1、水电站课程设计说明书题目 水电站地面式厂房布置设计学号 2009302290036 班号 ？班 专业名称 水利工程 姓名 刘思宇 设计日期 ？ 目录一、工程概况及设计参数 .31.1 工程概况 .31.1.1 工程概况 .31.1.2 电站枢纽 .41.2 设计参数 .41.2.1 水库及水电站特征参数 .41.2.2 水电站主要动力设备及辅助设备 .41.2.3 副厂房参考面积 .6二、主要设备尺寸的确定 .72.1 蜗壳尺寸 .72.2 尾水管尺寸 .82.3 水轮机转轮尺寸 .92.4 发电机尺寸 .9三、厂房尺寸 .103.1 主厂房的剖面设计 .103.2 主厂房平面尺寸的确定 .1
2、23.2.1 厂房长度的确定 .123.2.2 厂房宽度 .13四、主副厂房的布置 .144.1 主厂房各层布置 .144.1.1 发电机层布置 .144.1.2 水轮机层布置 .144.1.3 蜗壳层布置 .154.2 副厂房的布置 .15五、厂区枢纽总体布置 .15六、 其他 .15一、 工程概况及设计参数1.1 工程概况1.1.1 工程概况湘贺水利枢纽位于向河上游，河流全长 270km，流域面积 6000 ，属于山区河流。2本枢纽控制流域面积 1350 ，总库容 22.15 亿 ，为多年调节水库。2 3本枢纽的目标是防洪和发电。主要建筑物有重力拱坝，坝高 77.5m，弧长 370m；泄洪
3、建筑物；开敞式溢洪道或泄洪隧洞；发电引水隧洞及岸边地面厂房等工程。水电站总装机60MW，装机 4 台，单机 15MW。电站担任工农业负荷，全部建成后担任系统灌溉负荷。1.1.2 电站枢纽电站厂房位于右岸坝下游几十米处，由引水隧洞供水，主洞内径 5.5 米，支洞内径 3.4米，厂内装置 4 台混流式立式机组，出线方向为下游，永久公路通至左岸，开关站布置在左岸的开阔平地上。1.2 设计参数1.2.1 水库及水电站特征参数1、水库水位水库校核洪水位 140.00m水库设计洪水位 137.00m水库正常高水位 125.00m水库发电死水位 108.00m设计洪水尾水位 77.00m校核洪水尾水位 78
4、.50m2、厂址水位流量关系曲线水位（m） 68.50 69.20 69.75 69.75 69.90 70.20流量（m 3/s）0.0 40.0 80.0 120.0 160.0 200.0水位（m） 70.95 71.60 72.20 74.50 76.30 78.50流量（m 3/s）400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.03、 水电站特征水头最大水头 56.00m最小水头 38.00m平均水头 50.84m计算水头 48.30m4、地形地质电站枢纽地形参见地形图。左岸地势较平缓，右岸地势较陡。枢纽基岩系凝灰岩，岩石抗压强度较高，厂区有第四纪沉积层，
5、厚约 3 米，河床砂卵石覆盖层平均深 24m。5、供电方式本电站初期为三台机组，远景为四台机组，投入系统运行，根据系统要求本电站能作调相运行，水电站主接线采用扩大单元接线方式，采用 110 千伏、35 千伏及发动机电压 10.5千伏三种电压等级送电；高压侧采用桥型接线方式。6、对外交通下游左岸有永久公路通过。水电站主要动力设备及辅助设备 1.2.2 水电站主要动力设备及辅助设备1、水轮机：型号 HL220LJ225额定出力 15.6MW额定转速 214.3r/min单机额定（最大）流量 36.2 m3/s2、 水轮发电机：型号 SF1528/550额定功率(kW)功率因数cos额定转速（r/m
6、in）额定电压U(kV)转子带轴重G1(t)15000 0.8 214.3 10.5 803、 调速器设备调速器型号：DT100机械柜尺寸：长宽高=7509501375（mm）电气柜尺寸：长宽高5508042360（mm）油压装置型号：YZ1.0型号 油箱长度n(mm)油箱宽度 H(mm)油罐总高H(mm)油罐筒高h(mm)油罐直径D(mm)YZ1.0 1916 1900 2457 1694 9304、 厂房附属设备（l）水轮机前的蝴蝶阀型号和尺寸见下表。型号 直径（cm） 承受水头 (m) 装置方 式 阀重（t） 阀体长 （m） 吊孔尺寸 （m）DF340-85 340 85 立轴 20 1
7、.2 1.84.3（2）桥式吊车起重设备根据机组台数和最大起重量确定：根据机组台数 4 台 4 台，故选用一台吊车；根据最大起重量发电机转子带轴重 D22.3 4.5 2.42 1.2 1.2 0.6 1.62 1.27标准混凝土肘管轴流式2.6 4.5 2.72 1.35 1.35 0.675 1.84 1.22标准混凝土肘管混流式D1D2由于该水轮机是用低水头电站，比转速较高，为了减小转轮出口流速，以减小气蚀系数，所以采用 D2 大于 D1，所以查表格得尾水管尺寸如下：h(m) L（m） B5（m） D4(m） h4（m） h6（m） L1(m) h5(m)5.85 10.125 6.12
8、 3.0375 3.0375 1.51875 4.095 2.7452.3 水轮机转轮尺寸已知转轮直径为 =2.25m，根据 HL220 转轮型号查水电站动力设备设计手册表11-12 混流式水轮机转轮流道尺寸，可得下列几何关系。并计算出各项几何要素如下表。2/1 3/1 4/1 5/1 6/1 0/1 1/1 2/1 3/1 4/11.082 0.928 0.870 0.478 0.116 0.250 0.054 0.165 0.482 0.3092 3 4 5 6 0 1 2 3 42.435 2.088 1.958 1.076 0.261 0.563 0.122 0.371 1.085 0
9、.6952.4 发电机尺寸发电机型号：SF15-28/550查水电站动力设备设计手册可得：上机架高度 1.22m ,下机架最大跨度 3.84m ,水轮机机坑直径 3.35m ,转子外径 4.904m风罩内径 8.40m ,机座外径 6.47m ,发电机主轴高度 5.02m发电机外形尺寸示意图如下：64708938535017624912三、 厂房尺寸3.1 主厂房的剖面设计3. 1.1 水轮机安装高程利用公式: 2/b0swHZ其中 是水轮机安装高程处海拔高程，可取下游平均水位的海拔高程，可在下游水位流量曲线上通过内插可得，当流量为 36.2m3/s 时，水位为 69.1m。为模型气蚀系数，可
10、在水轮机转轮参数表中查得 HL220-LJ-225 的模型气蚀系数m为 0.133.为气蚀系数的修正值，可根据设计水头 Hr 由教材图 2-26 中查取，当 Hr 为 48.3m 时，气蚀系数修正值为 0.026.H 为水轮机水头，一般取设计水头 Hr=48.3m所以 ，取 Hs 为 2m。m24.3806.13.9061）（s为下游设计水位，当电站装机台数为 4 台时，确定设计尾水位的水轮机过流量为w1 台水轮机的额定流量 36.2m3/s，通过下游水位流量曲线内插得 为 69.1m。wb0 为水轮机转轮直径，大小为 0.56m则水轮机安装高程为 m38.712.0692/b0s wHZ3.
11、1.2 主厂房开挖高程 hb20安挖h 尾水管高度； 尾水管厚度。尾水管底板采用整体式底板，厚度取 1.5m则 m75.63.1852.0371挖3.1.3 水轮机层地面高程 1maxh安水：蜗壳最大半径，为 1.44m；maxh1： 蜗壳顶部混凝土厚度。一般不小于 1.0 米。 则 82.7314.387水3.1.4 发电机装置高程h2：机墩进人孔高度，一般 1.82.0 米左右，取 2 米；h3：进人孔顶部混凝土厚度，一般 1 米左右；则 m82.76182.73装3.1.5 发电机层楼板高程 4h装发h4：定子高度，如果发电机上机架为埋入式，则还需加入上机架高度。这里发电机采用上机架埋入
12、式，埋入深度为 0.3m。则 m80.793.28.76发3.1.6 吊车轨顶高程 8765hh发轨h5：吊钩垂直安全距离，垂直净距柔性吊具 0.6-1.0 m、钢性吊具 0.25-0.5 m，此处用柔性吊具，h5 取 0.8m；h6：起吊部件高度，为发电机转子带轴、水轮机转轮带轴、主变三个中的最大值。由于发电机转子带轴高 4.39m，主变检修起吊高度 8.2m，水轮机转子带轴高=发电机层楼板高程- 水轮机安装高程- 发电机转子带轴高=79.15-71.38-4.39=3.38m。由于主变高度与其他相差太大，考虑在发电机层设置主变坑，检修时不用起吊主变，故最大吊物高取 4.39m 所以h6 取 4.39m；h7：吊索或吊具高度，柔性吊具取 0;h8：吊钩至轨顶距离，取决于吊车型式及尺寸，由于转子带轴重 80t，主变压器身重39.5t，水轮机转轮带轴重约 10t，起重设备可取主钩容量为 100t 的单小车，假设跨度为16m，则吊钩至轨顶距离为 1.474m。则 m46.87.1039.480.79轨3.1.7 屋面大梁底部高程32h水装
