水電站課程設(shè)計(jì)--水電站廠(chǎng)房布置設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　水電站課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)題目</b></p><p><b>　　水電站廠(chǎng)房布置設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　進(jìn)一步鞏固和加深廠(chǎng)房部分的

2、理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問(wèn)題及運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提高學(xué)生制圖、使用現(xiàn)行規(guī)范、查閱技術(shù)資料、使用技術(shù)資料的能力以及編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的能力。通過(guò)該課程設(shè)計(jì)使學(xué)生初步掌握水電站廠(chǎng)房設(shè)計(jì)的內(nèi)容、步驟和方法</p><p><b>　　3.設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　3.1、進(jìn)行廠(chǎng)區(qū)樞紐布置</p><p>　　3.2、根據(jù)

3、給定的資料進(jìn)行水輪發(fā)電機(jī)組的選型；</p><p>　　3.3、根據(jù)水輪發(fā)電機(jī)組的型號(hào)選擇相應(yīng)的蝸殼、尾水管、調(diào)速器及其它輔助設(shè)備；</p><p>　　3.4、根據(jù)所選擇的設(shè)備進(jìn)行主、副廠(chǎng)房的平面和立面的布置設(shè)計(jì)，從而確定廠(chǎng)房的輪廓尺寸。布置設(shè)計(jì)包括以下幾方面內(nèi)容：</p><p>　　主機(jī)組及相應(yīng)輔助設(shè)備的布置；</p><p>　　主、

4、副廠(chǎng)房各層的布置；</p><p>　　3.4.3、主、副廠(chǎng)房梁、板結(jié)構(gòu)的布置；</p><p>　　3.4.4、廠(chǎng)內(nèi)交通道的布置。</p><p><b>　　3.設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的前半部分，即機(jī)組的選型、調(diào)速器及輔助設(shè)備的選擇已在水輪機(jī)選型作業(yè)中完成，因此所有資料已發(fā)到每人手中，此階

5、段的設(shè)計(jì)內(nèi)容就是要求根據(jù)每人選擇的機(jī)組進(jìn)行相應(yīng)的廠(chǎng)房布置設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　4.設(shè)計(jì)成果</b></p><p>　　4.1、設(shè)計(jì)圖紙一張。</p><p>　　4.1.1、圖紙內(nèi)容包括：1）沿機(jī)組中心線(xiàn)廠(chǎng)房橫剖面圖（1：50~1：100）；</p><p>　　2）發(fā)電機(jī)層平面圖（1：100~1：200

6、）；</p><p>　　3）水輪機(jī)層平面圖（1：100~1：200）；</p><p>　　4）蝸殼層、尾水管層平面圖（1：100~1：200）；</p><p>　　5）廠(chǎng)區(qū)樞紐布置圖（1：500）</p><p>　　4.1.2、圖紙要求： 1）要求繪于1號(hào)白圖上或用計(jì)算機(jī)繪圖；</p><p>　　2）要嚴(yán)格按

7、制圖要求繪制工程圖；</p><p>　　3）設(shè)計(jì)圖紙要求正確、美觀(guān)、清楚、整潔；</p><p>　　4）圖中所用符號(hào)應(yīng)合乎統(tǒng)一規(guī)定的符號(hào)，文字用仿宋體書(shū)寫(xiě)；</p><p>　　5）要求圖中尺寸標(biāo)注完整、正確，圖紙上要有必要的說(shuō)明。</p><p>　　4.2、計(jì)算書(shū)、說(shuō)明書(shū)一份。</p><p>　　計(jì)算書(shū)、說(shuō)明

8、書(shū)要求有以下內(nèi)容：</p><p><b>　　1）封面；</b></p><p><b>　　2）前言；</b></p><p>　　3）中、英文摘要及中、英文關(guān)鍵詞；</p><p><b>　　4）目錄；</b></p><p><b>

9、　　5）正文；</b></p><p><b>　　正文的內(nèi)容包括：</b></p><p>　　（1）工程概況及設(shè)計(jì)資料；</p><p>　?。?）水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的選型及其所考慮的因素；</p><p>　?。?）蝸殼、尾水管、調(diào)速設(shè)備的選型及其所考慮的因素；</p><p>　　

10、（4）水電站在整個(gè)樞紐中的位置及廠(chǎng)房樞紐布置概述（包括供水方式、引近方式、廠(chǎng)區(qū)回車(chē)場(chǎng)及對(duì)外交通道。）</p><p>　?。?）通過(guò)主廠(chǎng)房的剖面布置，確定主廠(chǎng)房各主要高程，并說(shuō)明理由及所考慮的因素；</p><p>　?。?）通過(guò)主廠(chǎng)房各層的平面布置，確定水電站主廠(chǎng)房的長(zhǎng)度和寬度，并說(shuō)明理由及所考慮的因素；</p><p>　?。?）確定副廠(chǎng)房的位置及廠(chǎng)內(nèi)布置，并說(shuō)

11、明理由及所考慮的因素；</p><p>　?。?）確定廠(chǎng)內(nèi)各層平面和立面的交通條件；</p><p>　?。?）確定廠(chǎng)外的交通條件；</p><p>　?。?0）其它你認(rèn)為所必須的內(nèi)容；</p><p>　?。?1）說(shuō)明書(shū)要求論據(jù)充分、合理，字跡清晰端正（可打?。木渫?，邏輯性強(qiáng)，無(wú)錯(cuò)別字。</p><p><

12、;b>　　6）結(jié)論；</b></p><p><b>　　7）總結(jié)與體會(huì)；</b></p><p><b>　　8）參考文獻(xiàn)。</b></p><p><b>　　5.建議時(shí)間安排</b></p><p>　　根據(jù)所給資料選定機(jī)組型式、計(jì)算出有關(guān)參數(shù)后，即可進(jìn)

13、行廠(chǎng)房的布置設(shè)計(jì)，但不要求作方案比較。</p><p>　　1）熟悉所給資料及參考資料 0.5天</p><p>　　2）繪制廠(chǎng)區(qū)樞紐布置簡(jiǎn)圖 0.5天</p><p>　　3）各設(shè)備的尺寸估算 0.5天</p>

14、<p>　　4）繪制廠(chǎng)房橫剖草面圖及相關(guān)高程的確定 2.0天</p><p>　　5）繪制發(fā)電機(jī)層平面草圖及相關(guān)尺寸的確定 1.0天</p><p>　　6）繪制水輪機(jī)層、蝸殼層平面草圖及相關(guān)尺寸的確定2.0天</p><p>　　7）在修改草圖的基礎(chǔ)上繪制廠(chǎng)房平剖面正式圖 2.0天</p><

15、;p>　　8）編寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 1.5天</p><p>　　備注：各層平面圖均包括同層的副廠(chǎng)房。廠(chǎng)房橫剖面圖若剖到副廠(chǎng)房，也必須繪出副廠(chǎng)房。</p><p><b>　　6.設(shè)計(jì)步驟</b></p><p>　　6.1、在熟悉所給資料、詳細(xì)了解設(shè)計(jì)任務(wù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行廠(chǎng)區(qū)樞紐布置，

16、要求確定引水道（包括壓力前池或調(diào)壓室）、壓力鋼管、主廠(chǎng)房、副廠(chǎng)房、變壓器場(chǎng)、高壓開(kāi)關(guān)站、尾水道、交通道的相對(duì)位置。在廠(chǎng)區(qū)樞紐布置圖中，應(yīng)標(biāo)明各主要建筑物的尺寸及主要交通道。</p><p>　　6.2、確定各設(shè)備的尺寸</p><p>　　6.2.1、通過(guò)水輪機(jī)的選型計(jì)算，選擇相應(yīng)的水輪機(jī)并確定水輪機(jī)的有關(guān)參數(shù)（包括：水輪機(jī)型號(hào)、轉(zhuǎn)輪直徑、標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速、水輪機(jī)的工作范圍、允許吸出高度、水輪

17、機(jī)的安裝高程、繪制水輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線(xiàn)。）</p><p>　　6.2.2、選擇蝸殼的型式，確定蝸殼的有關(guān)參數(shù)（包括：斷面型式、蝸殼的包角、蝸殼進(jìn)口斷面的平均流速。）；并通過(guò)相關(guān)的水力計(jì)算，確定蝸殼的輪廓尺寸。要求畫(huà)在坐標(biāo)紙上，并附在說(shuō)明書(shū)中。</p><p>　　6.2.3、選擇相應(yīng)的調(diào)速設(shè)備；</p><p>　　6.2.4、選擇尾水管的型式，確定尾水管的尺寸，

18、并畫(huà)在坐標(biāo)紙上，附在說(shuō)明書(shū)中。</p><p>　　6.2.5、估算發(fā)電機(jī)的主要尺寸，并畫(huà)在坐標(biāo)紙上，附在說(shuō)明書(shū)中。</p><p><b>　　6.3、廠(chǎng)房布置</b></p><p>　　6.3.1、以安裝高程為基準(zhǔn)，根據(jù)已選定的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行廠(chǎng)房的剖面布置，從而確定廠(chǎng)房各主要高程。</p><p>　　6.3.2、根

19、據(jù)主要的機(jī)電設(shè)備及主要輔助設(shè)備的布置和運(yùn)行要求，并考慮吊車(chē)的跨度進(jìn)行廠(chǎng)房各層的平面布置，從而確定主廠(chǎng)房的平面尺寸。在進(jìn)行各層的平面布置時(shí)應(yīng)嚴(yán)格注意：</p><p>　　1）主要機(jī)電設(shè)備及主要輔助設(shè)備之間的協(xié)調(diào)。包括調(diào)速設(shè)備、油、水、氣系統(tǒng)的布置和相互協(xié)調(diào)。</p><p>　　2）考慮吊車(chē)的工作范圍，保證須起吊的設(shè)備在吊鉤的極限范圍內(nèi)，并注意吊鉤的工作范圍對(duì)邊機(jī)組段尺寸的影響。</

20、p><p>　　3）從保證運(yùn)行安全及方便出發(fā)，協(xié)調(diào)廠(chǎng)內(nèi)外電氣設(shè)備的布置。</p><p>　　4）布置廠(chǎng)內(nèi)的交通系統(tǒng)，包括連接各層的樓梯、吊物孔（包括蝶閥吊孔）、各層平面的交通道的位置及尺寸。</p><p>　　5）根據(jù)機(jī)組的安裝、檢修條件，確定裝配場(chǎng)的位置、高程及平面尺寸；其中，還應(yīng)考慮變壓器的檢修。</p><p>　　6）確定蝸殼及尾水管

21、檢修時(shí)的進(jìn)人孔位置及廠(chǎng)內(nèi)集水井的位置。</p><p>　　7）合理布置廠(chǎng)房的梁、柱系統(tǒng)，使其滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)、施工及安裝要求。</p><p>　　8）初步擬訂廠(chǎng)房各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)尺寸，包括梁、柱、門(mén)、窗、墻、樓板等。</p><p>　　6.4、根據(jù)機(jī)電設(shè)備及油、水、氣系統(tǒng)的布置，結(jié)合參考資料提供的參考面積，對(duì)與主廠(chǎng)房運(yùn)轉(zhuǎn)有直接關(guān)系的副廠(chǎng)房進(jìn)行布置。</p>

22、<p>　　6.5、在橫剖面圖和平面圖上應(yīng)標(biāo)明各項(xiàng)高程及主要尺寸，所標(biāo)注尺寸應(yīng)符合工程圖要求。正式圖紙可手繪，也可用計(jì)算機(jī)繪圖。</p><p>　　6.6、編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。</p><p><b>　　7.設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　水電站裝機(jī)容量13.6萬(wàn)千瓦，效率97.5%，最大工作水頭38.0m,最小工作水頭27.0m，

23、加權(quán)平均水頭32.0m，設(shè)計(jì)水頭為30.5m，海拔高程27m，下游設(shè)計(jì)水頭最低水位22m。</p><p><b>　　8.摘要及關(guān)鍵詞</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)主要是水利水電樞紐工程中水電站廠(chǎng)房設(shè)計(jì)的部分工作。設(shè)計(jì)目的在于進(jìn)一步鞏固和加深廠(chǎng)房部分的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問(wèn)題及運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提高學(xué)生制圖、使用現(xiàn)行規(guī)范、查閱技術(shù)

24、資料、使用技術(shù)資料的能力以及編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的能力。通過(guò)該課程設(shè)計(jì)使學(xué)生初步掌握水電站廠(chǎng)房設(shè)計(jì)的內(nèi)容、步驟和方法。 根據(jù)已有的原始資料和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容有：水電站總體布置，水輪機(jī)型號(hào)的選擇以及水輪機(jī)特性曲線(xiàn)的繪制，蝸殼尺寸的確定，尾水管尺寸的確定，調(diào)速器的選擇，水電站廠(chǎng)房尺寸的確定，尾水渠渠道布置、形式選擇等，并根據(jù)要求繪制相應(yīng)的平面布置圖和剖面圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞：裝機(jī)容量、效率、水

25、輪機(jī)、蝸殼、尾水管、調(diào)速器、發(fā)電機(jī)、廠(chǎng)房。</p><p>　　This course is designed primarily water conservancy and hydropower dam project in the part of the hydropower plant design work. Designed to further consolidate and deepen the

26、theoretical knowledge of plant parts, training students to think independently, analyze problems and apply the theoretical knowledge to solve practical problems, to enhance students mapping, the use of existing norms, ac

27、cess to technical information, the ability to use technical data and preparation of design manual ability</p><p>　　Keywords: capacity, efficiency, turbine, scroll, tail pipes, governor, generator, plant.<

28、/p><p>　　第 一 章水輪機(jī)選型計(jì)算7</p><p>　　第 一 節(jié)水輪機(jī)型號(hào)的選擇7</p><p>　　第 二 節(jié)水輪機(jī)主要參數(shù)的計(jì)算7</p><p>　　一HL240型水輪機(jī)方案主要參數(shù)計(jì)算7</p><p>　　二ZZ440型水輪機(jī)方案主要參數(shù)的計(jì)算9</p><

29、;p>　　第 三 節(jié)水輪機(jī)方案的分析比較12</p><p>　　一HL240型水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線(xiàn)的繪制13</p><p>　　第 二 章蝸殼的型式及其主要尺寸的確定17</p><p>　　第 一 節(jié)蝸殼的型式17</p><p>　　第 二 節(jié)蝸殼的主要參數(shù)的選擇17</p><p>

30、;　　第 三 節(jié)蝸殼的水力計(jì)算18</p><p>　　第 三 章尾水管的型式及其主要尺寸的確定19</p><p>　　第 四 章水輪機(jī)調(diào)速設(shè)備的選擇20</p><p>　　第 一 節(jié)調(diào)速功的計(jì)算20</p><p>　　第 二 節(jié)接力器的選擇21</p><p>　　第 三 節(jié)調(diào)速器

31、的選擇22</p><p>　　第 四 節(jié)油壓裝置的選擇22</p><p>　　第 五 章水輪發(fā)電機(jī)選擇計(jì)算22</p><p>　　第 一 節(jié)發(fā)電機(jī)主要部分的尺寸計(jì)算22</p><p><b>　　一機(jī)距22</b></p><p>　　二定子鐵芯內(nèi)徑23</

32、p><p>　　三定子鐵芯長(zhǎng)度23</p><p>　　四定子鐵芯外徑23</p><p>　　第 二 節(jié)外形尺寸估算23</p><p>　　一平面尺寸估算23</p><p>　　二軸向尺寸的計(jì)算24</p><p>　　三水輪發(fā)電機(jī)重量估算25</p>&

33、lt;p>　　第 三 節(jié)壓力管道參數(shù)計(jì)算26</p><p>　　第 四 節(jié)主廠(chǎng)房主要尺寸的確定26</p><p>　　一主廠(chǎng)房長(zhǎng)度的確定26</p><p>　　二主廠(chǎng)房寬度的確定28</p><p>　　三主廠(chǎng)房高程的確定28</p><p>　　第 五 節(jié)副廠(chǎng)房的布置30</

34、p><p>　　一副廠(chǎng)房的組成30</p><p>　　二副廠(chǎng)房的位置31</p><p>　　三副廠(chǎng)房平面布置的設(shè)備31</p><p>　　第 六 章參考文獻(xiàn)31</p><p><b>　　水輪機(jī)選型計(jì)算</b></p><p><b>　　

35、水輪機(jī)型號(hào)的選擇</b></p><p>　　根據(jù)水電站的工作水頭范圍，在反擊式水輪機(jī)系列型譜表中查得HL240型水輪機(jī)和ZZ440型水輪機(jī)都可以使用，這就需要將兩種水輪機(jī)都列入比較方案，對(duì)其參數(shù)分別予以計(jì)算和選定。</p><p>　　水輪機(jī)主要參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　HL240型水輪機(jī)方案主要參數(shù)計(jì)算</p><p>

36、<b>　　轉(zhuǎn)輪直徑的計(jì)算</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　同時(shí)在附表1中查得水輪機(jī)模型在限制工況下的效率，由此可初步假定水輪機(jī)在該工況的效率為92%。</p><p>　　將以上各值代入上式得</p><p>　　選用與之接近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)直徑。<

37、/p><p><b>　　效率修正值的計(jì)算</b></p><p>　　由附表1查得水輪機(jī)模型在最優(yōu)工況下的，模型轉(zhuǎn)輪直徑，則原型水輪機(jī)的最高效率可依（3-23）式計(jì)算，即</p><p>　　考慮到制造工藝水平的情況??；由于水輪機(jī)所應(yīng)用的蝸殼和尾水管的型式與模型基本相似，故認(rèn)為，則效率修正值為：</p><p>　　由此求

38、得水輪機(jī)在限制工況的效率為：</p><p>　?。ㄅc原來(lái)假定的數(shù)值接近，不再校正）</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速的計(jì)算</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　由附表1查得在最優(yōu)工況下的，同時(shí)由于</p><p>　　所以可忽略不計(jì)，則

39、以代入上式得：</p><p>　　選用與之接近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速。</p><p><b>　　工作范圍的驗(yàn)算</b></p><p>　　在選定的的情況下，水輪機(jī)的和各種特征水頭下相應(yīng)的值分別為：</p><p>　　則水輪機(jī)的最大引用流量為：</p><p><b>　　對(duì)值：在

40、設(shè)計(jì)水頭時(shí)</b></p><p><b>　　在最大水頭時(shí)</b></p><p><b>　　在最大水頭時(shí)</b></p><p>　　在HL240型水輪機(jī)的模型綜合特性曲線(xiàn)圖上，分別畫(huà)出的直線(xiàn)，如圖所示?？梢钥闯鲞@些直線(xiàn)所標(biāo)出的水輪機(jī)相似工作范圍（陰影部分）僅包括了部分高效率區(qū)，所以對(duì)所選定的直徑還須和其

41、他方案作比較。</p><p><b>　　水輪機(jī)吸出高的計(jì)算</b></p><p>　　由水輪機(jī)的設(shè)計(jì)工況（）在圖上可查得相應(yīng)的氣蝕系數(shù)；由設(shè)計(jì)水頭，在圖2-16上查得，則可求得水輪機(jī)的吸出高為：</p><p>　　ZZ440型水輪機(jī)方案主要參數(shù)的計(jì)算</p><p><b>　　轉(zhuǎn)輪直徑的計(jì)算</

42、b></p><p>　　式中值同前。對(duì)于值，可由附表2查得該型水輪機(jī)在限制工況下的，同時(shí)還查得氣蝕系數(shù)。但在允許高程時(shí)，則相應(yīng)的裝置氣蝕系數(shù)為：</p><p>　　所以，為了滿(mǎn)足對(duì)吸出高的限制，值可在ZZ440型水輪機(jī)模型綜合特性曲線(xiàn)圖上依工況點(diǎn)查得為。同時(shí)亦可查該工況點(diǎn)上，由此可初步假定水輪機(jī)的效率為89.5%。</p><p>　　將以上各值代入上式，

43、便可求得：</p><p>　　選用與之接近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)直徑。</p><p><b>　　效率修正值的計(jì)算</b></p><p>　　對(duì)軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)，葉片在不同轉(zhuǎn)角時(shí)的最大效率可用（3-24）式計(jì)算，即</p><p>　　已知，代入上式，則得：</p><p>　　葉片在不同轉(zhuǎn)角時(shí)的值可

44、自圖3-10查得，由此便可應(yīng)用上式求得相應(yīng)于該角時(shí)的水輪機(jī)最高效率，并將計(jì)算結(jié)果列于表4-8。</p><p><b>　　表4-8</b></p><p>　　當(dāng)選取制造工藝影響的效率修正值和考慮異形部件的影響時(shí)，便可計(jì)算得不同角時(shí)效率修正值為：</p><p>　　將的計(jì)算結(jié)果亦同時(shí)列入表4-8中。</p><p>

45、　　由附表2查得在最優(yōu)工況下模型的最高效率，由于最優(yōu)工況很接近于的等轉(zhuǎn)角線(xiàn)，故采用效率修正值，這樣便可得出原型水輪機(jī)的最高效率為：</p><p>　　已知在限制工況模型的效率為：，而改點(diǎn)處于兩等角線(xiàn)之間，用內(nèi)插法可求得該點(diǎn)的效率修正值為，由此可求得水輪機(jī)在限制工況下的效率為：</p><p>　　與原來(lái)假定的效率90.0%很接近，不在校正。</p><p><

46、;b>　　轉(zhuǎn)速的計(jì)算</b></p><p><b>　　由于 </b></p><p>　　所以不考慮的修正，由此求得水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為：</p><p>　　選用與之接近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速。</p><p><b>　　工作范圍的驗(yàn)算</b></p><p

47、>　　在選定的的情況下，水輪機(jī)的和各種特征水頭下相應(yīng)的值分別為：</p><p>　　則水輪機(jī)的最大引用流量為：</p><p><b>　　對(duì)值：在設(shè)計(jì)水頭時(shí)</b></p><p><b>　　在最大水頭時(shí)</b></p><p><b>　　在最小水頭時(shí)</b>&l

48、t;/p><p>　　在圖上，分別畫(huà)出的直線(xiàn)，如圖所示?？梢钥闯鲞@些直線(xiàn)所標(biāo)出的水輪機(jī)相似工作范圍（陰影部分）基本上包括了特性曲線(xiàn)的高效率區(qū)。</p><p><b>　　水輪機(jī)吸出高的計(jì)算</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)工況時(shí)，由圖3-10可查得氣蝕系數(shù)，由此可求得水輪機(jī)的吸出高為;</p><p><b>

49、　　(滿(mǎn)足要求)</b></p><p>　　水輪機(jī)方案的分析比較</p><p>　　為了便于分析比較，現(xiàn)將兩種方案的有關(guān)參數(shù)列于下表</p><p>　　表4-9 水輪機(jī)方案參數(shù)對(duì)照表</p><p>　　從上表的對(duì)照中可以看出，兩種不聽(tīng)的機(jī)型方案在同樣水頭下同時(shí)滿(mǎn)足額定出力的情況下，HL240與ZZ440相比較來(lái)

50、看，它具有效率高工作范圍好、汽蝕系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，這可以提高水電站的年發(fā)電量和減小廠(chǎng)房的開(kāi)挖量。 選用HL240型水輪機(jī)。</p><p>　　HL240型水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線(xiàn)的繪制</p><p><b>　　基本資料</b></p><p>　　轉(zhuǎn)輪的型式 HL240型，模型綜合特性圖</p>

51、<p>　　轉(zhuǎn)輪的直徑和轉(zhuǎn)速 、轉(zhuǎn)速</p><p>　　特征水頭 </p><p>　　水輪機(jī)額定出力 </p><p>　　水輪機(jī)安裝處的海拔高程 </p><p>　　等效率曲線(xiàn)的計(jì)算與繪制</p&g

52、t;<p>　　取等4個(gè)水頭列表4-15分別進(jìn)行計(jì)算，表中在不同轉(zhuǎn)角時(shí)的效率修正值可由表4-8得到。根據(jù)計(jì)算結(jié)果可首先繪制各水頭下的水輪機(jī)工作特性曲線(xiàn)圖4-16（a），然后繪制效率曲線(xiàn)圖4-16（b）。</p><p>　　等吸出高曲線(xiàn)的計(jì)算與繪制</p><p>　　亦按前述的方法和例題中的有關(guān)數(shù)據(jù)，列表4-16分別以不同水頭進(jìn)行計(jì)算，表中的出力系由圖4-17輔助曲線(xiàn)上查得

53、的。由計(jì)算結(jié)果可繪制的輔助曲線(xiàn)圖4-18，并由此在圖4-16（b）上繪出等吸出高曲線(xiàn)。圖4-16（b）即為ZZ440型水輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線(xiàn)。</p><p>　　蝸殼的型式及其主要尺寸的確定</p><p><b>　　蝸殼的型式</b></p><p>　　采用金屬蝸殼，圓形斷面，為防止?jié)B漏和減少磨損，在蝸殼內(nèi)壁作鋼襯，鋼板的厚度取10mm。

54、</p><p>　　蝸殼的主要參數(shù)的選擇</p><p><b>　　斷面的型式</b></p><p>　　金屬蝸殼采用圓形斷面。</p><p><b>　　蝸殼的包角</b></p><p>　　對(duì)于金屬蝸殼，采用。</p><p><b

55、>　　蝸殼進(jìn)口平均流速</b></p><p>　　由圖4-30a查得有鋼襯的金屬蝸殼進(jìn)口平均流速。</p><p><b>　　蝸殼的水力計(jì)算</b></p><p>　　蝸殼的水力計(jì)算就是在上述假定的基礎(chǔ)上進(jìn)行蝸殼各中間斷面的計(jì)算。計(jì)算是在給定的水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭、最大引用流量、導(dǎo)葉高度。坐環(huán)尺寸（等）和選擇的蝸殼斷面形式、最

56、大包角、進(jìn)口平均流速的情況下進(jìn)行的。混凝土蝸殼的水力計(jì)算采用半圖解法較為方便。</p><p>　　1 對(duì)于蝸殼進(jìn)口斷面：</p><p>　　斷面的面積 </p><p>　　斷面半徑 </p><p>　　由《水利機(jī)械》附表5查得金屬蝸殼座環(huán)尺寸，水頭在70米以下其座環(huán)外a D

57、=3.85m,</p><p>　　半徑/ 2 </p><p><b>　　當(dāng)時(shí)，</b></p><p><b>　　當(dāng)時(shí)，</b></p><p><b>　　當(dāng)時(shí)，</b></p><p><b>　　當(dāng)時(shí)，</b

58、></p><p><b>　　當(dāng)時(shí)，</b></p><p><b>　　當(dāng)時(shí)，</b></p><p><b>　　當(dāng)時(shí)， </b></p><p><b>　　當(dāng)時(shí)， </b></p><p>　　尾水管的型式及其主要尺

59、寸的確定</p><p><b>　　選用彎肘型尾水管</b></p><p>　　表4-17 推薦的尾水管尺寸表</p><p>　　水輪機(jī)調(diào)速設(shè)備的選擇</p><p><b>　　調(diào)速功的計(jì)算</b></p><p>　　應(yīng)用下式計(jì)算水輪機(jī)的調(diào)速功</p&g

60、t;<p><b>　　式中 </b></p><p>　　水輪機(jī)在工況點(diǎn)工作時(shí)的效率可由水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線(xiàn)查得為0.918，由此</p><p>　　屬大型調(diào)速器，則接力器、調(diào)速柜和油壓裝置應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算和選擇。</p><p><b>　　接力器的選擇</b></p><p>

61、;<b>　　接力器直徑的計(jì)算</b></p><p>　　采用兩個(gè)接力器來(lái)操作水輪機(jī)的導(dǎo)水結(jié)構(gòu)，選用額定油壓為2.5MPa，則每個(gè)接力器的直徑可由下式求得：</p><p>　　已知導(dǎo)葉數(shù)目，為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱(chēng)型導(dǎo)葉，由表5-3查得=0.031；又導(dǎo)葉的相對(duì)高度由型譜表4-1查得為0.365代入上式得：</p><p>　　由此，在表5-4中選擇與之

62、接近而偏大的的標(biāo)準(zhǔn)接力器</p><p>　　接力器最大行程的計(jì)算</p><p>　　應(yīng)用下式，接力器的最大行程為：</p><p>　　導(dǎo)葉最大開(kāi)度可由模型的求得：</p><p>　　式中可由設(shè)計(jì)工況點(diǎn)在模型綜合特性曲線(xiàn)圖3-10上查得為25mm；同時(shí)在圖3-10上還可查得；</p><p>　　選用水輪機(jī)的。將

63、各值代入上式得：</p><p>　　當(dāng)選用計(jì)算系數(shù)為1.8時(shí)，則</p><p><b>　　接力器容積的計(jì)算</b></p><p>　　兩個(gè)接力器的總?cè)莘e，可由下式求得：</p><p><b>　　調(diào)速器的選擇</b></p><p>　　大型調(diào)速器的型號(hào)是以主配壓閥

64、的直徑來(lái)表征的，主配壓閥的直徑d可由下式計(jì)算</p><p><b>　　選用、，則</b></p><p>　　在表5-1中選擇與之相鄰而偏大的DT—150型電氣液壓型調(diào)速器。</p><p><b>　　油壓裝置的選擇</b></p><p>　　此處油壓裝置不考慮空放閥和進(jìn)水閥的用油，則壓力油

65、罐的容積可按下式估算，即：</p><p>　　由此在表5-2中選擇與之相鄰而偏大的YZ—6型分離式油壓裝置。</p><p><b>　　水輪發(fā)電機(jī)選擇計(jì)算</b></p><p>　　發(fā)電機(jī)主要部分的尺寸計(jì)算</p><p>　　，初步選定傘式發(fā)電機(jī)</p><p><b>　　機(jī)距

66、</b></p><p>　　P—磁極對(duì)數(shù)，32；</p><p><b>　　—取10；</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　定子鐵芯內(nèi)徑</b></p><p><b>　　定子鐵芯長(zhǎng)度&

67、lt;/b></p><p>　　—發(fā)電機(jī)額定容量，38744kW；</p><p>　　—水輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速，93.8r/min;</p><p>　　—定子內(nèi)徑，1010.96cm;</p><p>　　C—計(jì)算系數(shù)，取為。</p><p><b>　　定子鐵芯外徑</b></p>

68、;<p><b>　　外形尺寸估算</b></p><p><b>　　平面尺寸估算</b></p><p><b>　　定子機(jī)座外徑</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　風(fēng)罩內(nèi)經(jīng)</b

69、></p><p><b>　　轉(zhuǎn)子外徑</b></p><p><b>　　下機(jī)架最大跨度</b></p><p><b>　　其中</b></p><p>　　推力軸承外徑和勵(lì)磁機(jī)外徑</p><p><b>　　查表得</b&

70、gt;</p><p><b>　　軸向尺寸的計(jì)算</b></p><p><b>　　定子機(jī)座高度</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　上機(jī)架高度</b></p><p><b>

71、　　，采用傘式發(fā)電機(jī)</b></p><p><b>　　傘式非承載機(jī)架：</b></p><p>　　勵(lì)磁機(jī)高度、副勵(lì)磁機(jī)高度和永磁機(jī)高度</p><p>　　查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-8得，</p><p><b>　　下機(jī)架高度</b></p><p>&l

72、t;b>　　傘式承載機(jī)架：</b></p><p>　　定子支座支撐面至下機(jī)架支承面或下?lián)躏L(fēng)板之間的距離</p><p><b>　　傘式承載機(jī)架：</b></p><p>　　下機(jī)架支承面至主軸法蘭底面之間的距離</p><p>　　按以生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)統(tǒng)計(jì)資料查得，</p><p&g

73、t;<b>　　轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度</b></p><p><b>　　無(wú)風(fēng)扇時(shí)，</b></p><p><b>　　發(fā)電機(jī)主軸高度</b></p><p>　　定子鐵芯水平中心線(xiàn)至主軸法蘭盤(pán)底面距離</p><p>　　轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)受油器尺寸</p><p

74、><b>　　水輪發(fā)電機(jī)重量估算</b></p><p><b>　　水輪發(fā)電機(jī)的總重量</b></p><p><b>　　計(jì)算系數(shù)取8</b></p><p><b>　　發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重</b></p><p><b>　　發(fā)電機(jī)飛輪力矩

75、</b></p><p>　　查水輪機(jī)機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-10，取為4.5</p><p>　　起重機(jī)的型式和臺(tái)數(shù)取決于水電站的廠(chǎng)房類(lèi)型、最大起重量和機(jī)組臺(tái)數(shù)等條件。具有上部結(jié)構(gòu)的廠(chǎng)房一般選用橋式起重機(jī)。</p><p>　　起重機(jī)額定起重量應(yīng)根據(jù)最重吊運(yùn)件的重量（一般為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子）加起吊工具的重量，并參照起重量系列確定，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重，乘以動(dòng)力系數(shù)1.2，

76、得，查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)表7-16，選雙小車(chē)橋式起重機(jī)。</p><p><b>　　壓力管道參數(shù)計(jì)算</b></p><p>　　按經(jīng)濟(jì)流速確定壓力管道直徑，壓力管道經(jīng)濟(jì)流速一般為，取為。</p><p>　　管道直徑計(jì)算公式為：</p><p><b>　　經(jīng)驗(yàn)公式求得：</b></p&g

77、t;<p>　　主廠(chǎng)房主要尺寸的確定</p><p><b>　　主廠(chǎng)房長(zhǎng)度的確定</b></p><p>　　式中：—主廠(chǎng)房長(zhǎng)度；</p><p><b>　　—機(jī)組臺(tái)數(shù)；</b></p><p><b>　　—機(jī)組段長(zhǎng)度；</b></p><

78、;p><b>　　—安裝見(jiàn)長(zhǎng)度；</b></p><p><b>　　—邊機(jī)組段加長(zhǎng)。</b></p><p>　　按蝸殼層、尾水管層和發(fā)電機(jī)層分別計(jì)算，然后取其中的最大值。</p><p><b>　　蝸殼層</b></p><p><b>　　尾水管層<

79、;/b></p><p><b>　　取對(duì)稱(chēng)為水管 </b></p><p><b>　　發(fā)電機(jī)層</b></p><p>　　其中—發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑，14.6m；b—兩臺(tái)機(jī)組之間風(fēng)罩外壁凈距，取為2m;—發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚，取為0.4m</p><p>　　取以上三者中的最大值，。</p

80、><p><b>　　邊機(jī)組段加長(zhǎng)</b></p><p>　　邊機(jī)組段加長(zhǎng)，取4m。</p><p><b>　　安裝間長(zhǎng)度</b></p><p>　　安裝間長(zhǎng)度，取23m。</p><p><b>　　則主廠(chǎng)房的長(zhǎng)度：。</b></p>

81、<p><b>　　主廠(chǎng)房寬度的確定</b></p><p>　　—主廠(chǎng)房的凈寬；—上游側(cè)寬度；—下游側(cè)寬度</p><p><b>　　水下部分凈寬的確定</b></p><p><b>　　上游側(cè)寬度： =</b></p><p><b>　　下游側(cè)寬度

82、：=</b></p><p><b>　　主廠(chǎng)房?jī)魧挘?lt;/b></p><p><b>　　水上部分凈寬的確定</b></p><p><b>　　上游側(cè)寬度：</b></p><p>　　5—布置調(diào)速器，油壓設(shè)備及機(jī)旁屏必須的距離</p><p

83、><b>　　下游側(cè)寬度：</b></p><p><b>　　3—下游走到寬度</b></p><p><b>　　則主廠(chǎng)房?jī)魧?lt;/b></p><p>　　取二者中的最大值，擬定主廠(chǎng)房的寬度為：24m。</p><p><b>　　主廠(chǎng)房高程的確定</

84、b></p><p><b>　　水輪機(jī)安裝高程</b></p><p>　　對(duì)于豎軸軸流式水輪機(jī)</p><p>　　式中：—水輪機(jī)安裝高程；</p><p><b>　　—水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑；</b></p><p>　　—系數(shù)，其值約為0.41；</p>

85、<p><b>　　主廠(chǎng)房基礎(chǔ)開(kāi)挖高程</b></p><p>　　式中： —基礎(chǔ)開(kāi)完高程；</p><p><b>　　—水輪機(jī)安裝高程；</b></p><p><b>　　—尾水管高度；</b></p><p>　　—尾水管底部混凝土厚度，取為1m。</

86、p><p><b>　　水輪機(jī)層地面高程</b></p><p>　　式中：蝸殼頂混凝土層為1m。</p><p><b>　　發(fā)電機(jī)裝置高程</b></p><p>　　式中： —發(fā)電機(jī)機(jī)墩進(jìn)人孔高度，取為2m；</p><p>　　—進(jìn)人孔頂部厚度，取為1.0m。</p

87、><p><b>　　發(fā)電機(jī)層樓板高程</b></p><p>　　為保證一下各層高度和設(shè)備布置及運(yùn)行上的需要，水輪機(jī)層的凈高不少于3.5~4.0m，否則發(fā)電機(jī)出線(xiàn)和油氣水管道布置困難。</p><p>　　起重機(jī)（吊車(chē)）的安裝高程</p><p>　　式中： —發(fā)電機(jī)定子高度和上機(jī)架高度之和，35.0258；</p&

88、gt;<p>　　—吊運(yùn)部件與之固定的機(jī)組或設(shè)備間的垂直凈距0.5m。</p><p>　　—最大部件的高度；（發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶軸）9.6198m</p><p>　　—吊運(yùn)部件與吊鉤間的距離，取為1.0m。</p><p>　　—主鉤最高位置（上極限位置）至軌頂面距離0.52m；</p><p><b>　　屋頂高程&l

89、t;/b></p><p>　　—起重機(jī)軌頂至小車(chē)頂面的凈空尺寸；查設(shè)計(jì)手冊(cè)得4.6m</p><p>　　—吊車(chē)檢修高度0.5m；</p><p>　　—屋面板厚度；0.15m</p><p><b>　　裝配廠(chǎng)的樓板高程</b></p><p>　　裝配廠(chǎng)與對(duì)外交通道路及發(fā)電機(jī)層樓板高程

90、齊平，且高于下游設(shè)計(jì)洪水位。</p><p><b>　　副廠(chǎng)房的布置</b></p><p>　　水電站廠(chǎng)房除了裝設(shè)運(yùn)行必須的水輪發(fā)電機(jī)組、調(diào)速設(shè)備和裝配場(chǎng)的主要廠(chǎng)房外，還需要有設(shè)置機(jī)電設(shè)備運(yùn)行、控制、試驗(yàn)、管理、和運(yùn)行人員工作和生活的房間，稱(chēng)為副廠(chǎng)房。</p><p><b>　　副廠(chǎng)房的組成</b></p>

91、;<p>　　副廠(chǎng)房的規(guī)模根據(jù)水電站裝機(jī)容量、機(jī)組臺(tái)數(shù)、電站在電力系統(tǒng)中的作用、自動(dòng)化程度和遙控的應(yīng)用，而有所變化。大中型水電站副廠(chǎng)房房間的組成，按性質(zhì)可分為三類(lèi)：直接生產(chǎn)副廠(chǎng)房、檢修試驗(yàn)副廠(chǎng)和間接輔助生產(chǎn)副廠(chǎng)房。</p><p><b>　　副廠(chǎng)房的位置</b></p><p>　　副廠(chǎng)房設(shè)在主廠(chǎng)房靠對(duì)外交通的一端，其優(yōu)點(diǎn)是主、副廠(chǎng)房的總寬較小，采光通

92、風(fēng)良好，給運(yùn)行人員值班創(chuàng)造良好的工作條件，能適應(yīng)電站分期建設(shè)、初期發(fā)電的特點(diǎn)，運(yùn)行與機(jī)電設(shè)備安裝干擾較小，能減輕機(jī)組震動(dòng)與噪聲對(duì)中央控制室的影響。缺點(diǎn)是母線(xiàn)與電纜線(xiàn)路較長(zhǎng)，增加了投資，大型水電站當(dāng)機(jī)組臺(tái)數(shù)較多時(shí)，監(jiān)視、維護(hù)距離較長(zhǎng)，檢修、試驗(yàn)時(shí)的聯(lián)系不方便。</p><p>　　副廠(chǎng)房平面布置的設(shè)備</p><p>　　中央控制室、集纜室、繼電保護(hù)盤(pán)室、通訊室及遠(yuǎn)動(dòng)裝置室、開(kāi)關(guān)室、母線(xiàn)廊道

93、、電纜廊道和電纜溝、直流系統(tǒng)用房、廠(chǎng)用電設(shè)備房間、電子計(jì)算機(jī)室、巡回監(jiān)測(cè)裝置室、電氣實(shí)驗(yàn)室、值班室和調(diào)度室、辦公室和生活用房。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1）水電站有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范；</p><p>　　2）水電站建筑物設(shè)計(jì)參考圖冊(cè)（清華大學(xué)編）；</p><p>　　3）小型水電站

94、機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)；</p><p>　　4）水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)；</p><p>　　5）水電站動(dòng)力設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)（河海大學(xué) 駱如蘊(yùn)主編）；</p><p>　　6）水電站廠(chǎng)房設(shè)計(jì)（顧鵬飛等編）；</p><p><b>　　7）小型水電站；</b></p><p><b>　　8）有關(guān)的