东讲引水系统与厂房设计设计说明书.doc

87 PAGE 89 PAGE 东江水电站厂房设计 1关于厂区布置方案的比较 方案一:将厂房布置在转弯处(靠近上游坝区)附近. 优点: 在此处布置厂房,基础开挖量与劈坡量都较小.利于降低工程造价. 此处地基的基础情况较好,减少地基处理的成本. 减少了压力管道的长度. 缺点:离公路桥较远,交通运输成本增加. 方案二: 将厂房布置在公路桥附近. 优点:该处离公路桥较近,有利于减少工程造价成本. 缺点:由于此处地形条件限制,需要开挖大量的土石方和劈坡以满足厂区建筑物布置. 结合具体情况: 为了降低工程造价,以及厂区建筑物的布置,采用方案一. 2蜗壳与尾水管单线图绘制 2.1蜗壳设计: 2.1.1蜗壳型式及主要参数选择 根据设计资料,正常设计水头118.5m,大于40m,故选择金属蜗壳. 金属蜗壳采用圆形断面. 金属包角(蜗壳鼻端至进水口断面所包围的角度),为了获得良好的水力性能,. 金属蜗壳进口断面流速: 根据水轮机.水泵及辅助设备知: 蜗壳进口断面的流速一般运用下式计算: 其中:K流速系数.根据金属蜗壳的流速系数与水头的关系曲线知:K=0.732 H水轮机的额定水头. 代入数值: 2.1.2蜗壳的水力计算 = 1 \* GB2 ⑴蜗壳参数及有关尺寸: 金属蜗壳; 圆形断面; 包角345度;Vc=7.936m/s; 水轮发电机型号: 结合本电站的水轮机转轮直径4.1m,根据水力机械取有关参数如下: 查金属蜗壳座环尺寸得: 座环碟形半径 碟形边至导水机构水平中心线的高度h: 座环碟形边斜线 座环碟形边锥角顶点处的半径 座环碟形边锥角顶点到座环外半径的最小距离d: (2)进口断面水力计算: 进口断面流量 进口断面半径 进口断面中心距 进口断面外半径 (3)蜗壳常数C: (4)其它圆形断面: (5)椭圆形断面: 根据计算知道, 当时,断面应该为椭圆断面,根据表格中计算结果知道,断面大概在165度左右变化. 2.2尾水管设计 2.2.1基本情况: 尾水管是反击式水轮机过流通道的最后部分，其形式和尺寸对转轮出口动能的恢复,对厂房基础的开挖和下部块体混凝土的尺寸的影响也很大,因此合理的选择尾水管的形式和尺寸在水电站设计中有很大意义。 为了达到上述要求，本电站采用弯肘形尾水管。 弯肘形尾水管是由进口直锥段、肘段和出口扩散段三部分组成.式和尺寸的 2.2.2各段分述: (1)进口直锥段 进口直锥段是一垂直的圆锥形扩散段，D3为直锥段的进口直径；混流式水轮机由于直锥管与基础环相连，可取D3等于转轮出口直径D2。锥管的单边扩散角θ值：对混流试水轮机可取θ=70~90； h3为直圆锥管的高度，增大H3可以减少肘管的入流速度，以及减少水头损失。 为了防止旋转水流和涡带脉动压力对管壁的破坏，一般在混凝土内壁作钢板里衬，里衬也可以作为施工时的内模板。 对于本设计取直锥管的进口直径D3等于转轮出口直径D2；锥管的单边扩散角可取θ=70~90，取7.50；h3 为直锥管的高度，增大直锥管的高度可以减少肘管的水头损失，由计算可知h3=4.92米。 (2)肘管 肘管是一变断面的弯管，其进口为圆断面，出口为矩形断面，水流在肘管中由于转弯受到离心力的作用，使得压力和流速分布很不均匀，而在转弯后流向水平段时又形成扩散，因而在肘管中产生较大的水力损失。 影响这种损失最主要的因素是: 转弯的曲率半径和肘管的断面变化规律，曲率半径越小则产生的离心力越大，一般推荐使用的合理半径R=（0.6`1.0）D4，外壁R6用上限，内壁R7用下限。为了减少水流在转弯处的脱流及涡流损失，因此将肘管出口作成收缩断面，并使断面的高度缩小宽度增大，高宽比约为0.25，肘管进、出口面积比约在1.3左右。 当水头大于150m或尾水管中的平均流速大于6m/s时，为了防止高速水流的冲刷剥蚀，肘管内需加钢板衬砌，为使钢板便于成形采用圆形进口断面经椭圆断 面过度到矩形断面的肘管。 对于东江水电站，设计水头为118.5米〈150米，为了防止高速水流的冲刷剥蚀，其尾水管的肘管内需加钢板衬砌，为使钢板便于成形采用圆形进口断面经椭圆断面过度到矩形断面的肘管。其细部可参考，〈〈水力机械〉〉图4-38。 (3)出口扩散段 出口扩散段是一水平