若水電站樞紐工程下壩線水電站廠房設(shè)計(jì)

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1、若水電站樞紐工程下壩線水電站廠房設(shè)計(jì)河海工程學(xué)院水電01-2班姚小燕指導(dǎo)老師：蘭芙蓉摘要：本次畢業(yè)設(shè)計(jì)在分析若水電站樞紐工程、工程概況的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了下壩線水電站廠房的設(shè)計(jì)，包括廠內(nèi)機(jī)電設(shè)備的選擇、水電站廠房的布置、主副廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、廠區(qū)樞紐布置等，最終結(jié)合同組成員關(guān)于上壩線水電站廠房設(shè)計(jì)進(jìn)行工程量的比較和方案比選，確定了水電站廠房的設(shè)計(jì)最終方案，結(jié)合設(shè)計(jì)組中其他成員關(guān)于引水隧洞和大壩的設(shè)計(jì)完成了由水電站廠房、引水隧洞和重力式擋水壩三大建筑物組成的若水電站樞紐工程的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：若水電站廠房設(shè)計(jì)；機(jī)電設(shè)備選擇；廠房布置；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1若水電站基本資料1.1工程概況若水電站位于沅水一級(jí)支流巫水

2、下游峽谷河段，下距會(huì)同縣若水鄉(xiāng)鎮(zhèn)2km，距洪江市15km。壩址下游2km有洪江～綏寧省級(jí)公路從若水鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)過，交通較為便利。該工程原規(guī)劃擬定正常蓄水位245m，由于水庫興建庫區(qū)淹沒損失大，且淹沒省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)單位——高椅古民居。為避免庫區(qū)高椅古民居淹沒，早日實(shí)現(xiàn)中級(jí)電氣化縣目標(biāo)，2002年5月對(duì)若水河段規(guī)劃進(jìn)行了重新復(fù)核，使原一級(jí)開發(fā)改為二級(jí)開發(fā)，并經(jīng)省廳審查通過。復(fù)核后本工程初擬正常蓄水位192m，迥水至高椅壩址，庫容0.0738億m3，裝機(jī)16Mw，是一座以發(fā)電為主，兼有防洪、旅游等綜合效益的水電工程，樞紐建筑物由溢流閘壩、重力式擋水壩、右岸引水發(fā)電隧洞和引水式廠房組成。永久性建筑物閘壩

3、、電站廠房等屬4級(jí)建筑物，臨時(shí)建筑物屬5級(jí)。1.2水文地質(zhì)條件工程區(qū)地震基本烈度小于Ⅵ度，不考慮地震荷載。下壩址壩區(qū)除少部分為第四系松散堆積物覆蓋外，基巖大部分裸露，出露的主要巖性有絹云母板巖夾中薄層長(zhǎng)石砂巖。壩區(qū)巖石風(fēng)化主要受巖性所控制，壩基及壩肩大部分為絹云母板巖，其抗風(fēng)化能力較弱，兩岸肩強(qiáng)風(fēng)化相對(duì)較深。據(jù)鉆孔地下水位觀測(cè)資料，左壩肩地下水位埋深9.5～40m（高程225m以上），右壩肩地下水位埋深3～23m（高程226m以上），遠(yuǎn)高于蓄水位。據(jù)鉆孔壓水試驗(yàn)資料表明，基巖的透水性與巖體風(fēng)化程度密切相關(guān)，強(qiáng)風(fēng)化帶及弱風(fēng)化帶上部巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體完整性較差，透水性較強(qiáng)，為中等透水帶

4、，弱風(fēng)化帶中下部和微風(fēng)化巖體透水性較差，基本為弱透水或微透水帶。壩基防滲帷幕下限（q<5lu）埋深，左岸10～28m，河床2～10m，右岸6～20m。下壩址廠房位于河彎下游9#沖溝出口的沖積堆積Ⅰ級(jí)階地一帶，階地寬10～12m，階面高程183～184m，后山坡坡角45°，基巖裸露。2機(jī)電設(shè)備選擇水電站的機(jī)電設(shè)備主要有：水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、調(diào)速系統(tǒng)、起重設(shè)備等。2.1水輪機(jī)選型水電站設(shè)計(jì)水頭為11.5米，因此水輪機(jī)機(jī)型有兩種方案，分別為混流式310型水輪機(jī)和轉(zhuǎn)槳式560型水輪機(jī)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)中選用混流式310型水輪機(jī)。水電站的裝機(jī)容量等于機(jī)組臺(tái)數(shù)和單機(jī)容量的乘積。根據(jù)已確定的裝機(jī)容量，

5、考慮機(jī)組臺(tái)數(shù)與機(jī)電設(shè)備制造的關(guān)系、機(jī)組臺(tái)數(shù)與水電站投資的關(guān)系、機(jī)組臺(tái)數(shù)與水電站運(yùn)行效率的關(guān)系、機(jī)組臺(tái)數(shù)與水電站運(yùn)行維護(hù)工作的關(guān)系，可以擬定機(jī)組臺(tái)數(shù)為兩臺(tái)，單裝機(jī)容量為8000千瓦。通過水輪機(jī)主要參數(shù)的計(jì)算，定出水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪直徑、轉(zhuǎn)速、6吸出高、安裝高程等，查出水輪機(jī)的重量和水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的重量。根據(jù)這些已知參數(shù)，對(duì)水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)和外型尺寸進(jìn)行估算，即對(duì)蝸殼和尾水管的結(jié)構(gòu)和外型尺寸進(jìn)行估算。由于設(shè)計(jì)水頭小于40米，本電站采用混凝土蝸殼，為使水頭損失和平面尺寸較小，同時(shí)又便于施工，蝸殼斷面采用梯形斷面。根據(jù)蝸殼的水力計(jì)算，定出蝸殼的外型尺寸，并繪出蝸殼斷面單線圖。為了減小尾水管的開挖深度，采用彎肘

6、型尾水管，彎肘形尾水管是由進(jìn)口直錐段、肘管和出口擴(kuò)散段三部分組成。根據(jù)尾水管標(biāo)準(zhǔn)系列與實(shí)際值的比較計(jì)算，確定尾水管的基本尺寸，繪出尾水管的外形尺寸圖和尾水管型線圖。2.2調(diào)速系統(tǒng)的選擇水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的基本任務(wù)是：使水輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定地以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，在機(jī)組負(fù)荷變化工其他外擾作用下，保證機(jī)組的轉(zhuǎn)速變化不超過一定的范圍，并能迅速地穩(wěn)定于新的工況，從而保證發(fā)電機(jī)輸出的交流電頻率滿足用電設(shè)備的要求。水輪機(jī)調(diào)節(jié)是通過調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化不斷地改變水輪機(jī)過流量來實(shí)現(xiàn)的。調(diào)速系統(tǒng)的主要設(shè)備有：調(diào)速器、油壓裝置和漏油裝置。大型調(diào)速器以主配壓閥的直徑為表征組成系列的，因此算出主配壓閥的直徑即可定出調(diào)速

7、器的型式為DT-100。油壓裝置的選擇計(jì)算主要是確定油壓裝置的臺(tái)數(shù)和容量（工作能力）。為了滿足機(jī)組調(diào)節(jié)和安全運(yùn)行的要求，通常每臺(tái)水輪機(jī)裝設(shè)一臺(tái)油壓裝置。油壓裝置的工作能力是以壓力油箱的總?cè)莘e和額定油壓為表征的。同理，算出壓力油箱的總?cè)莘e，即可定出油壓裝置的型式為HYZ-1.6。2.3發(fā)電機(jī)的選擇根據(jù)計(jì)算，本設(shè)計(jì)中選用的發(fā)電機(jī)為傘式發(fā)電機(jī)，采用立式布置。發(fā)電機(jī)型號(hào)為SF10-42/940，通風(fēng)方式采用密閉式空氣循環(huán)冷卻。2.4起重設(shè)備