目錄第一章樞紐布置3第二章重力壩擋水壩段設計421剖面設計4211壩頂高程4212壩頂寬度5213廊道的布置5214剖面形態(tài)522壩體穩(wěn)定分析和應力校核6221設計蓄水位時（一臺機組滿發(fā)）62211荷載計算62212擋水重力壩的穩(wěn)定分析72213應力校核8222設計洪水位時92221荷載計算92222擋水重力壩的穩(wěn)定分析102223應力校核10223校核洪水位時112231荷載計算112232擋水重力壩的穩(wěn)定分析12第三章重力壩溢流壩段設計1531溢流壩段空口尺寸擬定1532溢流壩段剖面設計15321堰頂高程16322堰面曲線16323上游曲線17324反弧段半徑的確定1733壩體穩(wěn)定分析和應力校核17331設計蓄水位時（一臺機組滿發(fā)）173311荷載計算173312溢流壩的穩(wěn)定分析183313應力校核19332設計洪水位時193321荷載計算193322溢流壩的穩(wěn)定分析213323應力校核21333校核洪水位時223331荷載計算223332溢流壩的穩(wěn)定分析233333應力校核24第四章專題下游消能設計2641消能方式26411采用底流消能2642消力護坦設計28421護坦長度確定28422護坦厚度確定及抗浮穩(wěn)定校核2843護坦配筋3044下游保護段30第五章水電站建筑物設計3151特征水頭的選擇3152水電站水輪機組的選型3453渦殼和尾水管的計算4054發(fā)電機的選擇與尺寸估算43541水輪機發(fā)電機主要尺寸估算43542發(fā)電機外形平面尺寸估算44543發(fā)電機外形軸向尺寸計算45544發(fā)電機重量估算45545水輪機重量估算4655調速器與油壓裝置的選擇46551調速功計算46552接力器的選擇46553調速器的選擇47554油壓裝置4856廠房橋吊設備的選擇4857主廠房各層高程及長寬尺寸的確定50571水輪機組安裝高程50572尾水管地板高程和廠房基礎開挖高程50573水輪機層地面高程51574發(fā)電機樓板高程和安裝場高程51575吊車梁軌頂高程51576屋頂面高程51577廠房總高51578主廠房平面尺寸的設計5159水電站廠房的穩(wěn)定計算51591正常水位運行工況52592校核洪水運行工況53593機組大修工況54第一章樞紐布置由沙溪口的水文地質資料可知，壩址位置設計洪水位8800M，對應下游水位可由下泄流量在流量與下游水位關系曲線查得8000M,水頭為800M。校核洪水位8850M,同理可查得下游水位8100M，水頭為750M，汛期限制水位8550M，設計低水位8200M。水頭不高，水深較小，水頭在20M左右，水深不足40M，初步設計選擇采用河床式廠房發(fā)電；洪水期下泄流量較大，河床較寬，可以選擇溢流壩表孔泄洪；兩岸山體不高，地質狀況一般，選擇重力壩擋水；考慮通航過木過竹需要，設置較高通航能力的船閘。經綜合分析，確定了左岸船閘右岸廠房布置方案，和左岸廠房右岸船閘布置方案。左岸船閘右岸廠房布置方案考慮主河槽位于左河床靠近左岸3050M之間，開挖至弱風化巖層需至4800M高程左右，初步設計布置船閘易于通航需求；沿壩軸線自此至右岸500600M之間，開挖至弱風化巖層需至5700M高程左右，初步設計選擇布置溢流壩和河床式廠房，考慮溢流壩洪水期泄洪不對電廠發(fā)電造成影響，其間用重力擋水壩銜接；考慮河流右岸交通便利，山坡較緩，易于出線進廠布置，將河床式廠房置于右岸，且右岸現(xiàn)有鐵路線沿河岸通過壩址。樞紐布置沿壩軸線從左岸至右岸的水工建筑物依次為重力擋水壩、船閘、溢流壩、重力擋水壩、河床式廠房，開關站初步布置于河道右岸裝配廠下游。綜上，初步設計采用第一種方案，即左岸船閘右岸河床式方案，并采用重力壩擋水，溢流壩泄洪，消力戽消能。工程等別二等，主要建筑物級別二級，次要建筑物級別三級，臨時建筑物四級。第二章重力壩擋水壩段設計基本設計參數(shù)上游設計洪水位8700M；校核洪水位8850M；正常蓄水位（汛期限制水位）8620M；下游設計洪水位8050M；下游校核洪水位8240M；正常蓄水位（一臺機組發(fā)電）6440M。壩底高程取未風化巖石邊界開挖線5700M?；炷林囟扔伤そㄖ锖奢d設計規(guī)范取240KN/,水的重度98113M0KN/，由沙溪口水電站基本情況簡要說明中表7得巖石抗剪強度指標建議3M值知，云母長英片巖與混凝土邊界摩擦系數(shù)F05，粘聚力C06KG/C，K30，K10521剖面設計211壩頂高程壩頂高程由靜水位相應情況下的風浪涌高和安全超高。即靜水位H式中HHLHZHC式中HL累積頻率為1的波浪高度，M；HZ波浪中心線高出靜水位的高度，M；HC取決于壩的級別和計算情況的安全超高，M；波浪要素要素由官廳水庫公式，得31202076VGDVG7531201520VGDLM設計情況計算風速V0取為30M/S；設計洪水位下吹程D為200KM；得HMM467189328190762112LM20037532152HM/HM1467/880640069由荷載設計規(guī)范查表得HP5/HM190,HP1/HM232所以HP1232/190HP5232/190HM179MHZHC05MMLHCT21M708921473HH1HZHC1790708052998M壩頂高程設計洪水位H8702998900M校核設計情況計算風速V0取為15M/S；校核洪水位下吹程D為200KM；得HMM6170895128907623112LM92532753122HM/HM0617/885640022由荷載設計規(guī)范查表得HP5/HM192,HP1/HM289所以HP1289/192HP5289/192HM093MHZHC04MMLHCT213809073142則HH1HZHC0930383041713M壩頂高程校核洪水位H88517139021M壩頂橋梁采用裝配式鋼筋混凝土結構，橋下會有過流，為使工作橋與水流保持一定距離。并考慮其他因素，取重力壩壩頂高程取9100M212壩頂寬度壩高91057340M，非溢流壩的壩頂寬度一般可取為壩高的810（即27234），且不小于3M。為了滿足設備布置和雙線交通的要求，取壩頂寬度為10M。213廊道的布置灌漿廊道上游壁到上游壩面的距離應不小于005010倍水頭，且不小于45M，取5M，寬度253M，取250M。高度34M，取375M。壩體縱向排水檢查廊道考慮壩高較小，只設基礎排水廊道，高取225M，寬取150M。灌漿廊道距離基巖面距離不宜小于15倍底寬，即45M，取5M。214剖面形態(tài)因本水利樞紐壩址摩擦系數(shù)較小，所以不能按常規(guī)壩體設計。按應力條件確定壩底最小底寬上游0125，則MHBC92530120158924342110，其中，30/MKN3/4KNC1河床底高程，H91057340M57按穩(wěn)定條件確定壩底最小底寬，MFHBC7831012589450310其中，K105，F(xiàn)05,其余同上。取壩底寬度32M。取上游折坡點為77M，下游折坡點為810M高程處。上游坡N02，下游坡M075圖21擋水壩段剖面圖22壩體穩(wěn)定分析和應力校核221設計蓄水位時（一臺機組滿發(fā)）2211荷載計算自重W24054202410342405182414304KN/MM960133818075184449184KN/M,逆時針上下游水壓力上游水壓力PX11/286257298141822KNPY1981922924/27534KN/M下游水壓力PX21/26445729812686KN/MPY2981644572075/220145KN/MM41822987753414352686247201451415326541KN/M順時針揚壓力由于揚壓力較大，壩體設有防滲帷幕和上下游主副排水系統(tǒng)，由規(guī)范DL50771997，壩基面滲透壓力揚壓力強度系數(shù)為025020050012H102529273M2H2057437MU292735/273375/2371437748/2981210866KN/MM91251427587751814441244981897163KN/M順時針浪壓力壩前水深HM292MLM/2142/271M，為深水波PLR0（LL2HLH0）LL/2R0（LM/2）298171179070871/29817171/23343247468704KN/MM3343253247262447240734KN/M逆時針2212擋水重力壩的穩(wěn)定分析采用分項系數(shù)法進行擋水壩段穩(wěn)定分析作用效應系數(shù)S（）PC1041822102686128704400064KN抗滑穩(wěn)定抗力系數(shù)R133ACWFRRRFRCW10141001072591024301113041127691127115KNKNR0356813208961350KN440SKND5971621RSD0滿足穩(wěn)定要2213應力校核水平截面上的邊緣正應力515103MMKN131502KNB32MW上游垂直正應力26BY1343205161302/MKN下游面垂直正應力2MY22/768邊緣剪應力上游邊緣剪應力2/380134MKNNPYYU下游邊緣剪應力2/65768MYUY鉛直截面上的邊緣正應力上游面水平正應力2222/6517034MKNNPPYYUUX下游面水平正壓力2222/1848MYUYUX邊緣主應力上游面主應力2221/7845301MKNNPNYUY2UP下游面主應力2221/9457638051MKNPMYUY2UP應力滿足要求222設計洪水位時2221荷載計算自重W24054202410342405182414304KN/MM960133816075184449184KN/M,逆時針上下游水壓力上游水壓力PX11/28757298144145KNPY198110304/278481KN/M下游水壓力PX21/2805572981270879KN/MPY2981805572075/2203159KN/MM441451078481433270879783203159101253225884KN/M順時針揚壓力由于揚壓力較大，壩體設有防滲帷幕和上下游主副排水系統(tǒng)。P1MKNH/32940P2P/016P3K/7520P4MNH4U2943160035/216003115275/2115271411527230548/2919694659815794113341642992KN/MM91969144659883215794111334161243141048KN/M逆時針浪壓力壩前水深HM285MLM/2142/271M，為深水波PLR0（LL2HLH0）LL/2R0（LM/2）298171179070871/29817171/23343247468704KN/MM3343236247262277225937KN/M順時針2222擋水重力壩的穩(wěn)定分析采用分項系數(shù)法進行擋水壩段穩(wěn)定分析作用效應系數(shù)S（）PC104414510270879128704181016KN抗滑穩(wěn)定抗力系數(shù)R133ACWFRRRFRCW1014304107848102031591113856712913571209987KNKNR065281308967120935KN10SKND72465281RSD0滿足穩(wěn)定要求2223應力校核水平截面上的邊緣正應力1607627MMKN128219KNB32MW上游垂直正應力26BY8493271609182/MKN下游面垂直正應力26MWY22/49063716918K邊緣剪應力上游邊緣剪應力2/88MNNPYYU下游邊緣剪應力72950436KMY鉛直截面上的邊緣正應力上游面水平正應力2222/8190849MKNNPPYYUUX下游面水平正壓力222/417504936MKNYUYUX邊緣主應力上游面主應力2221/685149041MKNNPNYUY02U下游面主應力2221/894730651KYY02UP應力滿足要求223校核洪水位時2231荷載計算自重W24054202410345241/218225241/21822514100KN/MM960133816075184449184KN/M,逆時針上下游水壓力上游水壓力PX11/2885572981486699KNPY19811153154/284367KN/M下游水壓力PX21/2824572981316451KN/MPY2981824572075/2237338KN/MM4866991058436714313164518472373389653513019KN/M順時針揚壓力由于揚壓力較大，壩體設有防滲帷幕和上下游主副排水系統(tǒng)。P1MKNH/02390P2P/71P3MKNH/5912402P47U3090217075/21707124595/2124591412459249178/211608683015778135244774KN/MM96581399504728323733811495041244263214KN/M逆時針浪壓力壩前水深HM315MLM/271/2355M，為深水波PLR0（LL2HLH0）LL/2R0（LM/2）29813550930383/2355981355355/2835560692286KN/MM8468251618224276251KN/M逆時針2232擋水重力壩的穩(wěn)定分析采用分項系數(shù)法進行擋水壩段穩(wěn)定分析作用效應系數(shù)S（）PC1048669910316451122286172991KN抗滑穩(wěn)定抗力系數(shù)R133ACWFRRRFRCW10141001084367123733811147052123239261181237KNKNR4951732018963718250KN0SKND584395172RSD10滿足穩(wěn)定要求233應力校核水平截面上的邊緣正應力1606085MMKN1260727KNB32MW上游垂直正應力26BY0843251607102/MKN下游面垂直正應力26MWY22/87935160710K邊緣剪應力上游邊緣剪應力2/604MNNPYYU下游邊緣剪應力92475829KMY鉛直截面上的邊緣正應力上游面水平正應力222/519084MKNNPPYYUUX下游面水平正壓力222/681750829KMYUYUX邊緣主應力上游面主應力221/6057840MKNNPNYUY2U下游面主應力2221/546879561MKNPMYUY02UP應力滿足要求第三章重力壩溢流壩段設計31溢流壩段空口尺寸擬定設計洪水流量21500M3/S，校核洪水流量27500M3/S。考慮水電站發(fā)電用水（4QMAX236144M/S）及過船泄水等影響，取Q03500M3/S,考慮壩址下游處河床巖石的巖性，巖體較為完整，抗沖刷能力尚可，故取單寬流量Q80M2/S。設計工況下，取08Q21500M3/SS則QQQ02050008350018700M3/SS校核工況下，取10Q27500M3/SS則QQQ02750010350024000M3/SS則溢流前緣總凈寬LQ/Q24000/80300M3/S取孔數(shù)N為16孔，溢流壩孔口形式采用初步設計采用開敞式溢流堰，則每空凈寬BL/N300/161875M，取190M。溢流堰閘門采用橫軸弧形閘門，考慮將橫縫布置在閘孔中間，則閘墩厚度可取稍薄一些，取D3M。則溢流前沿總凈寬L0LN1DNBN1D1619153349M。32溢流壩段剖面設計溢流壩基本剖面的確定原則與非溢流壩相同，剖面除應滿足強度、穩(wěn)定和經濟條件外，其外形尚需考慮水流運動要求。通常它也是由基本三角形剖面修改而成，內部與非溢流壩段相同。溢流面由頂部溢流段、中部直線段及鼻坎組成，上游面為直線或折線。圖31321堰頂高程由，得2/30HGMLQ320GMLQ初擬M049092，則可列表計算如下表31計算情況流量Q側收縮系數(shù)淹沒系數(shù)流量系數(shù)M堰上水頭H0堰頂高程設計情況1870009209910499917709校核情況24000092099004911717679取兩種情況堰頂高程較小者，取7679M。322堰面曲線我國現(xiàn)行采用的為WES曲線，其曲線方程為Y1NDKHXHD為定型設計水頭。因為校核洪水位885M，堰頂高程為7679M，所以，HD95；K、N為上游堰面坡度有關的系數(shù)。采用WES5型曲線。K1873，N1776。得1075YX76323下游曲線下游曲線由曲線及直線段組成，直線段斜率取1075。324反弧段半徑的確定由規(guī)范混凝土壩設計規(guī)范SL3192005對于底流消能計算祥見專題，反弧段半徑計算X，R0305MHV716491827536481230305，取為16M。X10M5733壩體穩(wěn)定分析和應力校核由于溢流壩段在一個壩段中既有溢流堰部分，又有閘墩部分，壩段之間分縫在溢流堰中間。故在壩體穩(wěn)定分析和應力校核中應考慮整個壩段的聯(lián)合受力，應以一個壩段為整體進行分析。331設計蓄水位時（一臺機組滿發(fā)）3311荷載計算自重W1012024（堰重）175324（墩重）152024（橋重）20981（機械設備中）19392050400720019622517162KNW/201258581KN/MM1939206935040022720020819628/208030376KNM,逆時針上下游水壓力上游水壓力PX11/2862572981418220KN/MPY10下游水壓力PX21/2644057298126860KN/MPY20V981291131294KN/MM4182297326862743129413544254054KN/MM順時針動水壓力由于設計蓄水位時開閘出水時單寬流量較小，故未考慮設計蓄水位時的動水壓力。揚壓力由于揚壓力較大，壩體設有防滲帷幕和上下游主副排水系統(tǒng)。P1MKNH/45286910P2175P3K/3020P4MNH/6247819U2864571615/2716136305/2363018363072606/2895152697865345445236283KN/MM895151726978117754414561046736KN/MM順時針浪壓力壩前水深HM245MLM/2142/271M，為深水波PLR0（LL2HLH0）LL/2R0（LM/2）298171179070871/29817171/23343247468704KN/MM334324624726237723464KN/MM順時針3312溢流壩的穩(wěn)定分析采用分項系數(shù)法進行擋水壩段穩(wěn)定分析作用效應系數(shù)S（）PC10418221026861287044018048KN/M抗滑穩(wěn)定抗力系數(shù)R133ACWFRRRFRCW1258581KN/MKNR5361015894312091729316481250KN/M840800S/MKNRD9537612SD0滿足穩(wěn)定要求3313應力校核水平截面上的邊緣正應力803037644254051046736234642323595MMKN1053592KNB34MW上游垂直正應力26BMY81376412501902/K下游面垂直正應力2Y22/3MN邊緣剪應力上游邊緣剪應力2/0817KNPYYU下游邊緣剪應力NMY鉛直截面上的邊緣正應力上游面水平正應力222/0MKNPPYYUUX下游面水平正壓力Y邊緣主應力上游面主應力2221/8371MKNNPNYUY02UP下游面主應力2221/7801MKNMPYUY02UP應力滿足要求332設計洪水位時3321荷載計算自重W101420241754324152024209811939205040072001962251716KNW/201258581KN/MM1939206935040022720020819628/208030376KNM,逆時針上下游水壓力上游水壓力PX11/230298144145KN/ME10MPY10下游水壓力PX21/22352981270879KN/ME783MPY20V9811/23711933367595KN/ME62MM2708797833675956244145104573707KNM順時針動水壓力15502350HCGQ347819620332E35MMKNGQVPX/OS120M132703546445KN/MM順時針E61MKGQVPY/9637SINI120M3799661231776KN/MM順時針揚壓力由于揚壓力較大，壩體設有防滲帷幕和上下游主副排水系統(tǒng)。P1MKNH/32940810P2MKNP/0316275153P3K/2720P4MNH/40819U2943160035/216003115275/2115271811527230546/211358368825207486172905562799KN/MM11358316756882511641729051456186141KN/MM順時針浪壓力壩前水深HM24MLM/2142/271M，為深水波PLR0（LL2HLH0）LL/2R0（LM/2）298171179070871/29817171/23343247468704KN/MM334327124726262725551KN/MM順時針3322溢流壩的穩(wěn)定分析采用分項系數(shù)法進行擋水壩段穩(wěn)定分析作用效應系數(shù)S（）1044145102708791287041113271664188KN/M抗滑穩(wěn)定抗力系數(shù)R133ACCWFRRRFRCW10125858111379961036759511182408123803911010854KN/MMKNR/9845130896541083KN/M1864100S/MKNRD237958421SD0滿足穩(wěn)定要求3323應力校核水平截面上的邊緣正應力8030376464452317764573707186141255513629687MMKN1664172KNB34MW上游垂直正應力26BY7658346297142/KN下游面垂直正應力2MY22/11M邊緣剪應力上游邊緣剪應力2/07658KNNPYYU下游邊緣剪應力12MY鉛直截面上的邊緣正應力上游面水平正應力222/0MKNPPYYUUX下游面水平正壓力NY邊緣主應力上游面主應力2221/76581MKNNPNYUY0U下游面主應力2221/2871MKNMPYUY0UP應力滿足要求333校核洪水位時3331荷載計算自重W1258581KNM8030376KN/M上下游水壓力上游水壓力PX11/2315298148670KN/ME1050MPY10下游水壓力PX21/22542981316451KN/ME847MPY20V9811/256120933429104KN/ME847MM486701053164518474291045674862776KNM順時針動水壓力15502350HCGQ59819703232E35MMKNGQVPX/6OS120E62MY/8509INSI120M563786KN/MM順時針揚壓力由于揚壓力較大，壩體設有防滲帷幕和上下游主副排水系統(tǒng)。P1KNH/03951890P2MKNP/591702459123P3MKNH/5912489502P4/7410U3090170695/217069124595/2124591812459249176/2119923738222426218688604885KN/MM119923167473821163186881456145901KN/MM順時針浪壓力壩前水深HM245MLM/271/2355M，為深水波PLR0（LL2HLH0）LL/2R0（LM/2）29813550930383355/29813552/22286KN/MM84682957618227137032KN/MM順時針3332溢流壩的穩(wěn)定分析采用分項系數(shù)法進行擋水壩段穩(wěn)定分析作用效應系數(shù)S（）104867103164511222861117806153406KN/M抗滑穩(wěn)定抗力系數(shù)R133ACCWFRRRFRCW101258581111009851042910411193743124111421092281KN/MMKNR/16483018961092315KN/M540S/MKND861482RSD10滿足穩(wěn)定要求3333應力校核水平截面上的邊緣正應力2387593MMKN1183785KNB34MW上游垂直正應力26BY7341039285641872/MKN下游面垂直正應力2MY22/319856K邊緣剪應力上游邊緣剪應力2/0741MNNPYYU下游邊緣剪應力32KMY鉛直截面上的邊緣正應力上游面水平正應力222/0NPPYYUUX下游面水平正壓力MKNY邊緣主應力上游面主應力2221/73401MKNNPNYUY2UP下游面主應力2221/31KMYUY02U應力滿足要求第四章專題下游消能設計41消能方式根據沙溪口水利樞紐溢流壩泄洪流量大，落差相對較小，泄洪頻繁，下游水位變幅大和河床基巖抗沖能力低的特點，壩后的消能方式選擇底流消能方案。411采用底流消能A設計洪水位單寬流量SMLQQ36230187下游堰高A91堰上水頭H178T2701行近流速SMQV30276上游有效總水頭MGV27819230179200臨界水深QHC348613232740CT由表101選取堰的流速系數(shù)。由及查附錄得950CHT0C3COH則MHCC42700由及，查附錄可得723COHT95C102HC則MHCC216347202判別水躍形式下游水深519680T因為，所以下游發(fā)生淹沒水躍。02CTHB校核洪水位單寬流量SMLQQ38024下游堰高A917671堰上水頭H45T52801行近流速SMQV30528上游有效總水頭MGV7281952800臨界水深QHC67193326780CT由表101選取堰的流速系數(shù)。由及查附錄得95CHT0C4COH則MHCC8136700由及，查附錄可得723COHT95C902HC則MHCC56178902判別水躍形式下游水深42168TH因為，所以下游發(fā)生淹沒水躍。02CTH42消力護坦設計由于發(fā)生淹沒水躍，故只需設置水平護坦消力池。421護坦長度確定設計洪水位22116/94HHLSJ6M32校核洪水位2211/94HHLSJ566583故，護坦長度取兩者中較大值，取MLSJ39422護坦厚度確定及抗浮穩(wěn)定校核由規(guī)范得抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)，要求11，錨固揚壓力錨固力水重自重FKFK力和設置排水孔所減小的揚壓力作為安全儲備計算時可忽略。初取護坦厚度B15M?？垢》€(wěn)定校核1設計洪水位水重1WML32L72MH5196802101GHC5197839642KN8護坦重2WKNLBC140539242揚壓力U0BHG251948193KN0746抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)190746821UWKF滿足抗浮穩(wěn)定要求。2校核洪水位水重1WML39MH42168201GLC39815683KN79護坦重2WKLBC40242揚壓力U020BHGC516851389KN240抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)12541073921UWKF滿足抗浮穩(wěn)定要求。3正常蓄水位水重1WMH4361GL98KN130護坦重2WKNLBC140539242揚壓力UGLH8513KN9206抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)139206514831UWKF滿足抗浮穩(wěn)定要求。綜上，護坦厚度取，長度取，滿足要求。M513943護坦配筋互坦可按構造采用雙層雙向鋼筋網配筋，詳見消能設計圖紙。44下游保護段由于河床抗沖能力較弱，在護坦段后設置的保護段。保護段構造詳見消M60能設計圖紙。第五章水電站建筑物設計51特征水頭的選擇裝機容量N27萬KW，單機容量（機組臺數(shù)4臺）675萬KW。1）設計洪水位8700M，由上下水尺水位流量關系曲線可查得對應設計洪水流量為21500M/S時的下游水位為805M，則此時水頭為650M。32）校核洪水位8850M,由上下水尺水位流量關系曲線可查得對應設計洪水流量為27500M/S時的下游水位為8240M，則此時水頭為610M。33）正常蓄水位時，四臺機組發(fā)電。假設四個下瀉流量Q，從水位流量關系圖上查出相應的下游水位。由（其中取86）可得QN關系曲QHN819線。Q1000M/SN176MW3Q1500M/SN256MWQ2000M/SN333MW3圖51設計蓄水位四臺機組發(fā)電10014018022026030034038005001000150020002500QM3/SNMW圖51由圖得正常蓄水位，四臺機組發(fā)電時Q1610M/S,對應H200M,Z下662M34）正常蓄水位時，一臺機組發(fā)電。假設四個下瀉流量Q，從水位流量關系圖上查出相應的下游水位。由（其中取86）可得QN關系曲QHN819線。Q200M/SN379MW3Q300M/SN561MWQ400M/SN738MW3圖52設計蓄水位四臺機組發(fā)電3545556575150200250300350400450QM3/SNMW圖52由圖得正常蓄水位，一臺機組發(fā)電時，Q365M/S,對應H2180M,Z下36440M5）設計低水位時，四臺機組發(fā)電。假設四個下瀉流量Q，從水位流量關系圖上查出相應的下游水位。由（其中取86）可得QN關系曲QHN819線。Q1500M/SN2150MW3Q2000M/SN2788MWQ2500M/SN3380MW3圖53設計蓄水位四臺機組發(fā)電20025030035010001500200025003000QM3/SNMW圖53由圖得設計低水位，四臺機組發(fā)電時，Q1930M/S,對應H1650M,Z3下665M6）設計低水位時，一臺機組發(fā)電。假設四個下瀉流量Q，從水位流量關系圖上查出相應的下游水位。由（其中取86）可得QN關系曲QHN819線。Q300M/SN479MW3Q400M/SN629MWQ500M/SN778MW3圖54設計蓄水位四臺機組發(fā)電4050607080250300350400450500550QM3/SNMW圖54由圖得設計低水位，一臺機組發(fā)電時，Q435M/S,對應H1840M,Z下36460M由以上水頭值可得最大水頭H2180MMAX最小水頭H610MIN加權平均水頭為HH60H40AVMAXMIN2180661041552M設計水頭H09H1397MRAV52水電站水輪機組的選型在水輪機型普表查得可選水輪機有HL310，ZZ560，兩種型號，下面進行選型比較計算。ZZ560水輪機方案的主要參數(shù)選擇1）轉輪直徑D1D1H/98QN3/2RR式中NR水輪發(fā)電機額定出力（KW）NR675/096703萬KWHR設計水頭（M），取1397M。設計流量（M/S），它是限制工況下的Q1P值，查表37得1Q200M/S。原型水輪機的效率（），由限制工況下的模型水輪機的效率修正可得，由于轉輪直徑未知，為知，可先估算效率修正值55，限制工況下的模型水輪機的效率為810，81055865。MMD1891MH/98QN3/2R1R86509731270/98/2根據水輪機轉輪直徑模型水輪機尺寸系列的規(guī)定，由上述計算出的轉輪直徑，選用比計算值稍大的轉輪直徑值。D190M2）選擇水輪機的轉速N5690R/MIN110/DNAV09/5230水輪機的轉速一般采用發(fā)電機的標準轉速，選擇與上述計算值相近的發(fā)電機標準轉速N60R/MIN，磁極對數(shù)P50。3）效率及單位參數(shù)的修正105MAXMAX/7031HDMM046M,30M,90M,H1397M,代入上式可求得M1DH16MAXMAX葉片在不同轉角時的可由模型綜合特性曲線查得，從而可求出相應M值的原型水輪機的最高效率MAX當選用效率的制造工藝影響修正值1，即可計算出不同轉角時效率修0正值，其結果如下表51水輪機效率的修正葉片轉角1050510152023MAXM876885891884873859833790AX922927931926920911895868MAXM46424043475262783632303337425268ZZ560水輪機最優(yōu)工況的模型效率為890，由于最優(yōu)工況接近于MAXM0等轉角線，故采用30作為修正值，從而原型最高效率為0089030920M0限制工況的810，2000L/S，則2025，由內插得58，MM0M1Q00從而該工況下原型水輪機效率8105886800與假定值865相近。4）單位轉速、單位流量的修正N1N10M（1）MAXMA/Q1Q10M（1）式中N10M模型水輪機最優(yōu)工況下的轉速值（R/MIN）。Q10M模型水輪機最優(yōu)工況下的流量值（M/S）。N1/N10M1129AXMA/86/092Q1/Q10M1129M所以單位轉速、單位流量均可不加修正。由此可見，以上選用的D190M，N60R/MIN是正確的。5）水輪機的流量Q1MAX195M/SR21RH89/N8609713981/7032則水輪機最大引用流量為QMAXQ1MAXD121959259036M/SR電站機組臺數(shù)為4臺，所以，電站最大引用流量為4QMAX459036236144M/S6）工作范圍檢驗與特征水頭HMIN、HMAX、HMIN、HR對應的單位轉速為N1MAXND1/609/21864R/MINMIN16N1MINND1/609/11566R/MINAX82N1RND1/609/14448R/MINR973在ZZ560水輪機模型綜合特性曲線上繪出Q1MAX195M/S，N1MAX21864R/MIN，N1MIN11566R/MIN的直線，其所圍的區(qū)域為水輪機的工作區(qū)域，圖中陰影部分包括了該特性區(qū)域的大部分高效區(qū)域。7）吸出高度HSHS10/900H式中水輪機安裝高程（M），取644M。氣蝕系數(shù)，由水輪機的設計工況參數(shù)N1R14448R/MIN，Q1M195M/S查ZZ560水輪機模型綜合特性曲線可得，取075。氣蝕系數(shù)修正值，取006HS10/900H10644/90007500613971394MHL310型水輪機方案的主要參數(shù)選擇1）轉輪直徑D1D1H/98QN3/2R1R式中NR水輪發(fā)電機額定出力（KW）NR675/096703萬KWHR設計水頭（M），取1397M。設計流量（M/S），它是限制工況下的Q1P值，查表36得14001QL/S14M/S。原型水輪機的效率（），由限制工況下的模型水輪機的效率修正可得，由于轉輪直徑未知，為知，可先估算效率修正值55，限制工況下的模型水輪機的效率為826，82644870。MMD11062MH/98QN3/2R1R870931470/98/2根據水輪機轉輪直徑模型水輪機尺寸系列的規(guī)定，由上述計算出的轉輪直徑，選用比計算值稍大的轉輪直徑值。D1120M2）選擇水輪機的轉速N查表34得HL310型水輪機在最優(yōu)工況下單位轉速，初步MIN/3810RNM假定，將已知的和H1552M，D112M代入下式得10NM10AV2899R/MIN10/DAV2/5138水輪機的轉速一般采用發(fā)電機的標準轉速，選擇與上述計算值相近的發(fā)電機標準轉速N60R/MIN。3）效率及單位參數(shù)的修正查表36得HL310型水輪機在最優(yōu)工況下模型效率為896，模型轉MAXM輪直徑為039M根據式314得M1D，則效率修正值8941230689155MAXMAXM94889652，考慮到模型與原型水輪機在制造工藝質量上的差異，常在已求的值中在減去一個修正值?，F(xiàn)取10，則可得到效率修正值42，由此可得原型水輪機在最優(yōu)工況下和限制工況下效率為862468939MAXAXM與假設值相近。4）單位轉速、單位流量的修正N1N10M（1）MAXMA/Q1Q10M（1）式中N10M模型水輪機最優(yōu)工況下的轉速值（R/MIN）。Q10M模型水輪機最優(yōu)工況下的流量值（M/S）。N1/N10M123MAXMA/1689/3Q1/Q10M123XMA/9所以單位轉速、單位流量均可不加修正。由此可見，原假定的866，Q1Q10M，N1N10M是正確的，那么上述計算及選用的結果D1120M，N60R/MIN是正確的。5）水輪機的流量Q1MAX1101MR21RH89/N68973289/703/SN的形式。MABNMABFN8,13,0,6,04TA5TA5712,30200取則,符合要求算725183AN繪制曲線IF（M/S）MAXQ12吸出高度HS（M）139/13高效區(qū)占有率很多很少圖55蝸殼斷面計表53蝸殼漸變段內徑數(shù)據表AIMNBIFIIRI860003130009658180147575252625118757744144313756452251075603311241275537518759625452384311754315853214599107532251125737521083939752150075625120422487510750375512550193775中間斷面頂角點，底角點變化規(guī)律采用直線變化規(guī)律，各中間斷面面積FI與其包角關系為，則做出曲線IIIF0RF020406080100120140160180200681012141618RM轉角度圖56蝸殼斷面計算RF曲線可在曲線上查得45，R1011MA336MM252M90，R1202MA527MM395M135，R1352MA677MM508M180，R1475MA8MM6M4）尾水管尺寸主要參數(shù)選擇尾水管尺寸按模型尺寸放大，則H1915D11724M，L35D1315M，H511D199M，H6055D1495M，D499M，H499，D199M,B522D1198M，L11417D112753M5）尾水管出口上翹出口擴散段底板向上傾斜，出口處較尾水管底面高2M，則傾斜角。實驗證明，這種變動對尾水24602759ARCTN管性能影響不大。6）尾水管不對稱布置出口段的中心線向蝸殼進口側偏心布置，108偏心距為23M。54發(fā)電機的選擇與尺寸估算NRG675萬KWNR60R/MINN80120NRG5481萬KWN90110NR5466R/MIN查現(xiàn)有發(fā)電機型號及主要參數(shù)表得，沒有現(xiàn)成的機型可以套用。541水輪機發(fā)電機主要尺寸估算1、極距CMPSKF84750291/44SF發(fā)電機額定客量（KVA），SFNFCOS67500/08579412KVAKJ系數(shù)，一般取810此時取9P磁極對數(shù)P502、定子內徑DI2P/250/314478152229CM3、定子鐵芯長度LTCMNCISLEF231460291507462C系數(shù)，查表得C410665106取C50106NE額定轉速60R/MINDI定子內徑（MM）4、定子鐵芯外徑DA（機座號）NE652R/MIN20000KVAD2D124M202047CM3、轉子外徑D3D3DI152229CM4、下機架最大跨度D4水輪機機坑直徑D5轉輪直徑9000MM查表得D51200CM，則D4D50061200601260CM5、推力軸承外徑D6和勵磁機外徑D7SF79412KVA查表得D6400CMD7300CM543發(fā)電機外形軸向尺寸計算1、定子機座高度H1NE005可知采用全傘式發(fā)電機則上機架高度H2010DI01015222915223CM3、推力軸承高度勵磁機高度H4和永磁機高度H6，副勵磁機H5H4240CMH5100CMH680CM4、下機架高度采用全傘式機架H7020DI0215222930446CM5、定子支座支承面至下機架支承面或下?lián)躏L板之間的距離H8傘式承載機架H8025DI02515222938057CM6、轉子磁軛軸向高度H10無風扇時H10LT60114236017423CM7、下機架支承面主主軸法蘭底面距離H97001500MM這里取H9100CM8、發(fā)電機主軸高度H11H11（0709）H其中HH1H2H9H7132263CMH110709H070913226392584119037CM，取1000CM9、定子鐵芯水平中心線至法蘭盤底面距H12H12046H1H04626983174