若水电站枢纽工程下坝线水电站厂房设计

若水电站枢纽工程下坝线水电站厂房设计河海工程学院水电01-2班姚小燕指导老师：兰芙蓉摘要：本次毕业设计在分析若水电站枢纽工程、工程概况的基础上，进行了下坝线水电站厂房的设计，包括厂内机电设备的选择、水电站厂房的布置、主副厂房结构设计、厂区枢纽布置等，最终结合同组成员关于上坝线水电站厂房设计进行工程量的比较和方案比选，确定了水电站厂房的设计最终方案，结合设计组中其他成员关于引水隧洞和大坝的设计完成了由水电站厂房、引水隧洞和重力式挡水坝三大建筑物组成的若水电站枢纽工程的设计。关键词：若水电站厂房设计；机电设备选择；厂房布置；结构设计1若水电站基本资料1.1工程概况若水电站位于沅水一级支流巫水下游峡谷河段，下距会同县若水乡镇2km，距洪江市15km。坝址下游2km有洪江～绥宁省级公路从若水乡镇经过，交通较为便利。该工程原规划拟定正常蓄水位245m，由于水库兴建库区淹没损失大，且淹没省级重点保护单位——高椅古民居。为避免库区高椅古民居淹没，早日实现中级电气化县目标，2002年5月对若水河段规划进行了重新复核，使原一级开发改为二级开发，并经省厅审查通过。复核后本工程初拟正常蓄水位192m，迥水至高椅坝址，库容0.0738亿m3，装机16Mw，是一座以发电为主，兼有防洪、旅游等综合效益的水电工程，枢纽建筑物由溢流闸坝、重力式挡水坝、右岸引水发电隧洞和引水式厂房组成。永久性建筑物闸坝、电站厂房等属4级建筑物，临时建筑物属5级。1.2水文地质条件工程区地震基本烈度小于Ⅵ度，不考虑地震荷载。下坝址坝区除少部分为第四系松散堆积物覆盖外，基岩大部分裸露，出露的主要岩性有绢云母板岩夹中薄层长石砂岩。坝区岩石风化主要受岩性所控制，坝基及坝肩大部分为绢云母板岩，其抗风化能力较弱，两岸肩强风化相对较深。据钻孔地下水位观测资料，左坝肩地下水位埋深9.5～40m（高程225m以上），右坝肩地下水位埋深3～23m（高程226m以上），远高于蓄水位。据钻孔压水试验资料表明，基岩的透水性与岩体风化程度密切相关，强风化带及弱风化带上部岩体节理裂隙较发育，岩体完整性较差，透水性较强，为中等透水带，弱风化带中下部和微风化岩体透水性较差，基本为弱透水或微透水带。坝基防渗帷幕下限（q<5lu）埋深，左岸10～28m，河床2～10m，右岸6～20m。下坝址厂房位于河弯下游9#冲沟出口的冲积堆积Ⅰ级阶地一带，阶地宽10～12m，阶面高程183～184m，后山坡坡角45°，基岩裸露。2机电设备选择水电站的机电设备主要有：水轮机、发电机、调速系统、起重设备等。2.1水轮机选型水电站设计水头为11.5米，因此水轮机机型有两种方案，分别为混流式310型水轮机和转桨式560型水轮机。根据设计要求，本设计中选用混流式310型水轮机。水电站的装机容量等于机组台数和单机容量的乘积。根据已确定的装机容量，考虑机组台数与机电设备制造的关系、机组台数与水电站投资的关系、机组台数与水电站运行效率的关系、机组台数与水电站运行维护工作的关系，可以拟定机组台数为两台，单装机容量为8000千瓦。通过水轮机主要参数的计算，定出水轮机的转轮直径、转速、吸出高、安装高程等，查出水轮机的重量和水轮机转轮的重量。根据这些已知参数，对水轮机的结构和外型尺寸进行估算，即对蜗壳和尾水管的结构和外型尺寸进行估算。由于设计水头小于40米，本电站采用混凝土蜗壳，为使水头损失和平面尺寸较小，同时又便于施工，蜗壳断面采用梯形断面。根据蜗壳的水力计算，定出蜗壳的外型尺寸，并绘出蜗壳断面单线图。为了减小尾水管的开挖深度，采用弯肘型尾水管，弯肘形尾水管是由进口直锥段、肘管和出口扩散段三部分组成。根据尾水管标准系列与实际值的比较计算，确定尾水管的基本尺寸，绘出尾水管的外形尺寸图和尾水管型线图。2.2调速系统的选择水轮机调速系统的基本任务是：使水轮发电机组稳定地以额定转速运行，在机组负荷变化工其他外扰作用下，保证机组的转速变化不超过一定的范围，并能迅速地稳定于新的工况，从而保证发电机输出的交流电频率满足用电设备的要求。水轮机调节是通过调速系统根据机组转速的变化不断地改变水轮机过流量来实现的。调速系统的主要设备有：调速器、油压装置和漏油装置。世大型调速驶器以主配鼓压阀的直歉径为表征住组成系列伙的，因此丰算出主配渐压阀的直除径即可定童出调速器探的型式姥为独DT-1蕉0吴0尼。境油压装置金的选择计特算主要是练确定油压钻装置的台厌数和容量出（工作能摩力）。为猛了满足机然组调节和帝安全运行配的要求，尚通常每台冤水轮机装巾设一台油史压装置。散油压装置狱的工作能移力是以压杏力油箱的作总容积和抬额定油压郑为表征的狠。同理，孙算出压力腿油箱的总栗容积，即下可定出油伟压装置的朽型式费为井HYZ-酸1.慢6趴。栗2.3立欧延发电机的页选择替根据计算扇，本设计缘中选用的暴发电机为庭伞式发电泥机，采用端立式布置壤。发电机惠型号吹为疲SF10而-42/考94抗0娇，通风方赵式采用密冠闭式空气孝循环冷却宜。症2.4取奉拉起重设备桶的选择阻本设计中词最重吊运皂件的重量突为回10鄙5双吨，且机插组台数小牧于某4甜台，故可桐选用一台苗单小车桥唉式起重机苦。参照《愧机电设计再手册（水寄力机械）吨》相关部渣分，即可酸确定起重触设备的主漠要工作参瑞数。重3闷艇水电站厂镰房的布置算主厂房由底机组段（攻包括端机达组段）和侍安装场组池成，所以销主厂房布峰置和尺寸休的确定，润主要就是顺机组段和饰安装场的局布置和尺观寸的确定择。而机组浪段尺寸主础要取决于障水轮机蜗躲壳、尾水汁管、发电伴机等设备炉的外形尺晋寸。根3.1甩交城反击式机伴组的布置皇机组的布扑置主要包驼括尾水管退层的布置估、蜗壳层篇的布置、夕水轮机层算的布置、哥发电机层晕的布置。虹图关1况同水轮机层荐平面销图保菊讨舅消虽绩捞长图辉2老桑发电机层挡平面图斗3.2丈程累机组附属容设备的布露置俊考虑到厂昂房内蜗壳明的结构以刷及蜗壳进之水口与调械压室的连渠接，本次附设计中不恢对进水阀斜进行设计写，故机组来附属设备艰的布置主怀要是对调系速设备的粗布置。仗3.3静品戒主厂房的迷尺寸的确黎定扑主厂房的瞎尺寸的确贩定，即主辨厂房总长筝、总高和络宽度的确扛定。劝主厂房的访总长度包先括机组段斧的长度（朝机组中心怖间距），欠端机组段削的长度和牢安装场的即长度，并旋考虑必要幼的水工结感构分缝要麻求的尺寸愉。撇机组段的比长度主要巧由蜗壳、引尾水管、掠发电机等数设备在阔轴方向的凡尺寸确定牵，取其中尝的最大值提。因此机断组段长度但为秘1脸6伟米，端机涛组段的长吓度差为哭1问9虚米，主厂俩房的总长扛度蛮为摆5在5谜米。企以机组中两心线为界管，厂房宽丹度脸可分为上捷游侧宽度秩和下游侧气宽度两部朱分。根据奏《水工设淋计手册》夺第七册和烘《机电设套计手册（殊水力机械位）》相关费部分，算列出厂房水载上部分总渡宽度津为扬2掉5锁米，水下巴部分总宽粮度祸为外3姓4召米。嗓厂房各层千的高程，合主要有尾右水管底板哪高程、机周组安装高稻程、水轮星机层地面沈高程、发鲜电机层地泻面高程、斥吊车轨道忌顶的高程班、厂房顶树的高程等抬。根据《滚水电站建遮筑物》相红关部分，而算出各程裹的高程，裳得出厂房犯的总高度祸为鱼40.3陕3名7甘米，由此雅可绘出厂耐房横剖面火图和纵剖堤面图。叉盾舒图毛3酱观厂房横剖会面丘图咱欧宁图棒4提踢厂房纵剖挤面图呢3.4唇盲朝安装场的描布置及尺湾寸的确定蜜安装场是棉为设备的议到货卸车责、拆箱清壮扫、组合圾、预装或忠解体大修卡而设置的瘦。避安装场位炸于主厂房闸左端，并窜与对外交刃通道同侧葱，以方便增交通运输努。安装场筹的高程与却发电机层阿楼板高程版相同，以巨充分利用貌场地，便涌于安装、注检修、及罪运行维护贸管理。因度此安装场房的高程博为穷182.赌8姨3察。安装场薪与主厂房殃同宽，以腾便于利用哀起重机沿遥主厂房纵页向运行，贵即安装场膨的宽度懒为喇3刚4贯米。安装亦场的长度罚为仇2仗0样米抹。汗3.5跑辞租副厂房的定布置蚕副厂房的营位置布置银有三个方饿案。即副黑厂房设在贤主厂房的纱上游侧、卵副厂房设先在主厂房包的下游侧醉、副厂房探设在主厂翠房靠对外扶交通的一与端。通过缠三个方案旨的综合分罢析，最终橡副厂房布碌置在主厂秋房的上游木侧，使得君工程量少颠，主副厂差房布置紧弱凑，联系堡方便，厂扎区布置合夹理，虽有苏一些不足会之处，但厕比其它方唱案仍然是材利多弊少裤。贝副厂房的凭平面布置突主要包括从中央控制乱室、集缆系室、继电卸保护盘室蒙、开关室生、通讯室右及远动装驰置室、电控气试验室均等的布置孟。留3.6决遥崖厂房的通山风、空调砍、采暖与圣采光茶水电站厂豪房发电机姜层，夏季白温度可春达毅40°可C哲以上，使施运行人员般感到头晕诊、疲倦。狭高程低于咳水面的房唇间严重潮健湿，运行摧和检修人见员易患关去节炎。在牺中央控制铃室、载波防和微机室殃、发电机颜层等电气蔑和自动化漫仪表较集惑中的房间贩，高温将油使电气元艺件可靠性吐差，故障壳率高；低耀温会使电夹缺陷设备初绝缘层脆阵化断裂，灰设备元件瘦寿命短；怨相对湿度腊过高，会蜡使元件发喇霉，绝缘微下降，过设低又会发还生误动作敬。为保证勇运行人员嫌有新鲜的细空气、良被好的采光停、技术的早保安和延艇长设备元包件的寿命放，必需对近空气的温烦度、相对去湿度、清柱洁度和气唉流速度加但以调节。遥通风、空碌调、采暖砌正是解笼决概“北四扒度狐”天的技术措沉施。紧4汇伯厂房结构懂布置正4.1但检厂内主要霸结构布置蚀水电站厂夫房为现浇畏的钢筋混谎凝土结构驴型式。厂兴房水上围黄护结构采脚用砖墙。狂办公副厂槐房采用混倘合结构型寺式。览水电站厂食房的结构顷布置应与芦厂房内部尸布置结合中一起考虑兔，主要包疏括伸缩缝肯的布置、废厂房水下析结构布置巷、厂房水射上结构布虑置、副厂爽房结构布翁置和变电税站的布置贼。差4.2帖贡蜗壳结构牛计算盼根据设计援任务书的揭要求，本调设计还单蜡独对蜗壳旷进行了结依构计算和干配筋计算炉。通过结逢构计算，乓对蜗壳的强顶板、边衫墙、蜗壳追进水口和笔尾水锥体描进行了配浴筋，绘出锯了蜗壳结稠构钢筋图喷。此外，尚还参照现绍有的其它腥电站的基帜本资料，谈绘制了发淋电机层楼荡板结构图班。蛮a县近商顶板上层挪配筋号图刚销封灶销富b咸1-崇1辰剖面图宵点闪移丙企图债5催蜗壳结构杠钢筋图丝5烈搬枢纽总体项布置劈 览本电站枢理纽布置包既含大坝、随厂房、引划水建筑物韵三大部分蛇，大坝为绸混凝土低余堰闸坝，桶厂房为引冲水式地面府厂房，引登水建筑物币为有压引刷水隧洞。只本人负责台厂房的布稼置设计。桃5.1宣包坝址的确锻定扬5.1.胁1宪倍坝址比较斗综合分析条基本资料新中上坝址泥和下坝址尘的地形地淋质条件，芒对两坝址阿的地形、倘岩性等水携文地质条芽件进行比崇较，可知渡下坝址的葛水文地质筝条件相对匙较好。篇5.1.惩2帖法工程型式到及建筑物讲布置畏进行厂房炉的布置设敌计首先要千确定厂房沫的型式。声根据若水懒工程地形仪、地质情被况，有三滤种参考方墙案可供选谋择，分别妙为河床式甲、引水式共、岸边式客。因为坝胖轴线处河零床高最程其18润2萍～惭183.种5必，河床戏宽狸202管m化，当正常呢蓄水位时识河谷兽宽冠232袖m汉，这个距粒离相对较妙短，如果厅建造河床达式电站则龟会使得布变置紧张。贴又因为在装坝轴线处巨两岸边坡队较陡峻，浑另外两岸锁肩强风化脏相对较深游，这些问系题都会增塌加工程开浑挖量，加姻大投资，献采用岸边盲式同样不荷合理。而吓引水式厂榨房则可消日除上述两室种方案的竿不足，故的综合考虑壶本电站采种用引水式鲜发电厂房额。宋出崭雪厂区枢纽电是水电站抓主厂房、纳副厂房、子引水道、翁尾水道、澡主变压器丸场、高压蝇开关站、折交通道路奋和行政及锣生活区建饥筑物等的遇组合体。沾厂区布置骡的目的是蔬确定厂房梦和厂区其底他建筑物曾的相对位雄置，使厂咏房与上游专的进水口称和下游的续尾水道之亮间衔接好坐，水流顺趴畅；确定未副厂房、尊主变压器百场和高压辛开关站的班位置和对姓外交通的唉连接等，蠢也就是要静使各建筑求物间配合秒协调，发步挥各自的等功能，满抹足运行安减全可靠。梁5.1.歌3伯测上、下坝倒址厂房工奔程量的计拦算昆厂房型式刚和厂区枢金纽布置方海案确定之敏后，就可吃以开始对遮厂址的确漫定。对下轿坝址，拟准定两个布打置方种案，通过玉工程量的崭计算，经狭综合考虑变，选用了净开挖方比辫较小，地修下部分面针积较小的酬方案。这贤是因为工借程开挖量排大的方案害厂房大部嚷处于地下酱，地下岩缸石开挖工帐程量大，艺对地质条抢件要求高棉，投资大干，施工条峡件差。投眉产后，运替行条件较姻差，如果牙通风、防牺潮措施要害做好，则悔电器元件支容易失灵勒，机电设伤备和技术葛结构易生钟锈，对运砍行人体的宽健康也有谱不得影响府。从而确茶定了下坝皇线厂址的疲布置位置科。结合上文坝线厂址嫌的布置位榴置进行综精合分析，授由于上坝拨线与下坝锈线厂区的原工程量相艘差不多，判但下坝线景的地形地谢质条件明糕显优于上前坝线，故侍最终采用茶了下坝线雄的布置方缘案，完成看的本次设列计任务。摆5.2种匪枢纽布置越5.2.荒1光限厂房位置闲拟定犁下坝址位渡于上坝址干下你游碰660究m脾，基本技为肿“早U拖”俱型横向谷爽，河流流纲向咐265次0鸦，河床大键部分为冲摔积砂砾石酸覆盖，河义床高多程属18沸2蜻～份183.建5器m丈，河床胆宽握202刚m咱，右河床振为浅滩，叶水藏深米0.婚5历～浑1.0m危,缸惜左河床为窝人工改造猾河槽，水数深阳1.墙5宵～模2.0庭m阅。据钻孔榆地下水位枕观测资料归，左坝肩最地下水位循埋汗深开9.粮5善～耀40m辅夸（高霜程曲225m弯煎以上），坟右坝肩地王下水位埋印深霜3首葬～估23他m额（高袖程柴226m骡引以上），吩远高于蓄薪水位。据悬钻孔压水旁试验资料绩表明，基诊岩的透水嚷性与岩体牵风化程度迟密切相关小，强风化这带及弱风渔化带上部贺岩体节理环裂隙较发线育，岩体真完整性较偿差，透水盆性较强，录为中等透富水带，弱我风化带中任下部和微逢风化岩体健透水性较份差，基本浅为弱透水伤或微透水板带。故在冠坝轴线处印修建拦河就坝是不合残理的。蝶厂房位于联河弯下终游蹲9兵#何冲沟出口页的冲积堆速积男Ⅰ径级阶地一替带，阶地票宽伤1滨0范～蝇12栏m邪，阶面高岁程蚕18煮3押～甘184感m奖，后山坡蛙坡怕角勒45捆°柿，基岩裸荷露。阶地尺上部为灰纱褐色粉质哗粘土，下蜘部为砂砾折石，驰厚蕉1.橡0竟～渡1.8有m肃，基岩为讲Z燕aj皮2-3蹈、大Z纽aj粗2-2咏岩组灰绿派色绢云母幼板岩夹灰愈白色长石坚砂岩。岩锤层产状警，疼N15骡运爆劈偏冤起鹿筐因障拳朗御陷妥柄么妈书很树个泻宽评朴刚赏扣胸粪想输喜航与牢虫躬财昨都耀怜醒冈缸掠嘉凡督圈塘脉厂区布置织副厂房设音在主厂房宫的上游侧竹。主变压姻器场在主鞠厂房及开坏关站位置好选定后，穷布置在主牺厂房右侧拐，靠近主井厂房布置稠，并根据忘进厂交通看要求，安筐装间也放样在主厂房含右侧，这呢样布置，立开关站、考主变压器穴场、安装监间及进厂汤交通都有唇较合理。躬在厂房靠全近安装间溜一侧设一霉条公路，以以方便厂获区与外界隐的运输。灯图代6霜广下坝址厂岸区枢纽布究置图纹6累敢英文资料柔的翻译咱结合本专基业特点：隆培养具备正水电工程嫩学科的基皱本理论，勉掌握水电妻工程技术唱、工程施多工组织、类工程招投豪标和法律爹的专业基俩础知识，闲具备较高斩的外语应粘用能力的善复合型高陵级人才。卡本人所选瓶翻译资料春题目为《去巴昆水电闭站工程》著，此文主窑要介绍了趋马来西亚劈沙捞越洲封私营水电歉站巴昆水腿电站的工回程基本概待况。通过指翻译，不弱仅对英语碍水平进行花了检验，虫同时还认估识了发达悦国家水利饥方面的成餐就。女参考文献句：资[1]都雷《水利水细电工程专顶业毕业设弓计指南》都，索丽生孟等，中国闸水利水电弃出版社；蛾[2]浅始《水电站霞建筑物》扎，中国水拨利水电出跳版社；要[3]白花《水力机第械》，金徐钟元，水捏利电力出集版社色，桂1991刊[4]导名《水电站坐机电设计搅手册（水青力机械）始》，水电狐站机电设丑计手册编垦写组，水震利电力出爬版社刷，躬198稍3而；库[5]努它《水电站罪厂房设计宵》，顾鹏急飞等，水益利电力出峡版社刃，湿198活7飘；露[6]较熟《水工设葱计手册》蜻（第七册佣），水电回站建筑物围，华东水俯利学院主汤编，水利姻电力出版哈社阴，堆198涌9挣；益[7]条客《水利水箱电枢纽工诊程等级划钟分及洪水赠标准》，右中华人民饲共和国电闯力行业标屑准胞，臭DL51干80-2责00汉3仙；歼[8]撇犹《水电站喘厂房设计集规范》，哲中华人民蹈共和国行铲业标准宋，矛SL26渔6-20痒0租1肝；袭[9]恭泻《水工建铺筑物荷载俘设计规范鞠》，中华漆人民共和浸国电力行妙业标准暂，期DL50起77-1急99凤7庭；公[10义]哨《水工建筑筑物抗震餐设计规范告》，中华献人民共和尚国行业标脉准饮，穗SL20贿3-9间7抵；秩[11刺]咬《水工混提凝土结构忽设计规范棵》春SL/栋T温，响191-撇9督6萌；存[12锣]纹《小型水旷电站厂房渗部分（中娘册）》。忙The箱des柴ign何of字the向pow猪erho浆use判int尽hed派owns吧trea泛m皂oft老heR换uosh拆uih翅ydro发elec足tric铃hub宏惰Yaox腾iaoy恼an腥A辞bstr远act屯:匆The尸obje刃cto尊fth尝isg映radu僵ate垮desi仙gni税sth艳epo偿werh车ouse竭听in北the贴dow湿nstr雪eam葱ofR明uosh竞uih崇ydro元elec夕tric妙hub赢.T润his皱desi姐gni与son风初the锁bas最ico美f围anal宏yzin头gthe絮gene途ral娘situ伟atio喇nof脚the战Ruo敲shui窄hyd亿roel加ectr继ice粮ngin辣eeri律ng.庸The繁main渡con扇tent建of闹this落gra虎duat龟een于gine汉erin奉gde燥sign托is:早mak赤ing己choi违ceo辈fh史ydro追elec弄tric蔬equ嫁ipme俱nti酬nclu茧ding有gen因erat乐o创r门、部c