紧水滩水电站坝后式厂房方案论证设计计算书

1、第一章水轮机1.1特征水头的确定1, 在校核洪水位下,四台机组满发，下泄流量Q=14100m3/s，由厂区水位流量关系可得，尾水位尾=220.54m，库=291.8mHi=0.99X (库一尾)=0.99X (291.8 220.54)=70.54m2, 在设计洪水位下，四台机组满发，下泄流量Q=11000 m3/s,由厂区水位流量关系得,尾水位尾=217.82m, 库=289.94mH2=0.99X (库一 尾)=0.99X (289.94 217.82)=71.40m3, 在设计蓄水位下，一台机组满发，由下列式子试算出该情况下对应的下泄流量和水头N=9.81QH nH=0.99 X (库一

2、 尾)尾=彳(Q)n = n 水乂 n 电=0.95 X 0.9列表试算，得3Q(m /s)库(m)尾(m)H(m)N(kw)60284201.8881.3040916.3565284201.9181.2744309.1870284201.9481.2447699.4267.5284201.9281.2646004.63当下泄流量为67.5 m3/s时，一台机组满发，对应水头为 81.26m.，即H3=81.26m.4.在设计蓄水位下，四台机组满发，试算该情况下对应的下泄流量和水头，列表试算3Q(m /s)库(m)尾(m)H(m)N(kw)300284203.279.99201281.0725

3、0284203.0380.16168080.21270284203.180.09181377.16274284203.180.08184033.9当下泄流量为274 m3/s时，四台机组满发，对应水头为 80.08m，即H4=80.08m。5.在设计低水位下，四台机组满发，试算该情况下对应的下泄流量和水头，列表试算3Q(m /s)库(m)尾(m)H(m)N(kw)300264203.260.19151459.02400264203.5359.87200838.21350264203.3760.02176217.81362264203.4159.97184000当下泄流量为362m3/s时，四台

4、机组满发，对应水头为 59.79m,即H5=59.79m.6在设计低水位下，一台机组满发，试算该情况下对应的下泄流量和水头，列表试算3Q(m /s)库(m)尾(m)H(m)N(kw)8026420261.3841186.2390264202.0661.3246287.808526461.3561.3543738.3189.4526461.3261.3246006.333当下泄流量为89.45m/s时，一台机组满发，对应水头为 61.32m，即H6=61.32m. =81.2=59.79=72.74Hr =0.95Hav =0.95 72.74=69.11由 H1=70.54m,H2=71.40

5、m,H3=81.26m,H4=80.08m,H5=59.79m,H6=61.32m 确定：最大 水头 Hmax=81.2m，最小水头 Hmin=59.79m,加权平均水头 Hav=0.6Hmax+0.4 Hmin 0.6X 81.2+0.4 X 59.79=72.74m,设计水头 Hr=0.95 Hav=0.95X 72.74=69.11m1.2水轮机选型根据水头变化范围59.79m 81.26m在水轮机系列型谱表33.表34中查出合适的机 型为HL220.HL220型水轮机的主要参数选择1. 转轮直径D1计算查水电站表 36和图312可得HL220型水轮机在限制工况下单位流量 Qhm=115

6、0L/s，效率n =89.0%，由此可初步假定原型水轮机在该工况下单位流量Qn=Qhm=1150L/s，效率 n =90%发电机的额定效率取为 n gr=96%Nr=Ngr/n gr=46000/96%=47916.67kwNrD1 9.81Q11H, H?47916.67=2.866m9.81 1.15 69.1169.11 90%选用与之接近而偏大的标称直径D1=3.0m.2. 转速n计算查水电站表34可得，HL220型水轮机在最优工况下单位转速 n 110m=70.0 r/min, 初步假定 n 11c= n110M=70.0r/min,Hav=72.74m,D1=3.0m.=7

7、6;.°7274二伯仝伽鬥3.0选择与上述计算值相近而偏大的同步转速n=214.3r/mi n。3. 效率及单位参数修正查表36可得HL220型水轮机在最优工况下的模型最高效率为n Mmax =91%g型转轮3.0直径 DiM=0.46mn max=1-(1- n Mmax) 5一=1-(1-91%)则效率修正值为 n =93.8%-91%=2.8%考虑到模型与原型水轮机在制造上的差异。常在 已求得的 n值中再减去一个修正值& ,现取& =1.0%,可得修正值为 n =1.8%,原型水 轮机在最优工况和限制工况下的效率为n max= n Mmax+ A n =91%+

8、1.8%=92.8%n = n M + A n =89%+1.8%=90.8唏 90% 与假定不符重新假定效率n =90.8%,采用上述过程，得出 D1=3.0m,n=214.3r/min, n max=93.8%A n =93.8%-91%-£ =93.8%-91%-1%=1.8%n max= n Mmax+ A n =91%+1.8%=92.8%n = n M + A n =89%+1.8%=90.8%与上述假定值相同单位转速的修正值n110MmaxM max=0.98%由于.<3.0%，按规定单位转速可不加修正，同时，单位流量Q11也可不加修正，由上可见，原假定的n =9

9、0.8%, Qn= Q11M, n110= n110M是正确的。那么上述计算及选用的结果 D1=3.0m,n=214.3r/min 是正确的。4. 工作范围检查Nr水轮机在Hr,Nr下工作时，Q11= Q11maxQ11max=2 r=247916.67=1.040<1.15 m3/s9.81D1 Hr7HrH 9.8仆32 疋69.11 汉 J69.11 疋90.8%则水轮机的最大引用流量Qmax= Q11maxD12、Hr =1.040X 32X ,69.11 =77.84 m3/s与特征水头 Hmax、Hmin、 Hr对应的单位转速为: 1 m =nnDt214.3 3niim=x

10、1 = .=83.02nDt214.3 3” =Hr=697i =77.33在 HL220水轮机模型综合特性曲线上绘出 Qiimax= 1040L/S , n11max =83.02r/min ,nnmin =71.32r/min的直线，如图所示，三根直线所围成的水轮机工作范围基本上包含了该特性曲线的高效率区，故对于HL220型水轮机方案，所选定的参数D1=3.0m和n=214.3r/min 是合理的。5. 吸出高度Hs的计算由水轮机的设计工况参数nnr =77.33r/min, Qnmax= 1040L/S，查HL220水轮机模型综 合特性曲线可得，相应的气蚀系数(T =0.133,并在水电

11、站图226上查得气蚀系数修 正值 c =0.018，由此可求出水轮机吸出高度为Hs=10-V/900 ( c +c)H=10-202/900-(0.123+0.018)=0.03所以，水轮机的额定出力满足要求。故选择水轮机型号为HL-22OLJ- 300.1.3 水轮机蜗壳及尾水管1.3.1 蜗壳尺寸确定蜗壳采用金属蜗壳，断面为圆形。包角为345，即0=345，蜗壳进口断面的平均流速为Vc=8.4m,(由Hr=69.11m,查图2 8蜗壳进口断面流速曲线得 Vc)。查金属蜗壳座环 尺寸 系列， D1=3000mm,座 环内径 Db=4000mm.座 环外径3Da=4700mm,ra=Da/2=

12、4700/2=2350mm,rb=Db/2=4000/2=2000mm,Qax=77.84m /s.PiQc=：3QVcRP30°75°120°165°210°255°300°345°Pi(mm)49678499211631312144515681681Ri(mm)334239184333467549735241548657131.3.2 尾水管尺寸确定采用弯锥型尾水管，Hr=69.11m，采用标准混凝土肘管，D1< D2h5h/ D1L/ D1B5/ D1D4/ D1h4/ D1h6/ D1L1/ D1h5

13、/ D12.64.52.721.351.350.6751.821.22h(m)L(m)B5(m)D4(m)h4(m)h6(m)L1(m)h5(m)7.813.58.164.054.052.0255.463.661.4调速设备及油压设备选择1.4.1 调速功计算反击式水轮机A=(200 250)Q HmXDI=(200 250)X 67.5X81.26 3=210781.65-263477.07>30000Nm属大型调速器。调速柜、主接力器、油压装置三者分别选择。1.4.2 接力器选择大型调速器常采用两个接力器来操作导水机构，油压装置额定油压2.5Mp,接力器直径(b0/D1=0.25)d

14、s=X D1 b0 Hmax =0.029X 3X 0.25 81.26 =0.329m选用与之接近而偏大的400mm的标准接力器。接力器最大行程 Smax=(1.4 1.8)a0max,由 n11r=77.33r/min,Q11max=1040L/s,在模型综合曲线上查得，D0Z0Ma0max=a0MmaxD0M Z0=28.8 X3 240.46 24=187.83Smax=(1.4 1.8)a0max=(1.41.8) X 187.83=269.9 - 338.09 取 Smax=300两接力器总容积为1 223Vs=dsSmax= X 0.4 X 0.3=0.075m2 21.4.3

15、调速器的选择主配压阀直径母13焉=1.件曉=。.0729钿(Ts为导叶从全开到全关的直线关闭时间，取为4s),选用DT80144油压装置压力油罐的容积 Vk= (18 20) Vs= (18 20)X 0.075=1.35- 1.5m3,选用 HYZ 1.6压力油罐尺寸:装置型号D (mr)h (m)H (m)m (mr)n (mr)HYZ 1.610282370327024001700第二章发电机2.1 发电机的尺寸估算额定转速n=214.3r/min>150r/min，选择悬式发电机。查表，对应SF65-28/640功率因数cos ©=0.90.则发电机额定容量Sf为Sf=

16、Nf/cos 忻46000/0.9=51111.11kV2.1.1 主要尺寸估算1. 极矩TT =Kj 4叵=9汉51111.11 =58.83cm2p V 214由极矩T，计算转子的飞逸速度Kf=nf/n=410/214.3=1.91Vf=KfV=1.91 X 58.83=112.55m/s2. 定子内径Di2p 2 14Di=58.83=524.33cm31JI3. 定子铁芯长度ItSlt=2=157.73cm （查表 7 1, C 取 5.5X 10-6）CDi2ne 5.5 10214.3lt/ t =157.73/58.83=2.68定子铁芯长度lt主要受发电机的通风冷却和运输条件的

17、限制。当 lt/ T >3时，通风较困 难；当lt/ t <1时，电机效率较低；根据运输条件，当lt/ t >2.5m时，一般采用现场叠装定 子。4. 定子铁芯外径Dane>166.7rpmDa=Di+t =524.33+58.83=583.16cm2.1.2 外形尺寸估算1. 定子基座外径214 乞 ne<300rpmDi=1.20Da=1.20X 583.16=699.79cm2. 风罩内径D2= Di+2.4=7.0+2.4=9.4m （Sf=51111.1A20000kVA）3. 转子外径D3= Di-2 S = Di=524.33cm （ S为单边空气间

18、隙，初步估算时可忽略不计）4. 下机架最大跨度D4=D5+0.6=4.2+0.6=4.8m5. 水轮机基坑直径D5=4.2m6. 推力轴承外径D6=3.4m7. 励磁机外径D7=2.4m1. 定子机座高度h1= lt+2 t =157.73+2X 58.83=275.34cm （ne214.3r/mi n）2. 上机架高度h2=0.25 Di=0.25X 58.83=131.08cm（悬式承载机架）3. 推力轴承高度h3=1600mm励磁机高度h4=2100mm=2.1m（包括励磁机架，高度 900mm）副励磁机高度h5=900mm=0.9m永磁机高度h6=700mm=0.7m4. 下机架高度

19、h7=0.12 Di=0.12X 524.33=62.92cm（悬式非承载机架）5. 定子支座支承面至下机架支承面的距离h8=0.15 Di=0.15X 524.33=78.65cm6. 下机架支承面至主轴法兰底面之间的距离h9=1m （按以生产的发电计资料，一般为7001500mm,取1000mm=1m）7. 转子磁轭轴向高度h10= lt+ （500 600） mm=1.58+0.52=2.1m（无风扇时）8. 发电机主轴高度hn= （0.70.9） H= （0.7 0.9）X 10.45=7.32 9.41取 hii=7.5m9. 定子铁芯水平中心线至主轴法兰盘底面距离hi2=O.46h

20、i+hio2.2 发电机重量估算水轮发电机的总重量2f51111.E=346.13t2Gf=Ki lne丿发电机转子重量约为0.5Gf=0.5X 346.13=173.1第三章混凝土重力坝3.1 剖面设计水库总库容13.71亿m3,工程规模为大（ 物为3级，临时性建筑物为4级。1）型，一等。主要建筑物为1级，次要建筑坝高的确定水库总库容13.71亿m3,工程规模为大（ 物为3级，临时性建筑物为4级。坝顶超出静水位高度1）型，一等。主要建筑物为1级，次要建筑 h=2h1%+hz+ hc坝顶高程=设计洪水位+ h设=289.94+4 h设坝顶高程二校核洪水位+ h校=291.80+4 h校计算风速

21、V。，正常运用条件（正常蓄水位/设计洪水位），取多年平均最大风速的1.5 2.0倍；非常运用条件（校核洪水位），取洪水期多年平均最大风速。设=289.942V。gD_9.81 140022.52=27.13 （ 20，250）h=0.0076Vj21肓 2gD 3V02=0.0076X 22.5 无9.81 1400 孑 .22.5219.81=0.91mh 为累计频率 5%的波高,hm/Hm<0.1,查表得,hp/hm=1.95则 hm=0.91/1.95=0.47m,hi%/hm=2.42,则 h1%=2.42X hm=2.42X 0.47=1.13m1 丽V01 21Lm= 0.3

22、31V。知fgD&1= 0.331 22.5 巳帀V 22.519.81 1400 37522.52丿 9.81=9.68mhz二卫红cthLmLm虫 Cth2： 89.94=0.41m9.689.68坝的级别为1级,正常情况,hc=0.7m h=2hi%+hz+ hc=2X 1.13+0.41+0.7=3.37m坝顶高程为顶=289.94+3.37=293.31m校=291.80mgD_9.81 1410 =61.48 (20,250)V021521h=0.0076V0 花1gD= 0.0076 15 冷1(9.81X1410 事 152x9.81152=0.55m5%的波高,hm/

23、Hm<0.1,查表得，hp/hm=1.95则 hm=0.55/1.95=0.28m,hi%/hm=2.42,h为累计频率则 hi%=2.42X hm=2.42X 0.28=0.68m1Lm= 0.331V。五gD1V 2v0g1= 0.331 15巳15 i152hi%累计频率1%的波高,m；坝的级别为hz=PCthLmLmcthJ°=0.22m6.466.461级,校核情况,hc=0.5m h=2h1%+hz+ hc=2X 1.13+0.41+0.7=3.37m坝顶高程为 校=291.80+2.08=293.88m取两者的较大值为293.88m.的确定应力条件：a =0.25

24、 f由资料查得=0.7,f=0.7，混凝土 /新鲜花岗斑岩抗剪摩擦系数 tan 9=0.69235 一 0.2510稳定条件：荷载设计值：重力G=1.0 X 93.88X 93.88X 23.5X 0.5=103558.09静水压力P=1.0X 93.88X 93.88X 10X 0.5=103558.09扬压力 U=1.2 X 0.5X 0.25X 93.88X 93.88X 10X m=13220.18m查表4 1,基本组合，1级，K=1.10.7空空竺丄3器=¥11844 06 7.2 7下游坝坡 m=0.6 0.8,计算得，m=0.77,满足要求。B=0.77X 93.88=

25、72.3m,上游折 坡的起坡点位置一般在坝高的 1/3 2/3,坝高为93.88m,折坡点位置31.29m62.59m,取35m, 高程为235m.上游坡n=00.2,取0.15.坝顶宽度可取坝高的 8%10%,7.51m9.388m取 为9m。3.2 稳定与强度校核本设计采用概率极限状态设计原则，以分项系数极限状态设计表达式进行结构计算 混凝土重力坝分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行强度和稳定的计算 和验算。3.2.1 作用大小正常蓄水位坝体所受作用的大小为W1=0.5 X 5.3X 35X 23.5=2179.6W2=9 X 93.88X 23.5=19855.6W3=82.2

26、X 63.3X 23.5=61138.3P1=0.5X 84X 84 X 9.81=34609.7P2=0.5X 3.1X 3.1X 9.81=47.1P3=0.5X( 49+84)X 5.3X 9.81=3457.5P4=0.5X 3.1X 2.4X 9.81=36.5U1=3.1 X 77.6X 9.81=2359.5U2=0.5X65.6X20.2X9.81=6499.7U3=20.2X 12X9.81=2377.9U4=0.5X6.33X4.8X9.81=3572.8L1=0.5X 6.33X4.8X9.81=149.03L2=0.5X 4.84X4.84X9.81=113.01正常蓄

27、水位折坡面以上坝体所受作用的大小为W1=9X58.88X 23.5=12453.1W2=0.5X47.2X36.3X 23.5=20131.9P1=0.5X49X 49X9.81=11776.9U1=4.5X9.8X9.81=432.6U2=0.5X40.8X 9.8X 9.81=1961.2U3=0.5X39.2X 4.5X 9.81=865.2L1=0.5X6.33X 4.8X 9.81=149.03L2=0.5X4.8X4.8X9.81=113.01设计洪水位坝体所受作用的大小为W1=0.5X5.3X35X23.5=2179.6W2=9X93.88X 23.5=19855.6W3=82.

28、2X63.3X 23.5=61138.3P1=0.5X89.94X9.81X89.94=39677.5P2=0.5X17.82X9.81X17.82=1557.6P3=0.5X( 54.94+89.94)X 9.81X 5.3=3766.4P4=0.5X13.7X 17.82X9.81=1197.5U1=77.6X9.81X17.82=13565.6U2=176.9X 65.6X0.5=5802.3U3=176.9X 12=21228U4=0.5X54.09X12X9.81=3187.3L1=0.5X4.84X ( 1.54+4.84)X 9.81=151.5L2=0.5 X 4.84X 4.

29、84X 9.81=114.9设计洪水位折坡面以上坝体所受作用的大小W1=9X 58.88X 23.5=12453.1W2=0.5X 47.2X 36.3X 23.5=20131.9P1=0.5X 54.94X 54.94X 9.81=14805.3U1=4.5X 10.99X 9.81=485.2U2=0.5X 40.8X 10.99X 9.81=2199.4U3=0.5X 43.95X 4.5X 9.81=970.1L1=0.5X 4.84X(1.54+4.84)X 9.81=151.5L2=0.5X 4.84X 4.84X 9.81=114.9校核洪水位坝体所受作用的大小为W1=0.5X

30、5.3X 35X 23.5=2179.6W2=9X 93.88X 23.5=19855.6W3=82.2X 63.3X 23.5=61138.3P1=0.5X 91.8X 9.81X 91.8=41335.6P2=0.5X 20.54X 9.81X 20.54=2069.4P3=0.5X(56.8+91.8)X 9.81X 5.3=3863.1P4=0.5X 15.82X 20.54X 9.81=1593.8U1=77.6X 9.81X 20.54=15636.2U2=17.8X 65.6X 9.81X 0.5=5727.5U3=17.8X 12X 9.81=2095.4U4=0.5X 53.

31、46X 12X 9.81=3146.7L1=0.5X 3.23X 4.13X 9.81=89.9L2=0.5X 3.23X 3.23X 9.81=889.6校核洪水位折坡面以上坝体所受作用的大小为：W1=9X 58.88X 23.5=12453.1W2=0.5X 47.2X 36.3X 23.5=20131.9P1=0.5X 56.8X 56.8X 9.81=15824.7U1=4.5X 11.36X 9.81=501.5U2=0.5 X 40.8X 11.36X 9.81=2273.4U3=45.44X 4.5X 9.81=2005.9L仁0.5 X 3.23X 4.13X 9.81=65.

32、43L2=0.5 X 3.23X 3.23X 9.81=51.173.2.2 承载能力极限状态强度和稳定验算承载能力极限状态设计包括：1. 坝体与坝基接触面抗滑稳定计算；2. 坝址的抗压强度验算；？3. 坝体选定截面下游端点的抗压强度验算；坝体与坝基接触面抗滑稳定计算正常蓄水位1 .作用效应函数S()八 Pr =34605.8 KN2. 抗滑稳定抗力函数0- S( ) =1.1 X 1.0X 34605.8KN=38066.38R * =95071.2/1.2=79226 KN满足要求。设计洪水位1. 作用效应函数S()八 Pr = 37852.3KN2. 抗滑稳定抗力函数o'- S(

33、 ) =1.1 X 1.0X 37852.3=41607.83KNr_aVd=66424.31/1.2=55353.6KN校核洪水位1. 作用效应函数S()-' Pr =39283.3KN2. 抗滑稳定抗力函数0-： S(*)=1.1X 0.85X 39283.3=36729.9KNR *=97881.6/1.2=81568KNd满足要求。坝趾抗压强度承载能力极限状态正常蓄水位1. 作用效应函数' Wr=69367.12 KN ' MR =-268837.7KN m=1850.6KN2. 抗压强度极限状态抗力函数135001.52= 9000KN /m2R() 9000

34、 d =1.8二 5000KN /m20- S()=1.1X 1.0X 1850.6 =2035.6kp满足要求设计洪水位1. 作用效应函数' WR =38315 KN, ' M R =-478320.04 KN m=1545.7kp2. 抗压强度极限状态抗力函数0 - S()=1.1 X 1.0X 1700.2 kp=1870.2 kp校核洪水位1. 作用效应函数' WR=72411.7KN'、' MR=-552294KN m=2363.0kp2. 抗压强度极限状态抗力函数R =fC / m = =9000KN /m20 - S(4)=1.1X 0.8

35、5 X 2363.0=2209.4 kp满足要求坝体选定截面下游端点的抗压强度验算正常蓄水位1. 作用效应函数、Wc =28674.2KNMc =19542.7KN m=917.3kp2. 抗压强度极限状态抗力函数0- S()=1.1X 1.0X 917.3=1009.03kp满足要求设计洪水位1. 作用效应函数、WC =28199.4 KN, ' Mc =-64779.4KN m=1290.7kp2. 抗压强度极限状态抗力函数加 S(*)=1.1 X 1.0X 1290.7=1419.7 kp满足要求校核洪水位1. 作用效应函数=1498.1kp2. 抗压强度极限状态抗力函数2R =

36、 fC/ m = = 9000KN /m0-: S( ) =1.1 X 0.85 X 1498.1=1400.68kp满足要求323正常使用极限状态进行强度的计算和验算正常使用极限状态设计包括：1. 坝踵拉应力验算；2. 坝体选定截面上游端点的拉应力验算3. 施工期坝体下游面拉应力验算坝踵拉应力验算正常蓄水位'、Wr=71857.2KN、MR =-221365.6KN m' W v MrTr 71857.2-221365.6+=+=705.4>0 Ar Jr77.61003.63满足要求。设计洪水位、W=44357.8KN,' Mr =-435864.8KN mm

37、rt44357+-435864.8=137 33 ArJr77.61003.63满足要求。坝体选定截面上游端点的拉应力验算正常蓄水位' W =29326KN、 Mc =27097.6KN m4 占 McTc= 29326+ 27097.6 =626 6>0 AJc45.3342设计洪水位、W）=28930.3 KN ,' M c =-56300.5 KN m'、WC '、 Meh28930.3 -56300.5 ,-=474>0Ac J-45.3342满足要求。施工期坝体下游面拉应力验算坝址处满足要求选定截面下游端点满足要求第四章引水建筑物布置引水建

38、筑物设立在溢流坝段，采用坝式进水口，压力钢管引水，压力钢管采用坝内埋 管形式。（具体可见坝内埋管专题部分）4.1压力钢管布置本电站采用压力钢管引水，钢管直接埋入坝体混凝土中，二者结为总体，共同承担水 压力。确定钢管直径钢管的经济直径为坝内埋管的经济流速为57 m/s，蜗壳进水口的直径为3.4m,综合考虑经济流速和 蜗壳进水口直径，确定坝内埋管的直径为 3.8m，对应管内流速V的大小为 满足经济流速要求。管道由上水平段、弯管段、倾斜段、弯管段和下水平段组成，弯管段曲率半径一般为 直径的23倍，即（7.6m11.4m），取为9m倾斜段斜率为0.77.与坝体下游倾斜面斜 率一致。4.2进水口布置进水

39、口米用坝式进水口。进水口长度较短，进口段与闸门段合而为一421确定有压进水口的高程闸门孔口为矩形，其宽度一般等于或稍小于压力管道直径D,本设计取其宽度等于压力管道直径D, 3.8m。高度稍大于压力管道直径，取为 4.4m闸门断面流速：闸门门顶低于最低水位的临界淹没深度：进水口高程为日=最低水位-Scr=264-5.86=258.14m取闸门门顶高程256.2m。压力钢管起始水平段中心线的高程为254m2 2进口段为平底，上唇收缩曲线为四分之一椭圆，方程为占=1 ,a = lLl.5D（ 3.8a b5.7)（1.31.9 ）,确定椭圆曲线方程为=14.2.2 渐变段尺寸确定渐变段水平是由矩形闸

40、门段到圆形钢管的过渡段，采用圆角过渡。渐变段的长度一 般为引水道宽的1.02.0倍，即3.8m7.6m,取为5m。4.2.3 拦污栅尺寸确定拦污栅的总面积常按电站的引用流量及拟定的过栅流速反算得出，过栅流速以不超过1.0m/s为宜本设计取拦污栅高度为7.2m，半径3.5米，A=79.17 m2。拦污栅通常由钢筋混凝土框架结构支承。拦污栅框架由柱及横梁组成，横梁间距一 般不大于4米，本设计取2.4米拦污栅由若干栅片组成，每块栅片的宽度一般不超过2.5米，取1.8m，高度不超过4米，取1.8米。栅条的厚度由强度计算决定，通常厚8至12mm对混流式水轮机,栅条厚度b、D1 /30，本设计取10mm通

41、气孔的面积确定通气孔的面积常按最大进气流量除以允许进气流速得出。最大进气流量出现在闸门紧 急关闭时，可近似认为等于进水口的最大引用流量。允许进气流速与引水道形式有关，对坝内埋管可取7080m/s。2通气孔的直径取为1.2m,面积为1-13m，对应的进气流速为68.8 m/s.通气孔顶端高出上 游最高水位，防止水流溢出。第五章 主厂房尺寸及布置5.1 厂房高度的确定根据厂房各部位之间的关系，可以从下到上一层一层确定，在确定过程中，坚持符合 规范和条件以及节省的原则。5.1.1 水轮机安装高程Zs=V w+Hs+b0/2=202+0.03+0.75/2=202.41m5.1.2. 尾水管顶部高程及

42、尾水管底部高程尾水管顶部高程为Zs- b0尾水管顶部高程 =尾水管顶部高程 -尾水管高度=194.24m5.1.3 基岩开挖高程基岩开挖高程 =尾水管底部高程 -底板厚=194.24-2=192.24m5.1.4 水轮机层地面高程水轮机层地面高程=水轮机安装高程+蜗壳进口断面半径+蜗壳上部混凝土厚 =202.41+1.68+1=205.09m5.1.5 发电机层楼板高程发电机层楼板高程二水轮机层地面高程+水轮机井进人孔高度（2m） +进人孔顶部深梁（1m） +定子高度 +上机架高度=205.09+2+1+2.75+1.31=212.15m5.1.6 吊车轨顶高程吊车轨顶高程=发电机层楼板高程+

43、吊运物与固定物间垂直安全距离+起吊设备高度=202.15+1+7.5+0.146=220.80m5.1.7 厂房顶高程厂房顶高程=轨顶高程+轨道面至起重机顶距离+房顶净高+混凝土厚度=220.80+3.7+0.3+3=227.8m5.2 主厂房长度的确定5.2.1 机组段长度确定机组段长度L1式中Lmax x、Lmax孑一一机组段沿厂房纵轴线方向，在机组中心线两侧的最大尺寸。蜗壳层式中 R i =345°、R i =16 蜗壳沿厂房纵轴线方向，在机组中心线两侧的最大尺寸-蜗壳四周的混凝土厚度，取为1m。尾水管层式中B 尾水管宽度度，B=8.16m ；6 尾水管混凝土边墩厚，6 = 1

44、m。发电机层式中一一发电机风罩内径，=9.4m、发电机风罩壁厚，;=0.5mb 两台机组之间风罩外壁净距，一般取1.52.0m，若两机组间设楼梯取为34m，本设计取为3.6m。经比较，确定机组段长度为14m。5.2.2 端机组段长度端机组段的附加长度： L= (0.21.0 ) D,式中Di 转论直径，m ( Di =3.0m)考虑到下部块体在端部设置了检修集水井和渗漏集水井，根据需要，附加长度取为 1.5m5.2.3 装配场长度装配场长度 L= (i.0i.5. ) Li=(i42i) m ，考虑发电机转子，发电机上机架，水轮机转轮，水轮机顶盖的尺寸，确定装配场的宽度为 i7m5.3 主厂房

45、宽度和桥吊跨度的确定主厂房宽度 BB= Bi+ B2式中 Bi 机组中心线至上游侧的宽度， m；B2 机组中心线至下游侧的宽度， m。由下部块体决定的厂房最小宽度上游侧宽度 Bi：B1=机组中心线至上游涡壳外缘尺寸+涡壳外包混凝土 +外墙厚=5.24+i+2=7.24m下游侧宽度 B2：B2=机组中心线至下游涡壳外缘尺寸+涡壳外包混凝土 +外墙厚=3.92+i+2=6.92m则下部块体宽度方向的最小尺寸为：B= Bi+ B2=7.24+6.92=i4.i6m由发电层决定的厂房宽度B=M罩直径+2X通道宽度+外墙厚=9.4+2 X 2+3=16.4m。选择桥吊跨度为16m根据前面算出的发电机转子

46、重量173.1t，选择2X 100 (t)，跨 度为16m的双小车桥式起重机。本设计中，发电机转子在上游侧起吊，考虑到发电机转子与周围建筑物及设备之间的最小间隙，水平方向为0.4m,垂直方向0.61.0m,若采用刚性吊具，垂直间隙可减为0.250.5m,通过画图，为保证发电机转子在水平方向的安全距离，发电机主轴在垂直方向与发 电机层楼板距离取为1.0m。机组中心线距上游距离为7.5m，据下游距离为8.5m。主厂房总宽度为7.5+8.5+1.5+1.5=19m。装配厂宽度：采用与主厂房宽度相同 19m。第六章混凝土溢流坝6.1溢流坝段总宽度的确定单宽流量q的选择当河谷狭窄、岩石坚硬、且下游水深较

47、大时，应选择较大的单宽流量，本工程所处河 谷狭窄、坝址两岸地形对称，岩性均一，较新鲜完整，风化浅，构造不甚发育，水文地质条件较简单，故属工程地质条件较好的坝址。单宽流量取为150溢流前缘总净宽L6.1.2.1 初拟溢流前缘总净宽L初步确定溢流前缘总净宽LQ 14100L =94mq 1506我国目前大中型混凝土重力坝，溢流孔净宽一般常用812m。本设计采用溢流式厂房，其四个压力水管的进水口布置在溢流坝闸墩之下，这种布置方式进水口闸门及拦污栅 的提降与溢流坝顶闸门的操作互不干扰，布置和运行都比较方便，采用这种布置方式时， 闸墩的厚度必须考虑布置进水口闸门井和拦污栅的需要，厚度需要增大，四个闸墩的

48、尺寸 相应的加宽定为6m，根据之前确定的一个机组段长度为 14m，确定这四个闸墩间的溢流 孔净宽为8m,根据初步确定的溢流前缘的宽度 94m,再设置六个净宽为12m的溢流孔。 其余的四个闸墩宽度取为3m，边墩宽度取为2m。确定的溢流前缘总净宽最后确定的溢流前缘总净宽为8汉 3 + 12汉 6=96m对应的单宽流量Q 141003,q=146.88<150m / s mL 96确定溢流坝段总宽度溢流段总宽度L0Lo =8 3 12 6 6 4 3 4 2 2 =136m6.2堰顶高程的确定6.2.1堰顶高程的确定堰顶水头H。行近流速 堰上总水头2g= 17.58 -0.4422 9.81=

49、 17.57 m =17.57m堰顶咼程设计洪水位-H=289.94-17.57=272.37m闸门高度的确定闸门咼度=正常畜水位-堰顶咼程+安全超咼=284-272.37+(0.3 0.5 ) =12m选择平面闸门，工作闸门一般布置在溢流堰顶点，以减少闸门高度。为了避免闸门局 部开启时水舌脱离坝面而产生真空，将闸门布置在堰顶偏下游一些，以压低水舌使其贴坝 面下泄。检修闸门位于工作闸门之前，为便于检修，两者之间留有13m的净宽，本设计取净宽1.5m。6.3堰面曲线的确定溢流堰采用 WES型剖面，上游堰面铅直，其堰顶上游部分由三段圆弧连接，下部与一倾斜直线相连接，再由圆弧与下游河床相连接。堰面曲

50、线的确定与最大运行水头Hmax和定型设计水头Hd有关。最大运行水头Hmax和定型设计水头Hd的确定最大运行水头HmaxHmax二校核洪水位-堰顶高程=291.8-272.37=19.43m定型设计水头Hd，为使实际运行时 m较大而负压绝对值较小，对于 WES剖面设计,常取 Hd=( 0.75 0.95) Hmax，即，14.57m 18.46m,取 Hd=18m二圆弧段的确定曲线段的确定式中H d 定型设计水头K、n与上游坝面坡度有关的系数和指数（查设计手册知k=2, n-1.85）即: X 1.85 = 2 1 80.85 y直线段的确定：直线段采用与非溢流坝段剖面一样的坡度，直线段方程为:

51、 联立方程曲线段与直线段的切点的坐标为：（26.83m, 18.83m）X=5X 1.8551.85y0.850.85 一 0.842 18 2 18X=10X10cccy0.850.85 - 3.032 18 2 18X=15X15c “'-2 180.85 - 2 180.85 -.X=20X 1.85201.85“一y0 850 85 一 10.942"80.852K 180.85X=25(X1.85251.85y0.850.85 = 16.532 18 2 18；5，0.84)(10，3.03)(15，6.42)(20,10.94) (25,16.53)反弧段的确定选择挑流消能，总有效水头为经试算，临界水深（校核洪水位闸门全开时反弧处水深） 反孤段半径，R 二 410 hc0 =14.4836.2m，取 R = 30m636鼻坎挑角和坎顶高程的确定鼻坎挑角v -20 35，取v - 30 坎顶高程距下游水位一般为12m校核洪水位对应下游水位为 220.54m,坎顶高程定为22m溢流坝倒悬的确定曲线段与直线段的切点的坐标为：(26.83m, 18.83m)，溢流坝直线段与非溢流坝下游 坝面齐平切点的高程为272.37-