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水电站课程设计-坝后式电站

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水电站课程设计-某坝后式电站

考核方式：

总分100分，其中设计文档30分，图纸30分；平时成绩40分。

设计文档和图纸提交时间为17周周四下午2点，超过1天扣总分5分。

平时成绩包括出席情况和定期答疑（四次，分别为16周周二、周四、周五，17周周一）。

教室安排（仅限上午）：16周周三20317，周四20302，周五30202；17周周一～周三：30302

备注：16周周二上午9点30分统一讲解课程设计具体事项，地点30502。

设计内容

一、枢纽布置（*）

二、水轮发电机组选择

(1)选择机组台数、单机容量及水轮机型号（*）；

(2)确定水轮机的尺寸(包括水轮机标称直径D1、转速n、吸出高度Hs、安装高程Za)；

(3)选择蜗壳型式、包角、进口尺寸（*）；

(4)选择尾水管的型式及尺寸；

(5)选择相应发电机型号、尺寸

(6)选择相应调速器及油压装置（*）。

三、厂区枢纽及电站厂房的布置设计

(1)根据地形、地质条件、水文等资料，进行分析比较确定厂房枢纽布置方案；

(2)根据水轮发电机的资料，选择相应的辅助设备，进行主厂房的各层布置设计；

(3)确定主厂房尺寸；

(4)副厂房的布置设计；

(5)绘制主厂房横剖面图、发电机层平面图、水轮机层和蜗壳层平面图各一张。

四、引水系统设计

(1)进水口设计。确定进水口高程、型式及轮廓尺寸；

(2)压力管道的布置设计。确定压力管道的直径；确定压力管道的布置方式和各段尺寸；

(3)进水口横剖面图一张。

备注：标记（*）的本次课程设计可不做

设计指南

一、枢纽布置（*）

首先根据给定的设计资料查相应的规范，确定工程等别及重要建筑物的级别。再根据地质、地形条件、建筑材料、施工条件、泄洪要求等来

高。

根据以上的原则和考虑因素，建议重点论证倾斜式管道布置方案的合理性。

压力管道的直径可采用经济流速方法确定。

水轮发电机组的选择

水轮机选择是水电站设计中一项重要任务，它涉及到机组能否安全、高效、可靠运行，而且对水电站造价、建设速度、水电站建筑物的布置形式及尺寸都有影响。

水轮机选择是在已知水电站装机容量N、水电站特征水头(最大工作水头Hmax、最小工作水头Hmin、设计水头Hr、平均水头Hav)、特征流量(最大引用流量Qmax、最小引用流量Qmin、平均流量Qav)、下游水位流量关系曲线情况下进行的。

选择机组台数、单机容量及水轮机型号：本次课程设计统一选用4台HL310型机组，转轮直径D1=6.5m；转速n=72r/min；

(1)计算允许吸出高度HS，并确定水电站的安装高程ZA

式中▽——电站所在地的海拔高程；k——空蚀系数修正系数，一般取1.1~1.35；

σ——水轮机模型空蚀系数；Hr——设计水头。

（2）选择蜗壳型式、包角、进口尺寸：蜗壳的水力计算见水力机械教材，本次课程设计蜗壳尺寸可选L+x=6.4m；L-x=4.8m。

（3）选择尾水管的型式及尺寸：尾水管轮廓尺寸确定见水力机械教材。

（4）选择相应发电机型号、尺寸，调速器及油压装置

水轮发电机、调速器和油压装置的型号和尺寸，可以由本电站的单机容量、额定转速等套用已建成的类似电站所使用的设备。

厂区枢纽及电站厂房的布置设计

厂房设计包括厂区枢纽的布置、主厂房尺寸的确定、厂房内设备的布置、起重机的选择、厂房的结构布置、副厂房布置等。

主厂房的长度

主厂房的长度L=机组段长度L0×机组数+装配场长度+边机组段加长ΔL。

本电站属于中低水头水电站，其机组段长度一般根据下部块体结构的最小尺寸确定。下部块体结构的主要部件是蜗壳，蜗壳平面尺寸确定后，L0=蜗壳平面尺寸+蜗壳外的混凝土结构厚度δ，δ一般取0.8~1.0m，边机组段一般取1.0~3.0m。某些情况下，下部块体结构的尺寸取决于尾水管的平面尺寸。

装配场长度由装配场的面积确定，而其面积要能够满足对一台机组进行解体大修的要求，即能够在装配场内放下发电机转子、发电机上机架、水轮机顶盖和水轮机转轮四大件，并且在各部件之间留出1~2m的通道。其中发电机转子一般带轴吊运到装配场，装配场楼板相应位置要留出直径比大轴法兰稍大的孔(平时覆以盖板)，大轴穿过后支承在特别设置的大轴承台上(也称为转子检修墩)，承台顶端预埋底角螺栓，待大轴法兰套入后，用螺母固定。

边机组段加长一般可取为△L=1.0D1。

主厂房的宽度

主厂房的宽度应由发电机层、水轮机层和蜗壳层三层的布置要求来共同决定。

(1)发电机层中，首先决定吊运转子(带轴)的方式，是由上游侧还是下游侧吊运。若由下游侧吊运，则厂房下游侧宽度主要由吊运之转子宽度决定。若从上游侧吊运，则上游侧