古阳河水电站设计(两台贯流机组)

1、 古阳河水电站设计（两台贯流机组） 目录1 设计资料31 概况32 特征水位33 地质资料44 坝址选定52 枢纽布置62.1工程等级及主要建筑物的级别62.2坝型选择62.3厂房的型式的选择72.4枢纽布置72.4.1枢纽总布置方案选择72.4.2枢纽总布置72.5水库枢纽建筑物的布置82.5.1 挡水坝剖面设计82.5.2溢流坝坡面设计103 水轮发电机组的选择143.1选择机组台数、单机容量及水轮机型号143.1.1 HL-310 型水轮机参数计算143.1.1.1转轮直径计算143.1.1.2 效率修正值计算153.1.1.3转速计算153.1.1.4工作范围验算163.1.1.5 水

2、轮机吸出高程HS计算173.1.2 ZZ560型水轮机参数计算173.1.2.1 转轮直径计算173.1.2.2效率修正值计算183.1.2.4 转速计算193.1.2.4工作范围验算193.2水轮机方案比较213.2.1 ZZ560型水轮机运转特性曲线绘制223.3蜗壳水利计算243.4尾水管水利计算263.5调速器选择283.5.1调速功计算283.5.2接力器选择293.5.2.3接力器容积的计算303.5.3调速器选择303.5.4油压装置选择303.6发电机选型313.6.1水轮发电机外形尺寸估算313.6.1.1主要尺寸估算313.6.2外形尺寸估算323.6.2.1平面尺寸估算3

3、23.6.2.2轴向尺寸计算333.6.3水轮发电机重量估算354 厂区枢纽及电站厂房的布置设计364.1分析比较确定枢纽布置方案364.2主厂房的平面设计384.2.1主厂房的总长度384.2.1.2端机组段长度的确定424.2.1.3装配尺寸计算424.2.1.4主厂房长度的确定424.2.1.5 主厂房长度的确定424.2.2水轮机层的布置444.2.2.1蜗壳层444.2.2.2进人孔444.2.2.3尾水管层444.2.2.4装配厂下层444.2.2.5尾水平台444.3主厂房的剖面设计454.3.1水轮机安装高程454.3.2主厂房基础开挖高程454.3.3水轮机层地面高程464.

4、3.4发电机装置高程464.3.5发电机层楼板高程464.3.6吊车安装高程474.3.7屋顶高程474.3.8厂房总高度484.4副厂房布置设计484.4.1中央控制室484.4.2集缆室484.4.3继电保护盘室484.4.4通讯室484.4.5开关室494.4.6母线廊道494.4.7直流系统房494.4.8电子计算机室494.4.9巡回检测装置室494.4.10电气实验室494.4.11值班室和调度室504.4.12办公室和生活用房505 机墩结构设计505.1基本资料505.2机墩结构计算515.3机墩动力计算535.4机墩的静力计算58参考文献62致谢63 1 设计资料1 概况古阳

5、河水库枢纽工程位于湖南省古丈县古阳镇长潭村境内，发电厂房所组成的一座以灌溉、防洪为主，结合供水、发电的综合利用水利枢纽工程。古阳河水库大坝控制流域面积为124km2，干流河长21.2km，河流坡降9.81。多年平均流量2.95 m3/s，多年平均产水量9300万m3，单位面积年产水量75万m3。思源桥与古阳河水库大坝区间有两条较大支流水田溪(F=8.3km2)、红沙溪(F= 10.3km2)汇入。 坝区正常蓄水位295.5m,校核洪水位295.62m,设计洪水位295.50m，死水位281.5m，正常蓄水位库容1680万m3，总装机180000KW。2 特征水位古阳河大坝：50年一遇设计洪水时

6、,坝前最高洪水位295.5m ，最大下泄流量737m3/s，坝下相应洪水位277.20m ；500年一遇校核洪水时，坝前最高洪水位295.62m，最大下泄流量1652m3/s ，坝下相应洪水位280.08m ；30年一遇校核洪水时，坝前最高洪水位295.50m，最大下泄流量588m3/s ，坝下相应洪水位277.58m 。古阳河电站厂房： 30年一遇设计洪水位264.01m(588+6.83m3/s) ；50年一遇校核洪水位264.55m (737+6.83m3/s)。正常蓄水位：295.5m 死水位：281.5m表1.2-3 古阳河水库坝址各频率与洪峰流量表（单位：Q- m3/s,Z-m）P

7、(%)0.20.330.5123.335102050Q(m3/s)1652148913551139932820665474308140W1d(万m3)34113130 2904 2531 2150 1879 1663 1302 955 528 3 地质资料地质构造及地震坝区内出露地层主要为第四系人工堆积层、残坡积层、冲洪积层和板溪群马底驿组及五强溪组、震旦系。坝址区为单斜构造，岩层产状210225°10-15°。凤凰古丈北东向区域性断裂从坝址北西侧550m处通过，断层倾向北西，为正断层，南东盘为上升盘，北西盘为下降盘。坝址区未发现断层。根据中国地震动参数区划图（GB1830

8、6-2001），本区地震动峰值加速度0.5g，地震动反应谱特征周期为0.35s,地震基本烈度6度，属弱震区。水库枢纽工程位于工作区无断裂构造，属非全新活动构造，构造上属相对稳定地块，适宜大坝建设。根据中国地震动参数区划图GB 18306-2001，本工程地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。根据规范，可不作抗震设计。4 坝址选定在可研报告阶段，设计已对工程选址做了大量工作，按照其工程任务，结合河流地形、地质条件，初设阶段又对坝址增加做了钻孔和槽探工作，最终选择了古丈县城上游2.5km城南加油站附近河段作为古阳河水库大坝推荐坝址。古阳河在城南加油站至老寨1.5km河段

9、范围内，河谷河流流向发生急剧变化，蜿蜒曲折，呈连续的“S”型走向，其地形有利于坝址选择和工程布置。且两岸山体厚实，附近无低矮邻谷，库盆封闭状态良好，不存在向邻谷渗漏的问题；坝址工程区无断裂构造，属相对稳定地块，坝址工程地质条件与水文地质件条都较为简单，坝顶边坡坡角较缓，岸坡稳定，无构造断裂、滑坡、崩塌等不良地质现象，适宜大坝建设。加油站坝址处的临河侧老寨加油站所处位置即为推荐坝轴线，记为A-A轴线，在该坝址处可供选择的还有另外一条坝轴线，即B-B轴线，两坝线相距280m。从地形上看，两条坝线均适宜建坝，下坝轴线BB，线左岸所跨的山包比较单薄且河流弯曲角度大，可选布置型式不多；上坝轴线AA，线两

10、岸山体雄厚、完整且河流顺直，更利于坝型选择和进行水工布置。因此，上坝轴线AA，线建坝地形条件略优于下坝线。上坝轴线基岩完整，裂隙不发育，但坝基覆盖层较厚，坝线较长；而下坝轴线虽然河谷较窄，覆盖层厚度较小，但左岸山体单薄，且层面倾向下游，水库建成后，容易成为稳定及渗水的安全隐患，相比之下上坝轴线地质条件比下轴线优越。本次设计选择上坝轴线AA，线为古阳河水库推荐坝线。电站特征水头最大水头 15.5m最小水头 10.5m加权平均水头 15.35m额定水头 15 m2 枢纽布置2.1工程等级及主要建筑物的级别 古阳河说电站的总装机容量为18WM，根据水工建筑物表2-1，古阳河水电站的工程级别为级。根据

11、水工建筑物表2-2，古阳河水电站主要建筑物的级别为4级。2.2坝型选择本工程坝址控制流域面积124km²，多年平均流量2.95m³/s，最大水头15.5m，属于低水头低坝工程。由于泄洪任务重，要求泄流前沿宽度较大，坝址又地处谷河段，两岸山体雄厚，没有布置大型溢流的条件，故无法考虑土石坝坝型；加之泄流孔口数量多，孔口尺寸大，拱坝坝型对本工程也不适合；故本设计阶段采用重力坝坝型。 根据本工程泄洪建筑物规模大、河床相对较窄、施工导流难度较大及工程进度要求快等特点，对常态砼重力坝、碾压砼重力坝和浆砌石重力坝进行了定性分析比较，最终选用常态砼重力坝。2.3厂房的型式的选择 基于本工程

12、水头较低，选择河床式厂房，厂房与整个进水建筑物连成一体，起到挡水的作用。2.4枢纽布置 2.4.1枢纽总布置方案选择 左右岸厂房方案比较： 方案一：左岸厂房，中部溢流坝，右岸船闸。 方案二：右岸厂房，中部溢流坝，左岸船闸。 左岸稳定条件好，在对外交通、地形地质、施工、航运、运行条件以及经济指标等方面进行了比较，左岸厂房方案在总体布局、运行条件、施工条件及造价方面均优于右岸厂房，故采用方案一。 2.4.2枢纽总布置 本工程枢纽建筑按“一”字型布置，从右至左布置挡水重力坝，电站厂房。左岸布置河床式厂房长87米，厂房里面装置两台单机容量为9000千瓦的轴流转浆式水轮发电机组，混凝土重力挡水坝高24.

13、86米，调流效能。在靠主厂房的左侧布置安装场，安装场的后面布置主变场，副厂房布置在主变场后面靠左的位子，将开关站布置在进厂公路的一侧。2.5水库枢纽建筑物的布置 基本资料： 混凝土重力坝级别级，混凝土容重为24kn/m³，水容重9.8kn/m³ 设计洪水位295.50m 设计流量Q设=932m³/s 校核洪水位295.62m 校核流量Q校=1652m³/s 下游水位 277.20m 风速V0=7m/s 建基高程 271.50m 吹程D=2.0km 2.5.1挡水坝剖面设计 （1）挡水坝坝顶高程的确定 校核洪水位情况 波浪高度hl=0.00166V05/4

14、D1/3 =0.238m 波浪长度L=10.4（hl）0.8 =3.30m 波浪中心线到静水面的高度 Hz=0.054m 安全超高按级建筑物查水工建筑物表2-8得m 坝顶高出水库静水位h校=0.592m 设计洪水位情况 风速V设=1.52.0V取V设=1.6V=1.6*7=11.2m/s 波浪高度hl=0.00166 V设5/4D1/3=0.429m 波浪长度L=10.4（hl）0.8=5.28m 波浪中心线到静水面的高程： Hz= =0.109m 安全超高查表得=0.4m 坝顶高出静水位h设=0.938m 两种情况下的坝顶或防浪墙顶高程分别如下： 校核洪水位 295.62+0.592=296

15、.21 设计洪水位 295.50+0.938=296.44 取二者中较大值296.44米作为坝顶高程。 （2）挡水坝的剖面尺寸确定 已知建基高程271.5m,坝顶高程为296.44m 坝高为：296.44-271.5=24.86m 坝顶宽度应根据设备布置，运行、检修、施工和交通等需要确定并应满足抗震， 特大洪水时维护等要求。 因天气特殊要求，根据规范，坝顶宽度可采用坝顶的8%10%取值且不小于2m，并应满足交通和运行管理的需要。 按坝高的8%计算，即为2m，考虑到上游防浪墙下游侧护栏，排水沟及人行道等。取坝顶宽为2.5m，以满足大坝维修作业通行需要。 （3）坝坡的确定 实体重力坝上游坝坡宜采用

16、1:0.11:0.2，下游坝坡宜采用1:0.61:0.8.由于死水位为281.5m，上游折点取在283.0m的位置，通过最优方案比较，上游坝坡去1:0.15，下游坝坡取1:0.8。 （4）坝底宽度拟定 坝底宽度约为坝高的0.70.9倍，本工程坝高为24.86m，通过已经确定的上下游坝坡坡率，最终确定坝底宽度B=22.41.2.5.2溢流坝坡面设计 （1）泄水方式的选择：为使重力坝具有足够的泄水能力选择开敞式孔口。 （2）洪水标准的确定：本次设的重力坝是级建筑物根据SD252-2000L水利水电工程等级划分及洪水标准采用50年一遇的洪水标准设计，50年一遇的洪水标准校核。 （3）流量的确定：设计

17、情况下，溢流坝的下泄流量为737m³/s。校核情况下溢流坝的下泄流量为1652m³/s。 （4）单宽流量的选择坝址外基岩完整、裂缝不发育，构造上属相对稳定地块。综合枢纽的布置及下游的消能防冲要求单宽流量去5080m³/（s·m)（5）孔口净宽拟定 分别计算设计和校核情况下溢流所需的孔口宽度，计算结果如下表所示： 孔口净宽计算计算情况 流量Q 单宽流量q 孔口净宽B设计情况 737 5080 9.214.7校核情况 1652 5080 20.733.0 根据以上计算，溢流坝孔口净宽取25m,假设每孔宽度为5m，则孔口数n为5.（6）溢流坝段总长度（溢流孔口

18、的总宽度）的确定，初拟定中墩厚度为d=3m，边墩厚度为t=2m，则溢流坝段的总长度B0为： B0=+ (n-1) d+2t =41m（7）坝顶高程的确定 开敞式溢流堰泄流能力计算公式为： Q=Hw3/2式中：堰顶以上作用水头.m g重力加速度 g=9.81m/s² m流量系数 m=0.502 c上游面坡度的修正系数，当上游面铅直是取1.0 侧收缩系数，由闸墩厚度及墩头形状而定可取0.95 s淹没系数，视泄流的淹没程度而定，取1.0 堰顶高程计算计算情况 流量侧收缩系数流量系数孔口净宽堰上水头堰顶高程设计情况 737 0.95 0.502 25 5.8 289.7校核情况 1652 0

19、.95 0.502 25 9.9 285.6 根据以上计算，初步拟定堰顶高程为285.6m. （8）闸门高程的确定 门高=正常水头-堰顶高程+超高 =295.50-285.6+（0.10.2）=1010.1m 按规范取门高为11m （9）定型设计水头的确定堰上最大水头=校核洪水位-堰顶高程 即： =295.62-285.6=10.02m定型设计水头Hs=（75%95%）=7.59.5m取Hs=9m，而9/10.02=0.898在规定范围内。 （10）溢流坝面内面设计A. 堰顶上游侧采用椭圆曲线，方程为： 式中 a=0.260.30 a/b=1.76取a=0.3,即b=0.17 =7.29 =2

20、.34所以上游坝面高程283.2275.0m垂直，一下坡度1:0.15坝基高程240.5mB.溢流坝剖面堰型采用幂曲线，其方程为： 1.85=2Hs0.85y=12.946y故可得幂曲线方程为1.85=12.946yC.反弧段半径R溢流坝面反弧段具有使沿溢流面下泄水流转向的工程设施，通常采用圆滑直线，混凝土重力坝设计规范DL5108-1999建设反弧半径R使用，R=（0.30.7)×Z 为校核洪水位反弧最低点的高差Z=285.1-271.5=13.6mR=(0.30.7)×13.6=(4.089.52)m本设计R取7.0m 3 水轮发电机组的选择3.1选择机组台数、单机容量

21、及水轮机型号 根据该水电站工作水头范围，在反击式水轮机系列型普表中查得ZZ-560、HL-310均可使用，下面对这两种型号水轮机分别比较。 3.1.1 HL-310型水轮机参数计算 3.1.1.1转轮直径计算 根据公式： 为水轮机模型效率为82.6%。 由此初步假定原型水轮机在该工况下1.4m³/s,效率 =86% 由公式： 得 D1=3.74m 又因为转轮直径应选符合转轮直径系列并比计算值稍大的值,故 为3.8m。 3.1.1.2 效率修正值计算 查水力机械附录表1得水轮机模型在最优工况下=89.6%,模型转轮直径DM=0.390m,则原型水轮机的最高效率max为： max=1-（

22、1-）=0.934=93.4% 考虑到制造工艺水平的情况取1=1%；由于水轮机所应用的蜗壳和尾水管的形式与模型基本相似，故认为2=0，故效率修正值为： =max-1=0.028 由此求得水轮机在限制工况下的效率为： =M+=0.854（与原来假设的数值很接近） 3.1.1.3转速计算 (3-1) 式中 n'10=n'10M+n'1 由水力机械附表1查得模型在最优工况下的 n'10M=88.3r/min,同时由于 所以可忽略不计，则以带入上式得： 选与之接近偏大的标准同步转速. 3.1.1.4工作范围验算 在选定的D1=3.80m、的情况下，水轮机的和各种特征水头

23、下相应的值分别为： m³/s 则水轮机的最大应用流量为： 对值：在设计水头Hr=15m时 在最大水头时 在最小水头m时 在HL-260型水轮机的模型综合曲线图上，分别画出直线，可以看出直线所包围的范围基本包括了高效率区，但仍需与其它型号的水轮机比较。 3.1.1.5 水轮机吸出高程HS计算 由水轮机的设计工况（）在水力机械图3-7上可查得相应的汽蚀系数=0.36；由于设计水头，在图2-16（水力机械）上查得，则可求得水轮机的吸出高程为： 水轮机安装处海拔高程，在初步设计时采用下游平均水位表得：277.2m。 3.1.2 ZZ560型水轮机参数计算 3.1.2.1 转轮直径计算 查水利

24、机械附表2，该型水轮机在限制工况下，汽蚀系数，相应的装置气蚀系数： 根据工况点（），查得，假设水轮机效率为89%，则： (3-2) =3.14m选用标准直径3.3m。3.1.2.2效率修正值计算 对轴流转浆式水轮机，叶片在不同转角时的最大效率可用下式计算，即： （3-3）已知，代入上式，则得： 叶片在不同转角时的可由图查得，由此便可应用上式求得相应于该角时的水轮机最高效率，并将计算结果列于表3-1 表3-1 ZZ-560型水轮机效率修正值计算表叶片转角 -10 -5 0 +5 +10 +15 +20+2587.690.091.888.587.386.083.681.291.393.094.29

25、2.091.190.288.586.8-3.7 32.43.53.84.24.95.62.7 21.42.52.83.23.94.6 当选取制造工艺影响的效率修正值和不考虑异性部件的影响时，便可计算的不同时效率修正值为： (3-4) 将的计算结果同时代入上表。查水力机械附录表2，在最优工况下模型的最高效率， 故接近等转角线，所以采用效率修正率。 则原型水轮机的最高效率 已知在限制工况下（模型效率为85.3%，而该点位于两等转角线之间，用内插法可求得，由此可求得水轮机在限制工况下的效率为： 与原假定的89%接近，不在校正。3.1.2.4 转速计算 由于 故不考虑的修正，则根据公式： 选用与之接近

26、而偏大的标准同步转速n=166.7r/min3.1.2.4工作范围验算 在选定的情况下，水轮机的和各种特征水头下相应的值分别为： 则水轮机的最大应用流量为： 对值： 在设计水头=15m时 在最大水头时 在最小水头m时 在ZZ-560模型综合特性曲线图上分别画出的直线，可以看出直线所包围的范围只包含了一部分高效率区。3.1.2.5水轮机吸出高计算有水轮机的设计工况（)查得汽蚀系数;由于设计水头，在书上查得则可求得: 满足要求。 3.2水轮机方案比较 表3-3水轮机方案参数对照表 序号 项目 HL310 ZZ560模型转轮机参数推荐使用水头范围（m） 30 1022最优单位转速（r/min） 88

27、.3 130最优单位流量 1220 940限制工况单位流量（L/s) 1400 2000最高效率 82.6 89设计工况汽蚀系数 0.36 0.75 序号 项目 HL310 ZZ560原型水轮机参数工作水头范围（m） 10.515.5 10.515.5转轮直径（m） 3.8 3.3转速n(r/min) 93.8 166.7最高效率 93.4 87.5额定出力 9473.684 9487.684最大引用流量 75.50 73.39 从上述的对照可以看出，两种不同机型方案在同样的水头下同时满足额定出力的情况下，HL310与ZZ560相比较来看，它具有效率高工作范围好、汽蚀系数小等优点，这可以提高水

28、电站的年发电量和减少厂房开挖量，而ZZ560的优点在于水轮机的转速高，可以选用尺寸较小的发电机以节省水电站的投资，相较而言ZZ560更加合适。因此选用两台轴流ZZ560，单机容量9473.684kw。 3.2.1 ZZ560型水轮机运转特性曲线绘制转叶转角效率修正值（%） （%） (m³/s)(%)N(MW) （%） (m³/s)(%) N(MW)-10°2.787.50.6090.23.5387.30.6190.02.75-5°2.088.80.8090.84.7488.50.8190.53.67 0°1.492.00.9393.45.708

29、8.90.9690.34.33+5°2.588.51.1191.06.5988.61.1391.15.15+10°2.887.31.3290.17.7587.31.3590.16.08+15°3.285.91.4589.18.4285.81.5889.07.03转叶转角效率修正值-10°2.786.00.6688.73.6385.60.6888.32.18-5°2.087.20.8989.24.9287.00.8089.02.580°1.487.91.0689.35.8787.31.1088.73.54+5°2.587.51

30、.2690.07.0387.21.3089.94.23+10°2.886.41.5089.28.3086.01.5488.84.96+15°3.284.01.7587.29.4683.01.8186.25.66 工作特性曲线 3.3蜗壳水利计算由古阳河水电站的设计水头为15m,小于40m,为了节约钢材故采用混凝土蜗壳，考虑到施工模板制作的方便，采用梯形平顶式断面形状。由于它的过流量比较大，为了减小蜗壳的尺寸，一般采用蜗壳包角。蜗壳进口流速为,由水力机械图4-30得=3.35m/s蜗壳进口断面：m³/s进口断面面积 蜗壳进口断面各部分尺寸计算 (3-5)查水力机械得

31、假定使之在1.51.8范围之内。计算结果列表如下： 10.962.13.620.2681.180.5911.553.351.0810.961.83.320.2680.870.4311.393.670.910.962.33.820.2681.420.7111.673.181.210.962.54.020.2681.670.8411.803.021.3310.962.74.220.2681.950.9811.942.881.47 计算不同断面的蜗壳尺寸，如下表所示： 不同断面蜗壳尺寸，面积计算4.081.23.922.4027.83.881.03.752.2321.253.680.83.301.7

32、815.833.480.62.801.2811.263.280.42.410.897.483.080.22.020.504.46计算不同角，对应的蜗壳直径值，如下表所示： 0° 45° 90° 135° 180° 225° 3.04 4.27 4.65 5.02 5.41 5.65 混凝土蜗壳单线图 3.4尾水管水利计算根据本水电站的总装机容量（18MW）为大中型水电站，为了减少尾水管的开挖深度，采用弯肘型尾水管，由进口直锥段、肘管和出口扩散段三部分组成。使用推荐尾水管尺寸表查水力机械表4-17得到本电站尾水管尺寸参数 尾水管标准型式

33、与实际计算表 参数 标准参数1.02.34.52.421.21.20.61.621.27实际参数3.37.5914.857.993.963.961.985.354.19 则 =2.05m 取 尾水管单线图3.5调速器选择 3.5.1调速功计算水轮机调速功A为 A=（200250） (3-6)式中Q为水轮机在下额定出力工作时的流量，即：，水轮机工况点（）工作时的 效率可由运转效率曲线图查得为88%，故m³/sA=（200250） =（200250）×50330000N·m 属大型调速器，则接力器、调速柜和油压装置应分别进行计算和选择3.5.2接力器选择 3.5.2.

34、1导叶接力器选择 采用两个接力器来操作水轮机的导水机构，选用额定油压为2.5mpa则每个接力器的直径为： (3-7) 式中：计算系数，查表水力机械表5-3得=0.029 导叶高度，1.52m 代入上式得： 由此，在水力机械表5-4中选择与之接近而偏大的的标准接力器。 3.5.2.2接力器最大行程的计算 接力器的最大行程的计算：=（1.41.8） 导叶最大开度可由模型求得 = （3-8） 式中可由设计工况点（m³/s）在模型综合特性曲线图上查得为38.8mm，同时查得选用水轮机的 当选用系数1.8时， 3.5.2.3接力器容积的计算 两个接力器的容积m³ 3.5.3调速器选择

35、 主配压阀的直径 （3-9） 选用则： 选择与之接近而偏大的DT-80型双调节电器液压调速器 3.5.4油压装置选择 （1820） （3-10）此处油压装置不考虑空放阀的用油，则压力油管的容积可按上式计算 （1820）×0.05=0.91.0m³由此在水力机械表5-2中选择与之相邻而偏大的YZ-1型分离式油压装置。3.6发电机选型 3.6.1水轮发电机外形尺寸估算 3.6.1.1主要尺寸估算（1） 极距： （3-11） 式中 发电机额定容量（功率因）; P极对数（18）； 系数，一般取为（8-10）。此处取10 （2）定子内径 （3）定子铁芯长度 (3-12) 式中 额定转

36、速（166.7r/min） C 系数（）此处取4× 故采用悬式发电机。 （4）定子铁芯外径 由于3.6.2外形尺寸估算 3.6.2.1平面尺寸估算 （1）定子机座外径 N214r/min， （2)风罩内径 由于20000KVA （3）转子外径 式中为单边空气间隙，初步设计时可忽略不计 （4）下机架最大跨度 为水轮机机坑直径，查表得 （5）推力轴承外径和励磁机外径查表得： 取 3.6.2.2轴向尺寸计算 （1)定子机座高度由于 （2）上机架高度 （3）推力轴高度，励磁机高度和永磁机高度 由水电站设计手册水力机械表3-8查得 （4）下机架高度 悬式非承载机架： （5）定子支座支承面至下机

37、架支承面之间的距离 （6）下机架承载面至主轴法兰底面之间的距离 （7）转子励磁轴高度 （有风扇） （8）发电机主轴高度 =（0.70.9）H 式中 H发电机总高度，即法兰底面至发电机顶部的高度 （9）定子铁芯水平中心线至主轴法兰底面距离 根据以上计算数据，画出发电机的外形尺寸图，见下图 3.6.3水轮发电机重量估算 （1）发电机总重量 = (3-13) 式中 发电机总重量（t） 系数，悬式发电机取79，此处取为7。 （2）发电机转子重量一般可按发电机总重量的1/2计算 4 厂区枢纽及电站厂房的布置设计 4.1分析比较确定枢纽布置方案 （1）左右厂房方案比较 从地形、地质、工程量和投资施工条件和

38、工期以及运行条件等因素来进行比较： 地形 从地形上看，两条坝线均适宜建坝，下坝轴线BB线左岸所跨的山包比较单薄且河流弯曲角度大，可选布置形式不多；上坝轴线AA线两岸山体雄厚、完整且河流顺直，更利于坝型选择和进行水工布置。因此，上坝轴线AA线建坝地形条件略优于下坝线。 上坝轴线基岩完整，裂缝不发育，但坝基覆盖层较厚，坝线较长；而下坝轴线虽然河谷较窄，覆盖层厚度较小，但左岸山体单薄，且层面倾向下游，水库建成后，容易成为稳定及渗水的安全隐患，相比之下上坝轴线地质条件比下轴线优越。 地质 从地质上看，左右岸属于同一类岩性，坝区内出露地层主要为第四系人工对基层、残破积层、冲洪积层和板溪群马底驿及五强溪组

39、、震旦系。 坝址区为单斜构造，且两岸山体厚实，附近无低矮邻谷，库盆封闭状态良好，不存在向邻谷渗漏的问题。右岸溢洪道开挖料上坝利用率比左岸溢洪道高，因此地质条件没有明显的区别。 工程量和投资 结合溢洪道工程量一起考虑，左岸的溢洪道工程量比右岸的溢洪道工程量少；从地下厂房以及引水系统的工程总量来看，右岸厂房比左岸开挖量多。其他建筑物工程量两方案相似。 现拟定以下几种方案： 方案一：厂房布置在左岸，副厂房布置在主厂房的上游侧，副厂房的长度与主厂房的长度一样长； 方案二：厂房布置在左岸，副厂房布置在主厂房的下游侧，其位置在尾水平台上，长度与主厂房同长； 方案三：厂房布置在左岸，副厂房布置在主厂房的左侧

40、一端。 由于本工程采用的是河床式厂房，方案一中，副厂房布置在主厂房的上游侧，这会增加引水道的长度，不适合；方案二中，副厂房布置在主厂房的下游侧，这会增加开挖土方量，并且这也会影响到主厂房的采光以及通风系统；方案三中，副厂房布置在主厂房的左侧，其主要优点在于主厂房以及副厂房的总宽度较小，能适应电站的分期建设、初期发电等特点，运行与机电设备安装干扰较小。综合多方面的因素考虑，最终选择方案三。（2）厂房枢纽布置 厂房枢纽的主要布置如下： 主厂房：主厂房中的装配场布置在厂房的左侧，并且在装配厂朝向下游的一侧设置大门。 尾水道：为减少开挖量，尾水渠道采用1:5的倒坡，并作护坡和护底。 主变场：主变场设置

41、在安装场后面。 副厂房：副厂房在主变场后面，其长度为10m，宽度取9m。 开关站：设置在进厂公路的一侧。 4.2主厂房的平面设计 4.2.1主厂房的总长度主厂房的总长度包括机组段的长度，端机组段的长度和安装场的长度，并考虑必要的水工结构分缝要求的尺寸4.2.1.1机组长度的确定机组段长度可按下式计算： （4-1） 式中， 机组段+x方向的最大长度 机组段-x方向的最大长度（1） 蜗壳尺寸的计算 蜗壳平面示意图 （4-2）式中， 蜗壳外部混凝土厚度， （2） 尾水管层尺寸计算（对称尾水管） 尾水管平面示意图 式中，B尾水管宽度，B=7.99m 尾水管混凝土边墩厚度，取 （3）发电机层尺寸计算 发电机风罩平面示意图 （4-3）式中，发电机风罩内径， 发电机风罩壁厚，取 两台机组之间风罩外壁净距，取 m 取蜗壳层、尾水管层、发电机层三者之中最大值，因此机组段长度。4.2.1.2端机组段长度的确定 (4-4) 式中，则 4.2.1.3装配尺寸计算 安装间长度=（1.01.5） 4.2.1.4主厂房长度的