衢州一级水电站厂房及隧洞设计计算书

第 1 页 共 35 页 目目 录录 第 1 章设计基本资料4 1.1 1.1 流域概况和地理位置4 1.2 1.2 水文和气象4 1.2.1 水文条件.4 1.2.2 气象条件.4 1.3 1.3 工程地质4 1.4 1.4 交通状况4 1.5 1.5 即给设计数据.4 第 2 章枢纽布置、挡水及泄水建筑物4 1.6 2.1 枢纽布置4 2.1.1 枢纽布置形式.4 2.1.2 坝轴线位置的比较和选择.4 1.7 2.2 挡水及泄水建筑物4 2.2.1 坝高的确定.4 2.2.2 挡水建筑物形式：砼重力坝.5 2.2.3 泄水建筑物：砼溢流坝.15 1.8 2.3 坝内构造20 2.3.1 坝顶结构.20 2.3.2 坝体分缝.20 2.3.3 坝内廊道.20 2.3.4 坝基地基处理.20 1.9 2.4 溢流坝消能防冲措施.20 第 3 章 水轮机的选型21 3.1 水头 HMAX、HMIN、HR的确定21 3.1.1 Hmax 的可能出现情况（水头损失按 2%计）：21 第 2 页 共 35 页 3.1.2 Hmin的可能出现情况（水头损失按 2%计）：21 3.1.3、Hav 的确定： .22 3.1.4 Hr 的确定：.22 3.2 水轮机选型比较：22 3.2.1 HL200 水轮机方案的主要参数选择22 3.2.2 HL180 水轮机方案主要参数选择23 3.2.3 HL200 和 HL180 方案参数对照表 24 3.2.4 水轮机安装高程.24 第 4 章 水电站引水建筑物24 4.1 引水隧洞整体布置24 4.1.1 洞线布置（水平位置）.24 4.1.2 洞线布置（垂直方向）.24 4.2 细部构造24 4.2.1 隧洞洞径.24 4.2.2 隧洞进口段.24 4.2.3 隧洞细部构造.24 4.2.4 闸门断面尺寸.24 4.2.5 进口底高程计算.25 4.2.6 隧洞渐变段.25 4.2.7 压力管道设计.25 4.2.8 调压室设计.25 第 5 章 水电站厂房34 5.1 厂房内部结构 34 5.1.1 水轮发电机外形尺寸估算.34 5.1.2 水轮机重量估算（发电机）.34 5.1.3 水轮机蜗壳及尾水管.35 5.1.4 调速系统、调速设备选择.35 5.1.5 水轮机阀门及其附件36 5.1.6 起重机设备选择.36 5.2 主厂房尺寸36 第 3 页 共 35 页 5.2.1 长度.36 5.2.2 宽度.36 5.2.3 厂房各层高程的确定.36 5.3 厂区布置36 第 6 章 专题部分：发电引水隧洞衬砌计算36 6.1 衬砌厚度H的确定36 6.2 荷载（轴力 N、弯矩 M）计算（取单位长度 1M进行计算）.36 6.2.1 均匀内水压力作用下：.36 6.2.2 垂直山岩压力作用下：.36 6.2.3 衬砌自重作用下：.36 6.2.4 无水头洞内满水压力作用下.36 6.2.5 外水压力作用下：.36 6.3 配筋计算36 第 4 页 共 35 页 第第 1 1 章章 设计基本资料设计基本资料 1.1 1.1 流域概况和地理位置流域概况和地理位置 1.2 1.2 水文和气象水文和气象 1.2.11.2.1 水文条件水文条件 1.2.21.2.2 气象条件气象条件 1.3 1.3 工程地质工程地质 1.4 1.4 交通状况交通状况 1.5 1.5 即给设计数据即给设计数据 第第 2 2 章章 枢纽布置、挡水及泄水建筑物枢纽布置、挡水及泄水建筑物 1.6 2.1 枢纽布置枢纽布置 2.1.12.1.1 枢纽布置形式枢纽布置形式 2.1.22.1.2 坝轴线位置的比较和选择坝轴线位置的比较和选择 1.7 2.2 挡水及泄水建筑物挡水及泄水建筑物 2.2.12.2.1 坝高的确定坝高的确定 2.2.1.1 坝顶超出静水位高度坝顶超出静水位高度h 2hl=20.968=1.936m Ll=8.513m m L HL cth LL hL ho34 . 0 1 1 . 5 968 . 0 2 4 2 2 2 第 5 页 共 35 页 2.2.1.2 坝顶高程坝顶高程 设计洪水位+ h设=238+2.976=240.976m 坝顶高程=max 校核洪水位+ h校=240+1.88=241.88m =242m 2.2.1.3 坝体高度坝体高度 242120=122m 2.2.22.2.2 挡水建筑物形式：砼重力坝挡水建筑物形式：砼重力坝 2.2.2.1 基本剖面基本剖面 B= )( 1 f KH = =84.18m )3.00(68.0 122 10 24 2.2.2.2 实用剖面实用剖面 坝顶宽度 8%10%122=10m 2.2.2.3 稳定及应力计算稳定及应力计算 设计洪水位 坝基面： 自重: G1=GGk=1.00.5115524=7260KN （垂直向下） 力臂 L1=50-1132=42.67m 弯矩 M1= G1L1=726042.67=309760KN.m （逆时针） G2=GGk=1.011130.5124=37587KN （垂直向下） 第 6 页 共 35 页 力臂 L2=50116=33m 弯矩 M2= G2L2=3758733=1240371KN.m （逆时针） G3=GGk=1.00.57711024=101640KN （垂直向下） 力臂 L3=501112773=1.33m 弯矩 M3= G3 L 3=1016401.33=135520KN.m （逆时针） 水压力： P1=GGk=1.00.59.81(238120)2=77872 KN （指向下游） 力臂 L1=(238120)3=42m 弯矩 M1= P1L1=7787242=3270624KN.m （顺时针） P2=GGk=1.00.59.81(130.5155130.51) 11 =11116 KN（垂直向下） 力臂 L2=5011(2(130.5155) 130.51)(3(132.50255) =45m 弯矩 M2= P2L2=1111645=500220KN.m （逆时针） P3=GGk=1.00.59.8120.82=2122 KN （指向上游） 力臂 L3=20.83=6.93m 弯矩 M3= P3L3=21226.93=14713KN.m （逆时针） P4=GGk=1.00.59.8114.5620.8=1485KN （垂直向下） 力臂 L4=5014.563=45m 弯矩 M4= P4L4=145845=66825KN.m （顺时针） 浪压力： P1=G ro(Ll+2hl+h0) Ll/2=0.59.81(2.55+0.41+0.1)2.551.2 第 7 页 共 35 页 =46 KN （指向下游） 力臂 L1=2381202(2.550.10.41)3=124 m 弯矩 M1=P1 L1=46124=5704KN.m （顺时针） P2=G roLl2/2=0.59.812.5521.2=38 KN （指向上游） 力臂 L2=23812022.553=124 m 弯矩 M2=P2 L2=38124=4712 KN.m （逆时针） 扬压力: 浮托力：U1=GGk=1.020.89.81100=20405 KN （垂直向上） 力臂 L1=0 弯矩 M1=0 渗透力： p1=GGk = 1.29.81(12620.8)=1238 KN/m p2=p1 =0.31238=372 KN/m p3=100372(1009.2)=410 KN/m p4= p1p3=1238410=828 KN/m U2=0.5410100=20500 KN （垂直向上） 力臂 L2=501003=16.7m 弯矩 M2= U2 L2=2050016.7=341667 KN.m （顺时针） U3=0.58289.2=3809KN （垂直向上） 力臂 L3=509.23=47m 弯矩 M3= U3 L3=380947=178760 KN.m （顺时针） 综上，=G1+G2+G3+P2+P4U1U2U3 W 第 8 页 共 35 页 =7260+37587+10640+11116+148520405205003809 =114374 KN （垂直向下） =P1P3+P1P2 P =77872+46212238 =75758KN（指向下游） =M1+M2+M3M1+M2+M3M4M2M3M1+M2 M =309760+1240371+1355203270624+500220+147036682534166 71787605704+4712=1656300 KN.m （顺时针） )( 1 (*) 1 A c W f R mmdd KN98347)100 0 . 3 900 114374 3 . 1 0 . 1 ( 2 . 1 1 =1.10.9575758=79167KNPS 00 (*) 2 6 B M B W y KPa96.149 100 16563006 100 114374 2 2 6 B M B W y KPa52.2137 100 16563006 100 114374 2 =1.10.95149.96=156.71KPa, 00 (*) y S =1.10.952137.52=2233.71KPa, 00 (*) y S =(*) 1 R d 1 ck c d f f KPa6852 5 . 1 18500 8 . 1 1 折坡面： 自重: G1=GGk=0 力臂 L1=0 弯矩 M1= 0 第 9 页 共 35 页 G2=GGk=1.012（130.5155）24=21747KN （垂直向下） 力臂 L2=25.256=19.25m 弯矩 M2= G2L2=2174719.25=418630KN.m （逆时针） G3=GGk=1.00.538.55524=25410KN （垂直向下） 力臂 L3=25.251238.53=0.42m 弯矩 M3= G3 L 3=254100.42=10588KN.m （逆时针） 水压力： P1=GGk=1.00.59.81(238167)2=24726 KN （指向下游） 力臂 L1=(238167)3=23.67m 弯矩 M1= P1L1=2473623.67=585182KN.m （顺时针） P2、M2、P3、M3、 P4、M4 均为零 浪压力： P1=G ro(Ll+2hl+h0) Ll/2=0.59.81(2.55+0.41+0.1)2.551.2 =46 KN（指向下游） 力臂 L1=2381672(2.550.10.41)3=69 m 弯矩 M1=P1 L1=4669=3174KN.m （顺时针） P2=G roLl2/2=0.59.812.5521.2=38 KN（指向上游） 力臂 L2=23816722.553=69m 弯矩 M2=P2 L2=3869=2622 KN.m （逆时针） 扬压力: 浮托力：U1=0、弯矩 M1=0 渗透力： 第 10 页 共 35 页 p1=GGk = 1.29.81(238167)=836 KN/m p2=p1 =0.3836=251KN/m p3=50.525145.5=278KN/m p4= p1p3=836278=558 KN/m U2=0.527850.5=7019.5 KN （垂直向上） 力臂 L2=25.2550.53=8.42m 弯矩 M2= U2 L2=7019.58.42=59081 KN.m （顺时针） U3=0.55585=1395KN （垂直向上） 力臂 L3=25.2553=23.58m 弯矩 M3= U3 L3=139523.58=32899 KN.m （顺时针） 综上，=G1+G2U1U2 W =21747+254107019.51395 =38743 KN （垂直向下） =P1+P1P2 P =24726+4638 =24734KN （指向下游） =M1+M2M3M1M2M1+M2 M =418630+1058858518259081328993174+2622 =248936 KN.m （顺时针） )( 1 (*) 1 A c W f R mmdd KN51384) 5 . 50 0 . 3 1450 38743 3 . 1 25 . 1 ( 2 . 1 1 =1.10.9524743=25847KNPS 00 (*) 第 11 页 共 35 页 2 6 B M B W y KPa 5 . 181 5 . 50 2489366 5 . 50 38743 2 2 6 B M B W y KPa1353 5 . 50 2489366 5 . 50 38743 2 =1.10.95181.5=190KPa, 00 (*) y S =1.10.951353=1414KPa, 00 (*) y S 校核洪水位 坝基面： 自重:同设计洪水位； 水压力： P1=GGk=1.00.59.81(240120)2 =82258KN（指向下游） 力臂 L1=(240120)3=43.17m 弯矩 M1= P1L1=8225843.17=3550804KN.m （顺时针） P2=GGk=1.00.59.81(241.512055+240120) 11 =11006.82 KN （垂直向下） 力臂 L2=5011(2(240167) 240120)(3(240167 240120) )=45m 弯矩 M2= P2L2=11006.845=495307KN.m （逆时针） P3=GGk=1.00.59.8125.32=3140 KN（指向上游） 力臂 L3=25.33=8.43m 弯矩 M3= P3L3=31408.43=26470KN.m （逆时针） P4=GGk=1.00.59.8117.7125.3=2198KN （垂直向下） 力臂 L4=5017.713=44m 第 12 页 共 35 页 弯矩 M4= P4L4=219844=96712KN.m （顺时针） 浪压力：同设计洪水位时情况； 扬压力: 浮托力：U1=GGk=1.025.39.81100=24819 KN （垂直向上） 力臂 L1=0 弯矩 M1=0 渗透力： p1=GGk = 1.29.81(24012025.3)=1227 KN/m p2=p1 =0.31227=368 KN/m p3=100368(1009.2)=405 KN/m p4= p1p3=1227405=822 KN/m U2=0.5405100=20250 KN （垂直向上） 力臂 L2=501003=16.7m 弯矩 M2= U2 L2=2025016.7=337500KN.m （顺时针） U3=0.58229.2=3781KN （垂直向上） 力臂 L3=509.23=46.93m 弯矩 M3= U3 L3=378146.93=177464 KN.m （顺时针） 综上，=G1+G2+G3+P2+P4U1U2U3 W =7260+37587+10640+11007+219824819202503781 =117442 KN （垂直向下） =P1P3+P1P2 P =82258+46314038 第 13 页 共 35 页 =79126KN （指向下游） =M1+M2+M3M1+M2+M3M4M2M3M1+M2 M =309760+1240371+1355203550804+495307+2647096712337500 5704+4712177464=1956044 KN.m （顺时针） )( 1 (*) 1 A c W f R mmdd KN96053)100 0 . 3 900 117442 3 . 1 0 . 1 ( 2 . 1 1 =1.10.8579126=73983KNPS 00 (*) 2 6 B M B W y KPa79 . 0 100 19560446 100 117442 2 2 6 B M B W y KPa2348 100 19560446 100 117442 2 =1.10.850.79=0.74KPa, 00 (*) y S =1.10.852348=2195KPa, 00 (*) y S 折坡面： 自重:同设计洪水位情况； 水压力： P1=GGk=1.00.59.81(240160)2=27224 KN （指向下游） 力臂 L1=(240160)3=24.83m 弯矩 M1= P1L1=2722424.83=676063KN.m （顺时针） P2、M2、P3、M3、 P4、M4 均为零 浪压力：同设计洪水位时情况； 扬压力： 浮托力：U1=0、弯矩 M1=0 渗透力： 第 14 页 共 35 页 p1=GGk = 1.29.81(240160)=877KN/m p2=p1 =0.3877=263KN/m p3=50.526345.5=292KN/m p4= p1p3=877292=558 KN/m U2=0.529250.5=7373 KN （垂直向上） 力臂 L2=25.2550.53=8.42m 弯矩 M2= U2 L2=73738.42=62056 KN.m （顺时针） U3=0.55855=1463KN （垂直向上） 力臂 L3=25.2553=23.58m 弯矩 M3= U3 L3=146323.58=34502 KN.m （顺时针） 综上，=G1+G2U1U2 W =21747+2541073731463 =38321 KN （垂直向下） =P1+P1P2 P =272247+4638 =27232KN （指向下游） =M1+M2M1M1M2M1+M2 M =418630+1058867606362056345023174+2622 =344395KN.m （顺时针） )( 1 (*) 1 A c W f R mmdd KN51046) 5 . 50 0 . 3 1450 38321 3 . 1 25 . 1 ( 2 . 1 1 =1.10.8527232=25463KNPS 00 (*) 第 15 页 共 35 页 2 6 B M B W y KPa7 . 6 5 . 50 3443956 5 . 50 38321 2 2 6 B M B W y KPa1569 5 . 50 3443956 5 . 50 38321 2 =1.10.856.7=6.3KPa, 00 (*) y S =1.10.851569=1467KPa 00 (*) y S 2.2.32.2.3 泄水建筑物：砼溢流坝泄水建筑物：砼溢流坝 2.2.3.1 堰顶高程堰顶高程 设计洪水位时，Qs=4800m3/s mH 6 . 10 81 . 9 28049 . 0 9 . 0 4800 3 2 0 堰顶高程=设计洪水位Ho =23810.6=227.4m 校核洪水位时，Qs=8500m3/s mH26.15 81 . 9 28049 . 0 9 . 0 8500 3 2 0 堰顶高程=23815.26=224.7 m 2.2.3.3 溢流坝坝基面稳定计算溢流坝坝基面稳定计算 设计状况 自重: G1=GGk=1.00.5115524=7260KN （垂直向下） G2=GGk=1.024(0.5(6+18) 4+0.518430.5) =5796KN（垂直向下） G3=GGk=1.00.524(430.5+89) 96=127296KN（垂直向下） 第 16 页 共 35 页 G4=GGk=1.024(5+21)0.524 =7488KN （垂直向下） 水压力： 静水压力： P1=GGk =1.09.810.5(238226)+(238120) (226120) =77167KN （指向下游） P2=GGk=1.00.59.81(130.5155130.51) 11 =11116 KN （垂直向下） P3=GGk=1.00.59.81(6+18) 4=471 KN （垂直向上） P4=GGk=1.00.59.8120.82=2122 KN （指向上游） 动水压力： sm L Q q 20 2 0 1 69.65 80 5255 3055， 由 试m h h h h hg q hT co co co co co co 2 . 105 8 . 20112238 7 . 243 95 . 0 81 . 9 2 69.65 2 222 2 2 2 2 0 算过程： hco试算得T0实际T0 262.925105.2 2.348.36805293105.2 1.969.40692521105.2 1.786.02525952105.2 1.696.7953125105.2 1.5109.8111111105.2 1.55102.9860042105.2 1.54104.297632105.2 1.53105.6352587105.2 1.533105.2312004105.2 所以： 第 17 页 共 35 页 =1.533m； co h ；sm h q v co 85.42 533 . 1 69.65 （指向上游） KN g qv GP GkGx 905)55cos30(cos 81 . 9 85.4269.6581 . 9 1 . 1 )cos(cos 00 21 0 （垂直向下） KNsom g qv GP GkGy 4084)5530(sin 81 . 9 85.4269.6581 . 9 1 . 1 )sin(sin 00 21 0 扬压力: 浮托力：U1=GGk=1.020.89.81105=21425 KN （垂直向上） 渗透力： p1=GGk = 1.29.81(12620.8)=1238 KN/m p2=p1 =0.31238=372 KN/m p3=105372(1059.2)=408KN/m p4= p1p3=1238408=830 KN/m U2=0.5408105=21420 KN （垂直向上） U3=0.58309.2=3818KN （垂直向上） 综上，=G1+G2+G3+G4+P2P3+PyU1U2U3 W =7260+5796+127296+7488+11116471+408421425214203818 =115906 KN （垂直向下） =P1P4Px=771672122905=74140KN （指向下游） P )( 1 (*) 1 A c W f R mmdd KN100549)105 0 . 3 900 115906 3 . 1 0 . 1 ( 2 . 1 1 =1.10.9574140=77476KNPS 00 (*) 第 18 页 共 35 页 校核状况 自重:同设计洪水位情况； 水压力： 静水压力： P1=GGk =1.09.810.5(240226)+(240120) (226120) =81080KN （指向下游） P2=GGk=11007 KN （垂直向下） P3=GGk=1.00.59.81(6+18) 4=471 KN （垂直向上） P4=GGk=3140 KN （指向上游） 动水压力： ,；smq 2 96.118sm h q v co 42 832 . 2 96.118 （指向上游） KN g qv GP GkGx 1607)55cos30(cos 81. 9 4296.11881 . 9 1 . 1 )cos(cos 00 21 0 （垂直向下） KNsom g qv GP GkGy 7205)5530(sin 81 . 9 4296.11881 . 9 1 . 1 )sin(sin 00 21 0 扬压力: 浮托力：U1=GGk=1.025.39.81105=26060 KN (垂直向上) 渗透力： p1=GGk = 1227 KN/m p2=p1 =368KN/m 第 19 页 共 35 页 p3=105368(1059.2)=403KN/m p4= p1p3=1227403=824 KN/m U2=0.5403105=21158 KN (垂直向上) U3=0.58249.2=3790KN (垂直向上) 综上，=G1+G2+G3+G4+P2P3+PyU1U2U3 W =7260+5796+127296+7488+11007471+725026060200583790 =114618 KN （垂直向下） =P1P4Px=8108031401607=76333KN （指向下游） P )( 1 (*) 1 A c W f R mmdd KN99723)105 0 . 3 900 114618 3 . 1 0 . 1 ( 2 . 1 1 =1.10.8576333=71371KNPS 00 (*) 1.8 2.3 坝内构造坝内构造 2.3.12.3.1 坝顶结构坝顶结构 2.3.1.1 非溢流坝非溢流坝 2.3.1.2 溢流坝溢流坝 2.3.22.3.2 坝体分缝坝体分缝 2.3.32.3.3 坝内廊道坝内廊道 2.3.42.3.4 坝基地基处理坝基地基处理 1.9 2.4 溢流坝消能防冲措施溢流坝消能防冲措施 )(2sincoscossin 1 21 2 2 11 2 1 hhgvvv g L m230 )27455 . 2 (81 . 9 230sin 2 . 4630cos 2 . 4630cos30sin 2 . 46 81. 9 1 0220002 第 20 页 共 35 页 tr= tHhK Kr 11. 089. 0 44. 2 m69.24 3 . 25) 3 . 137 5 . 241() 81 . 9 96.118 (4 . 144 . 2 11 . 0 89 . 0 3 2 第第 3 章章 水轮机的选型水轮机的选型 3.1 水头水头 Hmax、Hmin、Hr 的确定的确定 3.1.13.1.1 HmaxHmax 的可能出现情况（水头损失按的可能出现情况（水头损失按 2%2%计）：计）： 1、H毛=Z上Z下=238124.18=113.82m H 净=98%H毛=0.98113.82=111.54m 2、H毛=Z上Z下=240128.3=111.7m H净=98%H毛=0.98111.98=109.47m 3.1 H毛=Z上Z下=232115.35=116.65m H净=98%H毛=0.98116.65=114.32 m N=AQH=8.335114.32=3.32 万 Kw 3.2 H毛=Z上Z下=230115.41=116.59m H净=98%H毛=0.98116.59=114.25 m N=AQH=8.345114.25=4.27 万 Kw 3.3 H毛=Z上Z下=232115.56=116.44m H净=98%H毛=0.98116.44=114.11m N=AQH=8.355113.23=5.21 万 Kw Hmax=Z上Z下=232115.8=116.2m 3.1.23.1.2 H Hmin min的可能出现情况（水头损失按 的可能出现情况（水头损失按 2%2%计）：计）： 1 假设 Q=200m3/s，则：Z下=116.47m， 第 21 页 共 35 页 H毛=Z上Z下=192116.47=75.53m H净=98%H毛=98%74.53=74.02 m N=AQH=8.320074.02=12.29 万 Kw 2 假设 Q=300m3/s，则：Z下=116.8m， H毛=Z上Z下=192116.8=75.2m H净=98%H毛=98%75.2=73.69 m N=AQH=8.330073.69=18.35 万 Kw 3 假设 Q=260m3/s，则：Z下=116.7m， H毛=Z上Z下=192116.7=75.3m H净=98%H毛=98%74.3=73.79 m N=AQH=8.330072.72=15.92 万 Kw Hmin=Z上-Z下=192116.69=75.31m 3.1.33.1.3、HavHav 的确定：的确定： Hav=(Hmax+Hmin)/2=(116.2+75.31)/2=95.76m 3.1.43.1.4 HrHr 的确定：的确定： Hr=Hav=95.76m 3.2 水轮机选型比较：水轮机选型比较： 3.2.13.2.1 HL200HL200 水轮机方案的主要参数选择水轮机方案的主要参数选择 1.转轮直径 D1=2.35m 911 . 0 76,9595 . 0 81. 9 43800 5 . 1 2.转速 =266r/min 1 110 D Hn n av 5 . 2 76.9568 3.效率及单位参数的修正 第 22 页 共 35 页 %4 .93 5 . 2 46. 0 )907. 01 (1 5 max =93.4%90.7%=2.7% =1.0% =1.7% max=90.7%+1.7%=92.4%，=89.4%+1.7%=91.1% =0.38% )1-/( Mmaxmax 11 11 M n n )1-0.7%92.4%/9( 4、工作范围检验 = 5 . 12 1 max11 81. 9 r r HD N Q 911 . 0 76.955 . 281 . 9 43800 5 . 12 =0.83m3/s Qmax=Q11max D12= 0.832.52=50.76m3/sr H76.95 min/98.57 2 . 116/5 . 2250 min11 rn min/.7231.75/5 . 2250 max11 rn min/ 8 . 6376.95/5 . 2250 11 rn r 5、吸出高度 Hs=10(0.087+0.018)95.76 =0.184m 900 8 . 115 3.2.23.2.2 HL180HL180 水轮机方案主要参数选择水轮机方案主要参数选择 1、转轮直径 D1=2.46m 909 . 0 76.9586 . 0 81 . 9 43800 5 . 1 2、 速 =237r/min 1 110 D Hn n av 75 . 2 92.9467 3、效率及单位参数的修正 % 4 . 94 75 . 2 46 . 0 )92 . 0 1 (1 5 max =94.4%92%=2.4% =1.0% =1.4% max=92%+1.4%=93.4%，=89.5%+1.4%=90.9% 第 23 页 共 35 页 =0.8% )1-/( Mmaxmax 11 11 M n n )1-2%93.4%/9( 4、工作范围检验 =0.7m3/s 5 . 12 1 max11 81. 9 r r HD N Q 909 . 0 92.9475 . 2 81 . 9 43800 5 . 12 Qmax=Q11max D12= 0.72.752=51.58m3/s r H 92.94 min/95.6358.115/75 . 2 250 min11 rn min/79.7925.74/75 . 2 250 max11 rn min/57.7092.94/75 . 2 250 11 rn r 5、吸出高度 Hs=10(0.083+0.019)94.92=0.18m 900 125 3.2.33.2.3 HL200HL200 和和 HL180HL180 方案参数对照表方案参数对照表 3.2.43.2.4 水轮机安装高程水轮机安装高程 Zs=+Hs+=115.450.184+0.25=115.86mw 2 0 b 第第 4 章章 水电站引水建筑物水电站引水建筑物 4.1 引水隧洞整体布置引水隧洞整体布置 4.1.14.1.1 洞线布置（水平位置）洞线布置（水平位置） 4.1.24.1.2 洞线布置（垂直方向）洞线布置（垂直方向） 4.2 细部构造细部构造 4.2.14.2.1 隧洞洞径隧洞洞径 QNf/9.81Hr)=170000/（0.970.9119.8195.76）=204.7m3/s =8.2m )/(4vQD)4/( 7 . 2044 第 24 页 共 35 页 4.2.24.2.2 隧洞进口段隧洞进口段 a=1.01.5 D=8.212.3m，b= D=2.734.1m 3 1 2 1 4.2.34.2.3 隧洞细部构造隧洞细部构造 4.2.44.2.4 闸门断面尺寸闸门断面尺寸 7.58.2(5%7%)=23.5m2 4.2.54.2.5 进口底高程计算进口底高程计算 v=206.6/(7.58.2)=3.34m/s Scr=cv d =0.733.34=7.02m 2 . 8 隧洞进口底高程为 19188.2=175.8m。 4.2.64.2.6 隧洞渐变段隧洞渐变段 4.2.74.2.7 压力管道设计压力管道设计 4.2.7 D=7 max 3 2 . 5 H Q = 7 3 92.94/376.502 . 5 =5.68m 采用经济流速来求得其它分岔管的内径： D1= =5.68m； 7 3 2 . 5 H Q 76.95 376.502 . 5 3 D2= =4.77m 7 3 2 . 5 H Q 76.95 276.502 . 5 3 D3= =3.54m 7 3 2 . 5 H Q 76.95 76.502 . 5 3 第 25 页 共 35 页 4.2.84.2.8 调压室设计调压室设计 4.2.8.1 根据近似准则判断是否要设调压室根据近似准则判断是否要设调压室 Tw=6.04s gH LV 92.9481 . 9 07 . 5 26091 . 3 1100 4.2.8.2 计算调压室托马断面计算调压室托马断面 1.Q=170000/(9.8174.250.9110.97)=264.12m3/s 2.隧洞部分水头损失 a.拦污栅处： =0.142 sin 3 4 2 2 3 4 1 1 1 b s b s 0 3 4 3 4 43sin 5 . 2 42 . 0 035 . 1 90 10 035 . 1 v1=1.25m/s， mh011 . 0 81 . 9 2 25 . 1 042 . 0 2 1 b.喇叭段：， 1 . 0 2 v2=4.29m/s， mh094 . 0 81 . 9 2 29 . 4 1 . 0 2 2 c. 闸门槽处： ， 15 . 0 3 v2=3.79m/s， mh22 . 0 81 . 9 2 79 . 3 2 15 . 0 2 3 d. 闸门后渐变段：， 05 . 0 4 v4=4.10m/s， mh043 . 0 81 . 9 2 10 . 4 05 . 0 2 4 e. 上游隧洞拐弯处： 5=0.131+0.1632( )7/2 ()1/2 R D 90 =0.1310.1632()7/2()1/2=0.072， v5=5.00m/s 9 . 55 2 . 8 90 27 mh092. 0 81 . 9 2 00 . 5 072. 0 2 5 第 26 页 共 35 页 f. 下游隧洞拐弯处： 6=0.131+0.1632( )7/2 ()1/2 R D 90 =0.1310.1632()7/2()1/2=0.079， v7=5.00m/s 9 . 55 2 . 8 90 33 mh101 . 0 81 . 9 2 00 . 5 079 . 0 2 6 g.闸门前渐变段处： 由矩形变到圆形：， 05. 0 7 v7=4.10m/s， mh043 . 0 81 . 9 2 1 . 4 05 . 0 2 7 由圆形变到矩形：， 1 . 0 8 v8=4.10m/s， mh086 . 0 81 . 9 2 1 . 4 1 . 0 2 8 87654321 hhhhhhhhhw = 086 . 0 043 . 0 101 . 0 092 . 0 043 . 0 22 . 0 094 . 0 011 . 0 =0.69m =1.521mL Rc v hf 2 2 1100 05 . 2 924.93 5 2 2 hwo=1.521+0.69=2.211m 3.压力管道部分水头损失 a. 锥管段： ， 082 . 0 172 . 0 475. 0 211 kk v1=6.49m/s， mh176 . 0 81 . 9 2 49 . 6 082 . 0 2 1 b.压力钢管垂直拐弯处： 2=3=0.131+0.1632( )7/2 ()1/2 R D 90 =0.1310.1632()7/2()1/2=0.103， 2 1 90 45 v2=v3=6.49m/s 第 27 页 共 35 页 mhh221 . 0 81 . 9 2 49 . 6 103 . 0 2 32 c. 岔管处： 4=5=6=0.15，v4=v5=v6=6.49m/s, mhhh322 . 0 81 . 9 2 49 . 6 15 . 0 2 654 e.最后一道转弯处：=300, 7=0.365 mh784 . 0 81 . 9 2 49 . 6 365. 0 2 7 f. 蝴蝶阀处： 8=0.16, mh4 . 0 81 . 9 2 7 16 . 0 2 8 87654321 hhhhhhhhhw =0.176+0.221+0.221+0.322+0.322+0.322+0.784+0.4=2.768m hf=0.781m Rc Lv 2 2 8 . 1234.88 49 . 6 260 2 2 hwm0=2.768+0.781=3.549m H1=74.252.21133.549=61.392m 4. =0.139 ggRC L i 22 1 2 22 5 69 . 0 81 . 9 2 1 05. 2924.93 1100 Fk=346.8m2, 392.6181 . 9 139 . 0 8 2 . 81100 2 F=1.05346.8=364.14m2 4.2.8.3 调压室选型的方案比较调压室选型的方案比较 1. 阻抗式 Zmin计算： c=R1/6=2.051/6=75.139 n 1 015. 0 1 第 28 页 共 35 页 hf=11005.002/(75.13922.05)=2.377m hw=0.69m hwo=hf+hw=2.377+0.69=3.067m m=0.5Qo/Qo=0.5 =110052.815.0012/(9.81364.143.067)=43.34 62 . 0 minmin 24.4365. 0 5 . 0 1)(5 . 01)(9 . 024.43/1 . 05 . 0275 . 0 24.435 . 01/ wo hZX =2.727 Zmim=2.7273.067=8.36m =(2.7270.52)/0.52=9.908 hco= hwo=9.9083.067=30.39m 20 45.15 39.3081 . 9 27