绘出66.53，80.15和的直线，这三根直线所

11、围成的区域就是水轮机的工作范围，基本上包含了高效区。（5）吸出高度Hs计算由水轮机设计工况下的参数， ，查得 ， 经过计算得HL200型水轮机方案的吸出高度满足电站要求。1.2.3 HL220型水轮机方案主要参数选择（1）转轮直径查水电站表3-6得，限制工况下单位流量，效率，由此初步假定原型水轮机在此工况下的单位流量，假定效率91。设计水头=94.92m 取之相近标称直径。（2）转速n计算查表3-4可得HL180 型水轮机在最优工况下的单位转速初步假定 取与之接近的同步转速（3）效率修正值的计算HL220最优工况下,模型转轮直径则原型效率为： 则效率正修正值93.691%-1%=1.6%考虑到

12、模型与原型水轮机在制造工艺上的差异，在修正值中减去1%， =+=91%+1.6%=92.6%将重新代入公式（1-4）求仍取单位转速n的修正值 故单位转速可不加修正，也可不加修正最后求得=90.6%，300r/min（4）工作范围检验在已知=94.92，=48980Kw的条件下得： （3-7）则水轮机最大引用流量： 与特征水头、相对应的单位转速为 在HL220型水轮机的模型综合特征曲线上分别绘出72.57，92.88和的直线，这三根直线所围成的区域就是水轮机的工作范围，仅包含了一部分的高效区。（5）吸出高度Hs计算由水轮机设计工况下的参数， ，查得 ， 经过计算得HL220型水轮机方案的吸出高度满足电站要求。第二章 水电站厂房2.1 厂房内部结构2.1.1 发电机外形尺寸估算1、基本尺寸（1）极距 （2-1）