水电站。
课程设计说明书。
题目水电站地面是厂房布置设计。
学号。班号
专业名称 姓名。
设计日期 湘贺水电站工程概况和基本资料。
1. 工程概况。
湘贺水利枢纽位于向河上游，河流全长270公里，流域面积6000平方公里，属于山区河流。本枢纽控制流域面积1350平方公里，总库容22.15亿立方米，为多年调节水库。
本枢纽的目标是防洪和发电。主要建筑物有重力拱坝，坝高77.5米，弧长370米；泄洪建筑物；开敞式溢洪道或泄洪隧道；发电引水隧洞及岸边地面厂房等工程。
水电站**机60mw，装机4台，单机15mw。电站担任工农业负荷，全部建成后担任系统灌溉负荷。
2. 电站枢纽。
电站厂房位于右岸坝下游几十米处，由引水隧洞供水，主洞内径5.5米，支洞内径3.4米，厂内装置4台混流式立式机组，出线方向为上游，永久公路通至左岸。
3. 设计参数及依据。
一）水库及水电站特征参数。
1、水库水位。
水库校核洪水位140.00m
水库设计洪水位137.00m
水库正常高水位125.00m
水库发电死水位108.00m
设计洪水尾水位77.00m
校核洪水尾水位78.50m
2、厂址水位流量关系曲线。
3、 水电站特征水头。
最大水头56.00m
最小水头38.00m
平均水头50.84m
计算水头48.30m
4、地形地质。
电站枢纽地形参见地形图。左岸地势较平缓，右岸地势较陡。枢纽基岩系凝灰岩，岩石抗压强度较高，厂区有第四纪沉积层，厚约3米，河床砂卵石覆盖层平均深2～4m。
5、供电方式。
本电站初期为三台机组，远景为四台机组，投入系统运行，根据系统要求本电站能作调相运行，水电站主接线采用扩大单元接线方式，采用110千伏、35千伏及发动机电压10.5千伏三种电压等级送电；高压侧采用桥型接线方式。
6、对外交通。
下游左岸有永久公路通过。水电站主要动力设备及辅助设备
二）水电站主要动力设备及辅助设备。
1、水轮机：型号 hl220—lj—225
额定出力15.6mw
额定转速214.3r/min
单机额定（最大）流量 36.2 m3/s
2、 水轮发电机：型号sf15—28/550
3、 调速器设备。
调速器型号：dt—100
机械柜尺寸：长×宽×高=750×950×1375（mm）
电气柜尺寸：长×宽×高＝550×804×2360（mm）
油压装置型号：yz—1.0
4、厂房附属设备。
水轮机前蝴蝶阀。
5、电气设备。
三相三线圈主变二台。
型号：sfsl1 —50000/110/35/10
尺寸：长×宽×高=6300×4250×5500（mm）
轨距：1435（mm）
检修起吊高度： 7600（mm）
主变器自身重： 39.5吨
厂用变压器二台。
型号：sjl1—630/10/0.4
厂用变压器参考数据：
机旁盘。每台机六块：控制盘1块，保护盘1块，表记盘1块，动力盘1块，励磁盘2块。
尺寸：宽×厚×高＝800×550×2360（mm）
三）副厂房参考面积（参见有关规范）
一、主要设备尺寸确定。
1、蜗壳。型式：由于水电站特征水头大于40米，所以选用断面形状为圆形的金属蜗壳。
包角采用3450，蜗壳进口断面的平均流速vr由教材32页经验曲线查得，设计水头为48.3m时，对应的平均流速vc为5.30 m/s。
座环固定导叶外径da为3850mm，内径db为3250mm，导叶高度b0=0.25d1=0.25*225=56.
25cm，单击额定最大流量qmax=36.2m3/s.
2、金属蜗壳的水力计算。
蜗壳计算示意图：
3、尾水管型式。
为减小尾水管开挖深度，及使其由良好的水利性能，尾水管采用弯肘型的。水轮机型号hl220-lj-225, n额=214.3r/min,为高转速的，且d1尾水管计算示意图：
4、转轮。转轮型号尺寸：立轴，混流式。
d1=225cm，导叶高度b0=0.25*225cm=0.56m
5、发电机。
型号：sf15-28/550
转子直径：4900mm，机架外径：6470mm；风罩内径：8400mm，厚度300mm；定子高度：2.13m；转子带轴高度：4.39m。
悬式水轮发电机，布置方式是上机架埋入式。
二、厂房各部分高程。
1、水轮机安装高程。
利用公式：
其中 ,是水轮机安装高程处海拔高程，可取下游平均水位的海拔高程，可在下游水位流量曲线上通过内插可得，当流量为36.2m3/s时，水位为69.1m。
为模型气蚀系数，可在水轮机转轮参数表中查得hl220-lj-225的模型气蚀系数为0.133.
为气蚀系数的修正值，可根据设计水头hr由教材图2-26中查取，当hr为48.3m时，气蚀系数修正值为0.026.
h为水轮机水头，一般取设计水头hr=48.3m
所以，取hs为2m。
为下游设计水位，当电站装机台数为4台时，确定设计尾水位的水轮机过流量为1台水轮机的额定流量36.2m3/s，通过下游水位流量曲线内插得为69.1m。
b0为水轮机转轮直径，大小为0.56m
则水轮机安装高程为。
2、主厂房开挖高程。
h — 尾水管高度；
— 尾水管厚度。尾水管底板采用整体式底板，厚度取1.5m
则。3、水轮机层地面高程。
蜗壳最大半径，为1.44m；
h1：蜗壳顶部混凝土厚度。一般不小于1.0米。
则。4、发电机装置高程。
h2：机墩进人孔高度，一般1.8~2.0米左右，取2米；
h3：进人孔顶部混凝土厚度，一般1米左右；
则。5、发电机层楼板高程。
h4：定子高度，如果发电机上机架为埋入式，则还需加入上机架高度。这里发电机采用上机架埋入式，埋入深度为0.3m。
则。6、吊车轨顶高程。
h5：吊钩垂直安全距离，垂直净距柔性吊具0.6-1.0 m、钢性吊具0.25-0.5 m，此处用柔性吊具，h5取0.8m；
h6：起吊部件高度，为发电机转子带轴、水轮机转轮带轴、主变三个中的最大值。由于发电机转子带轴高4.
39m，主变检修起吊高度8.2m，水轮机转子带轴高=发电机层楼板高程-水轮机安装高程-发电机转子带轴高=79.15-71.
38-4.39=3.38m。
由于主变高度与其他相差太大，考虑在发电机层设置主变坑，检修时不用起吊主变，故最大吊物高取4.39m所以h6取4.39m；
h7：吊索或吊具高度，柔性吊具取0;
h8：吊钩至轨顶距离，取决于吊车型式及尺寸，由于转子带轴重80t，主变压器身重39.5t，水轮机转轮带轴重约10t，起重设备可取主钩容量为100t的单小车，假设跨度为16m，则吊钩至轨顶距离为1.
474m。
则。7、屋面大梁底部高程。
h9：桥吊轨顶至小车顶距离，查表可得为3.692m；
h10：小车顶部到屋面大梁底部的距离，取0.3m。（一般30cm即可）。
则。8、屋顶高程。
h11：屋面大梁（或桁架）+屋面板+保温防水层高度，屋面大梁为（1/8~1/12）厂房跨度，当厂房跨度为16m时，取1.5m；屋面板厚度取0.2m；保温防水层高度取0.1m；
则。9、装配场楼板高程。
由于发电机层高程为79.25m，高于下游最高洪水位78.5m，所以装配厂层可取与发电机层楼板高程同高。
三、平面布置。
1、机组段长度。
两机组中心线距离：
蜗壳层：蜗壳外包线尺寸以及蜗壳外。
二期混凝土厚度。
蜗壳外围混凝土厚度，初设时取。
1.2~1.5m。
则。发电机层：
发电机风罩内径；
发电机风罩壁厚，一般可取0.3~0.4m；
两机组之间风罩外壁净距，一般可取1.5~2.0m，如两机组之间设楼梯时取3~4m。
则l1=8.4/2+0.3+4+8.4/2+0.3=13m
3)尾水管层：
l1= b5+b2=6.12+3=9.12m
其中b5为尾水管宽度，b2为尾水管间距。
由于13>10.77>9.12,所以机组段长度取13m
2、端机组段长度，决定于安装间位置，桥吊宽度和工作范围，应保证机组中心线或进水阀中心线在吊钩极限位置以内，并留有0.2~0.3m的裕度。
b/2:小车宽度的一半；
则。则主厂房长度为4*l1+l2=4*13+6.11=58.11m
3、主厂房宽度。
1）发电机层：决定于机组尺寸和发电机。
层设备布置。
厂房上游侧宽度，发电机风罩内径，为8.4m；
发电机风罩内径，取0.3m；
a为风罩外侧至厂房上游墙内侧(或立柱内侧)
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