1、 某水電站廠房初步設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 水利水電(2)班 指導(dǎo)教師： 二一三年九月二十七日目 錄第一章 工程概況1第二章 有關(guān)設(shè)計(jì)資料22.1 廠區(qū)地形和地質(zhì)條件22.2 水電站尾水位22.3 對外交通22.4 地震烈度2第三章 水輪機(jī)型號及主要參數(shù)選擇33.1 水輪機(jī)型號選擇33.2 主軸及蝸殼形式選擇33.3 HL220型水輪機(jī)方案的主要參數(shù)選擇33.4 兩種方案的比較分析6第四章 機(jī)電設(shè)備74.1 水輪機(jī)74.2 調(diào)速器（自動調(diào)速器）74.3 發(fā)電機(jī)84.4 蝶閥94.5 橋式起重機(jī)9第五章 電氣主結(jié)線及電氣設(shè)備布置：10第六章 主要控制高程的確定116.1 水輪

2、機(jī)的吸出高度和安裝高程116.2 水輪機(jī)層的地面高程116.3 尾水設(shè)計(jì)及相關(guān)高程116.4 吊車軌頂高程136.5 廠房天花板高程和廠房頂高程13第七章 主廠房的布置設(shè)計(jì)147.1 機(jī)組的布置方式147.2 廠房下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和布置147.3 主廠房的長度和寬度147.4 安裝間的布置167.5 主廠房內(nèi)機(jī)電設(shè)備布置及交通運(yùn)輸16第八章 副廠房的布置設(shè)計(jì)178.1 中央控制室178.2 高壓開關(guān)室178.3 廠用設(shè)備的布置188.4 樓梯188.5 廠變和工具間188.6 值班室和休息室188.7 調(diào)度室和通訊室188.8 衛(wèi)生間18第九章 水電站樞紐布置199.1 廠房199.2 主變壓器

3、場199.3 引水道199.4 壓力鋼管199.5 尾水道199.6 對外交通19第十章 開挖量的計(jì)算20第十一章 分析與總結(jié)2311.1 問題分析2311.2 課設(shè)感受24參考文獻(xiàn)25附圖1：水輪機(jī)機(jī)組平面示意圖26附圖2：水輪發(fā)電機(jī)組剖面圖BB27附圖3：水輪發(fā)電機(jī)組橫剖面圖AA28附圖4：HL220型水輪機(jī)綜合特性曲線圖29第一章 工程概況本電站是一座引水式徑流開發(fā)的水電站。攔河壩的壩型為5.5米高的砌石滾水壩，在河流右岸開挖一條356米長的引水渠道，獲得平均靜水頭57.0米，最小水頭50m，最大水頭65m。電站設(shè)計(jì)引用流量7.2立方米每秒，渠道采用梯形斷面，邊坡為1：1，底寬3.5米，

4、水深1.8米，縱坡1：2500，糙率0.275，渠內(nèi)流速按0.755米每秒設(shè)計(jì)，渠道超高0.5米。在渠末建一壓力前池，按地形和地質(zhì)條件，將前池布置成略呈曲線形。池底縱坡為1：10。通過計(jì)算得壓力前池有效容積約320立方米。大約可以滿足一臺機(jī)組啟動運(yùn)行三分鐘以上，壓力前池內(nèi)設(shè)有工作閘門、攔污柵、沉砂池和溢水堰等。本電站采用兩根直徑1.2米的主壓力鋼管，鋼管由壓力前池引出直至下鎮(zhèn)墩各長約110米，在廠房前的下鎮(zhèn)墩內(nèi)經(jīng)分叉引入四臺機(jī)組，支管直徑經(jīng)計(jì)算采用直徑0.9米。鋼管露天敷設(shè)，支墩采用混凝土支墩。支承包角120度，電站廠房采用地面式廠房。第二章 有關(guān)設(shè)計(jì)資料2.1 廠區(qū)地形和地質(zhì)條件水電站廠址及

5、附近經(jīng)地質(zhì)工作后，認(rèn)為山坡坡度約30度左右，下部較緩。沿山坡為坡積粘土和崩積滾石覆蓋，厚度約1.5米。并夾有風(fēng)化未透的碎塊石，山腳可能較厚，估計(jì)深度約22.5米。以下為強(qiáng)風(fēng)化和半風(fēng)化石英班巖，廠房基礎(chǔ)開挖至設(shè)計(jì)高程可能有弱風(fēng)化巖石，作為小型水電站的廠址地質(zhì)條件還是可以的。2.2 水電站尾水位廠址一般水位10.0米。廠址調(diào)查洪水痕跡水位18.42米。2.3 對外交通廠房主要對外交通道為河流右岸的簡易公路，然后進(jìn)入國家主要交通道。2.4 地震烈度本地區(qū)地震烈度為六度，故設(shè)計(jì)時不考慮地震影響。第三章 水輪機(jī)型號及主要參數(shù)選擇本水電站的最大水頭Hmax=65m，最小水頭Hmin=50m，平均水頭Hav

6、=57.0m；水輪機(jī)的裝機(jī)容量Ny=3380kW，裝機(jī)臺數(shù)4臺，單機(jī)容量Ny1=845kW。對于引水式電站，設(shè)計(jì)水頭Hr=Hav=57m。電站設(shè)計(jì)引用流量QP=7.2m3/s，單機(jī)引用流量QP1=1.8m3/s。3.1 水輪機(jī)型號選擇根據(jù)該水電站的水頭變化范圍5065m，查水電站（第四版），河海大學(xué)，劉啟釗主編P79表3-6水輪機(jī)系列型譜中查出合適的機(jī)型有HL220、HL230。3.2 主軸及蝸殼形式選擇3.2.1 主軸本電站為小型引水式電站，引用流量小，為減少廠房的開挖量及高度，采用臥軸式。3.2.2 蝸殼本電站為小型引水式電站，引用水頭較高，因此采用金屬蝸殼為宜。通常情況下，金屬蝸殼斷面為

7、圓形，包角。本設(shè)計(jì)中也是如此。3.3 HL220型水輪機(jī)方案的主要參數(shù)選擇3.3.1 轉(zhuǎn)輪直徑D1計(jì)算查水電站（第四版），河海大學(xué)，劉啟釗主編P79表3-6可得HL220型水輪機(jī)在限制工況下：單位流量，效率。由此可初步假定原型水輪機(jī)在該工況下的單位流量，效率假設(shè)為89.15%。轉(zhuǎn)輪直徑D1按下式計(jì)算：（3-1）式中Nr水輪機(jī)的額定出力，845kW；Hr水輪機(jī)的設(shè)計(jì)水頭，對于引水式水電站取為平均水頭，57.0m；原型水輪機(jī)單位流量，初步假定；與相應(yīng)的原型效率，假設(shè)為89.15%。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，D1=0.44m，選擇與之相近且偏大的輪轉(zhuǎn)標(biāo)稱直徑D1=0.5m。3.3.2 轉(zhuǎn)速n的計(jì)算查水電站（第四

8、版），河海大學(xué)，劉啟釗主編P79表3-6可得HL220型水輪機(jī)模型在最優(yōu)工況下的單位轉(zhuǎn)速=70.0r/min。水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速n按下式計(jì)算：（3-2）式中原型水輪機(jī)最優(yōu)工況下單位轉(zhuǎn)速，初步假定=70r/min；Hav水輪機(jī)的平均水頭，57.0m；D1水輪機(jī)的輪轉(zhuǎn)直徑，由3.2.1計(jì)算可得，0.5m。由式（3-2）得，n=1057r/min，若選擇的偏大同步轉(zhuǎn)速的1500r/min，則相差太大，不宜。故選用與之接近而偏小的同步轉(zhuǎn)速1000r/min。3.3.3 效率及單位參數(shù)修正查水電站（第四版），河海大學(xué)，劉啟釗主編P79表3-6可得HL220型水輪機(jī)模型最高效率Mmax=91.0%，模型的轉(zhuǎn)輪直

9、徑D1M=0.46m。對于混流式水輪機(jī)，當(dāng)水頭H<150m時，原型效率按下式計(jì)算：（3-3）效率修正值為，則原型的效率為：（3-4）按下式判定是否對單位轉(zhuǎn)速進(jìn)行修正：（3-5）由式（3-5）可知，此時單位轉(zhuǎn)速可不加修正，同時，單位流量也可不加修正。由上可見，原假定的是正確的，那么上述計(jì)算及選用的結(jié)果D1=0.5m、n=1000r/min也是正確的。3.3.4 工作范圍的檢查水輪機(jī)在Hr、Nr下工作時，其（3-6）則水輪機(jī)的最大引用流量為（3-7）與特征水頭Hmax、Hmin和Hr相對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速為（3-8）在HL220型水輪機(jī)模型綜合特性曲線圖上分別繪出、的直線，如附圖4所示，由這三根直

10、線所圍成的水輪機(jī)工作范圍基本并末包含該特性曲線的高效率區(qū)。但是考慮到修改轉(zhuǎn)輪直徑對其工作范圍影響不太，若修改其同步轉(zhuǎn)速使之達(dá)到1500r/min，則估算其單位轉(zhuǎn)速可達(dá)100-110 r/min，更加偏離高效率區(qū)。因此，對于HL220型水輪機(jī)方案，所選定的參數(shù)D1=0.5m和n=1000r/min是合理的。3.3.5 吸出高度的HS計(jì)算由水輪機(jī)的設(shè)計(jì)工況參數(shù)，在曲線圖上查得相應(yīng)的氣蝕系數(shù)約為 =0.104，氣蝕系數(shù)修正值0.022（當(dāng)HP57.0米時）。可按下式計(jì)算水輪機(jī)的吸出高度：(3-9)式中水輪安裝位置的海拔高程，本設(shè)計(jì)取為下游水位一般水位10.0m；模型氣蝕系數(shù)，0.104；氣蝕修正系數(shù)

11、，0.022；水輪機(jī)水頭，本設(shè)計(jì)取為設(shè)計(jì)水頭57.0m。計(jì)算式（3-9）得，水輪機(jī)的吸出高度HS=2.81m。3.3.6 飛逸轉(zhuǎn)速nf的計(jì)算（3-10）式中模型最大可能開度的單位飛逸轉(zhuǎn)速，133r/min；Hmax水輪機(jī)最大水頭，65m。3.4 兩種方案的比較分析為了便于比較分析，現(xiàn)將兩種方案（HL230型水輪機(jī)方案的主要參數(shù)選擇，引用他人計(jì)算成果）的有關(guān)參數(shù)列入表3-1中：表3-1水輪機(jī)方案參數(shù)對照表序號項(xiàng)目HL220HL2301模型轉(zhuǎn)輪參數(shù)推薦使用的水頭范圍（m）508535652最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速n'10(r/min)70.0713最優(yōu)單位流量Q'10(L/s)10009134

12、最高效率hMmax(%)9190.75氣蝕系數(shù)s0.1040.176原型水輪機(jī)參數(shù)工作水頭范圍（m）506550657轉(zhuǎn)輪直徑D1(m)0.50.58轉(zhuǎn)速n(r/min)100010009最高效率hmax(%)0.91150.910910額定出力Nr（kW）84584511最大引用流量Qmax（m3/s）1.6951.76512吸出高度HS(m)2.810.299由表3-1可見，兩種機(jī)型方案的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑D1相同，均為0.5m,。但HL220型水輪機(jī)方案的工作范圍包含了較多的高效率區(qū)域，運(yùn)行效率較高，氣蝕系數(shù)較小，安裝高程較高，有利于提高年發(fā)電量和減小電站廠房的開挖量。故選擇HL220 型水

13、輪機(jī)方案，即：選定水輪的型號為HL220WJ50。第四章 機(jī)電設(shè)備4.1 水輪機(jī)對機(jī)組轉(zhuǎn)輪的直徑小于1m、吸出高度為正值的水輪機(jī)，常采用臥軸裝置，以降低廠房高度。而且臥式機(jī)組的安裝、檢修及運(yùn)行維護(hù)也方便。由上述水輪機(jī)的參數(shù)計(jì)算以及水電站的類型可以確定水輪機(jī)裝置方式采用臥軸式，水輪的型號為HL220WJ50。臺數(shù)：四臺；重量：7000Kg；型號：HL702(220)WJ50；參考價(jià)格：22000元/臺；額定轉(zhuǎn)速：n1000n/min設(shè)計(jì)水頭：HP57.0m；設(shè)計(jì)流量：QP1.8m3/s；額定出力：N845KW；4.2 調(diào)速器（自動調(diào)速器）調(diào)速器一般由調(diào)速柜、接力器、油壓裝置三部分組成。中小型調(diào)速

14、器的調(diào)速柜、接力器和油壓裝置組合在一起，稱為組合式；大型調(diào)速器分開設(shè)置，稱為分離式。中小型調(diào)速器是根據(jù)計(jì)算水輪機(jī)所需的調(diào)速功A查調(diào)速器系列型譜表來選擇的。反擊式水輪機(jī)的調(diào)速功A（Nm）的經(jīng)驗(yàn)公式： Q為最大水頭下額定出力時的流量為=1.33。故本設(shè)計(jì)選用中小型調(diào)速器，油壓裝置與調(diào)速器組合在一起，根據(jù)調(diào)速器系列型譜表選用自動調(diào)速器，型號為XT300。型號：XT-300；臺數(shù)：四臺；接力器全行程：150mm；接力器全行程時間：1.55s；外形尺寸：長×寬×高（mm）1635×1000×1785；重量：1081Kg；參考價(jià)格：20000元；4.3 發(fā)電機(jī)選擇與

15、水輪機(jī)單機(jī)容量相匹配的發(fā)電機(jī)，型號為SFW118/44-6。發(fā)電機(jī)主要參數(shù)，如下所示：臺數(shù)：四臺；型號：SFW118/44-6；額定功率：800KW；額定電壓：6300V；發(fā)電機(jī)總重：6500Kg；cos0.8；額定轉(zhuǎn)速：n=1000n/min；飛逸轉(zhuǎn)速：np1800n/min；外形尺寸：長×寬×高（mm）3190×1530×1500；參考價(jià)格：65000元/臺；4.4 蝶閥 快速閥門有：平板閥、蝴蝶閥、球閥。本設(shè)計(jì)根據(jù)水頭和輸水要求采用蝴蝶閥，蝶閥由閥殼和閥體組成，具體參數(shù)如下圖4-1所示：0.8m手電動操作；重量：閥體340Kg；活門:277Kg；啟

16、閉方式：電動操作；主要尺寸：a=1730mm；b=880mm；c=350mm；d=850mm；e=470mm。圖4-1立式蝴蝶閥外形示意圖4.5 橋式起重機(jī)水電站必不可少起重設(shè)備，安裝、檢修等都需要起重設(shè)備，本設(shè)計(jì)采用洛陽市洛北起重設(shè)備廠生產(chǎn)的SDQ手動單梁起重機(jī)，具體參數(shù)如下：型號：SDQ手動單梁起重機(jī)； 臺數(shù)：一臺；起重量：10000千克；跨度：11.0米。第五章 電氣主結(jié)線及電氣設(shè)備布置：電站采用單母線分段接線，1號和2號發(fā)電機(jī)組的出線經(jīng)高壓開關(guān)接至6.3KV母線為一組。另一組由3號和4號發(fā)電機(jī)組組成。每一組各自通過主變接入35KV高壓母線，二段母線之間用高壓開關(guān)連接，廠用電由發(fā)電機(jī)母線

17、經(jīng)變壓器送至380V母線。根據(jù)電站主結(jié)線，水電站內(nèi)應(yīng)布置下列配電設(shè)備：高壓開關(guān)柜共13只，其中：1、2、3、4發(fā)電機(jī)開關(guān)柜共4只，6.3KV母線聯(lián)絡(luò)柜2只；主變開關(guān)柜4只；近區(qū)用電柜1只；廠用高壓柜1只；備用1只。如圖5-1所示：開關(guān)柜尺寸：長×寬×高1.2×1.2×3.2米。低壓控制盤7面；直流盤1面；同期盤一面；低壓繼保盤7面；勵磁盤4面；機(jī)旁盤4面。表盤尺寸：寬90cm，厚60cm，高210240cm。主變兩臺：型號：SJ6-3200/35/6.3KV y/-11。每臺總重量：8770Kg，外形尺寸：長×寬×高2790×

18、;2825×2815mm。廠變一臺：型號：SJ30/6.3/0.4KV y/y-12?？傊亓浚?12Kg；外形尺寸：長×寬×高：975×408×930mm。變電站面積（主變壓器場和高壓開關(guān)站）：25×20m。圖5-1電站主結(jié)線圖第六章 主要控制高程的確定6.1 水輪機(jī)的吸出高度和安裝高程由3.3.5可知，水輪機(jī)的吸出高度HS =1.15m。臥軸混流式水輪機(jī)的安裝高程，即主軸中心線的位置高程，按式(6-1)計(jì)算：(6-1)式中設(shè)計(jì)尾水位，10.0m；Hs水輪機(jī)的吸出高度，2.81m；D1水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑，0.5m。由上式計(jì)算得水輪機(jī)

19、的安裝高程Zs=12.56m。6.2 水輪機(jī)層的地面高程由附圖2：水輪發(fā)電機(jī)組剖面圖B-B和附圖3：水輪發(fā)電機(jī)組橫剖面圖A-A可知，水輪機(jī)主軸中心線到水輪機(jī)地面高程的距離為750mm，那么水輪機(jī)地面高程為11.81m。6.3 尾水設(shè)計(jì)及相關(guān)高程6.3.1 尾水管設(shè)計(jì)圖6-1尾水管尺寸示意圖本電站為小型電站，為減少開挖量，尾水管采用彎錐形，如附圖3所示。尾水管直錐段某些部位尺寸如圖3-1所示，計(jì)算如下：尾水管直錐段進(jìn)口寬度D3=D1+1.0cm=50+1.0=51.0cm=0.51m；直錐段長度L=4D3=4×0.51=2.04m；尾水管出口到底板距離h=1.5D3=1.5×

20、0.51=0.765m，取0.8m；圓錐角q=14o，半圓錐角q/2=7o尾水管出口寬度D4=，圓錐角稍作改動，取為1.0m； b=1.2D3=1.2×0.51=0.612m，c=0.85D3=0.85×0.51=0.434m；尾水管出口高程=11.81-2.04=9.77m。由于本水電站的最低尾水位為10.0m，所以淹沒深度為0.23m，且一般小型水電站尾水管出口應(yīng)有0.51m的淹沒深度，且降低尾水室頂部高程，與蝶閥坑相互錯開，以利于布置，所以，在尾水管出口加長一段圓管，長度為0.50m。那么尾水管出口高程為9.77-0.5=9.27m。尾水管底板高程=尾水管出口高程-h

21、=9.27-0.80=8.47m。取底板厚度為0.5m，那么基礎(chǔ)開挖高程為8.47-0.5=7.97m。6.3.2 尾水室設(shè)計(jì) 求出c=0.434，b=0.612，所以尾水室的寬度為B=0.612+0.612+1.0=2.22m。該水電站的設(shè)計(jì)引水流量7.2立方米每秒，并且由于有4個水輪機(jī)所以，尾水室的流量，經(jīng)濟(jì)流速，。所以該尾水室的寬度取2.3m，高度取1.3m。6.3.3 尾水渠設(shè)計(jì)尾水渠的流量，經(jīng)濟(jì)流速，。所以該尾水渠的寬度取2.3m，高度取1.3m。每臺機(jī)組設(shè)置單獨(dú)的平板尾水閘門，尺寸：2.5m×2.0m。6.4 吊車軌頂高程本水電站為臥式機(jī)組，各部分組件吊裝相對獨(dú)立，不會互

22、相干擾。各組件從安裝間起吊，近直線地到達(dá)預(yù)定安裝位置。裝機(jī)順序由遠(yuǎn)及近、由大到小依次安裝。本來最大吊運(yùn)部件為2m×2m，根據(jù)廠房設(shè)備的起吊情況，選擇洛陽市洛北起重設(shè)備廠生產(chǎn)的SQD手動單梁起重機(jī)。吊車軌頂高程按下式計(jì)算：（6-2） 式中，水輪機(jī)地面高程，11.81m；h7地面以上固定機(jī)組最大部件高度，為水輪機(jī)部分，1.3m；h8吊運(yùn)部件與固定的機(jī)組或設(shè)備間的垂直凈距，0.8m；h9最大吊運(yùn)部件的高度，蝸殼，2.0m；h10吊運(yùn)部件與吊鉤之間的距離，1.2m；h11主鉤最高位置至軌頂面距離，可從起重機(jī)參數(shù)表查出，0.61m。由式（6-2）計(jì)算可得， 17.72m。為取 18.00m6.

23、5 廠房天花板高程和廠房頂高程為了檢修吊車和布置燈具，需在小車頂端到廠房天花板或屋頂大梁底面之間，留出至少0.3m的安全高度。吊車在軌頂以上的高度由吊車規(guī)格決定。天花板高度=吊車軌頂高程+吊車在軌頂以上的高度+安全超高綜合考慮，廠房天花板高程定為19.00m。第七章 主廠房的布置設(shè)計(jì)7.1 機(jī)組的布置方式本電站裝機(jī)臺數(shù)為4臺，機(jī)組臺數(shù)較多，因此采用機(jī)組軸線與廠房縱軸線垂直的布置方式。其優(yōu)點(diǎn)是：機(jī)組間距小，岔管較短，分岔角較小。缺點(diǎn)是廠房寬度增大，尾水渠在發(fā)電機(jī)支座下通過，使尾水渠頂板上的荷載加大。7.2 廠房下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和布置臥式機(jī)組廠房下部結(jié)構(gòu)比較簡單，僅布置有尾水室和蝶閥坑等。7.2.1

24、 尾水室參照6.3內(nèi)容；7.2.2 蝶閥坑高度和寬度 查小型水電站中冊，對于臥式機(jī)組不必設(shè)置貫通全廠的主閥廊道，單個設(shè)置主閥坑即可。主閥坑應(yīng)便于主閥的安裝、檢修和操作,操作主閥一側(cè)的空間應(yīng)不小于1m，對于側(cè)主閥外廓與坑壁的距離不小于0.8m。廠內(nèi)有吊車時，應(yīng)將主閥布置在吊車工作范圍之內(nèi)。蝴蝶閥主要尺寸：a=1730mm；b=880mm；c=350mm；d=850mm；e=470mm。（可查圖4-1立式蝴蝶閥外形示意圖）所以，蝶閥坑長度=d+1000+800=2650mm=2.65m 蝶閥坑寬度=e+1000+800=2270mm=2.27m 蝶閥坑高度=1730+1000=2730mm=2.7

25、3m7.3 主廠房的長度和寬度7.3.1 機(jī)組間距機(jī)組的布置方式：機(jī)組的布置方式對確定廠房輪廓尺寸有較大的影響。其布置方式有縱向布置、橫向布置和斜向布置三種。本設(shè)計(jì)廠房中的機(jī)組布置采用橫向布置，機(jī)組等距離布置。臥式機(jī)組廠房尺寸的原則有：1、機(jī)組間距應(yīng)滿足兩點(diǎn)：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝、檢修時能抽出和套入；設(shè)備外廓之間的距離，一般為2m左右?？繖C(jī)組設(shè)備外端與側(cè)墻的距離，同樣滿足上述要求。2、電氣屏柜與設(shè)備之間的距離，對于有吊車的廠房，一般不宜小于1.5m?？刂破?、動力屏后端離墻應(yīng)有0.81.0m的距離。3、當(dāng)廠內(nèi)設(shè)有主閥時，應(yīng)設(shè)主閥坑，上下游側(cè)與壓力鋼管連接的法蘭面與墻的距離，一般不應(yīng)小于0.3m。4、安

26、裝間的面積，應(yīng)滿足一臺機(jī)組擴(kuò)大性檢修的需要，一般可取為一個機(jī)組段長度的1.01.3倍，視機(jī)組容量和臺數(shù)而定。5、當(dāng)廠內(nèi)設(shè)有吊車時，確定廠房寬度應(yīng)考慮到吊車的標(biāo)準(zhǔn)跨度要求。根據(jù)以上原則確定：機(jī)組間距取5.5m7.3.2 邊機(jī)組段長度與安裝間相鄰的邊機(jī)組長度，必須滿足發(fā)電機(jī)層設(shè)備布置要求，下部塊體結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)考慮蝸殼外圍或尾水管邊墻的混凝土厚度0.8m以上，而與安裝間相對一端邊機(jī)組段長度，除滿足設(shè)備布置外，為了保證邊機(jī)組在吊橋工作范圍以內(nèi)，則，其中J為吊橋主鉤至橋吊外側(cè)的距離，x為吊車梁末端擋車板的長度，x一般為0.40.9m。由此取邊機(jī)距離墻壁的長度=4.0m，=4.83m。7.3.3 安裝間的長

27、度安裝間的長度當(dāng)機(jī)組臺數(shù)不超過46臺時，可按檢修一臺機(jī)組時能放置四大部件并留有做夠的工作通道來確定。初步設(shè)計(jì)時，可采用=(1.01.5) ，故取安裝間的長度為7.83m。7.3.4 主廠房的總長度當(dāng)、確定后，則主廠房的總長度為：廠房周邊的墻體采用的厚度為0.37m。柱子的尺寸為m。7.3.5 廠房的寬度主廠房的寬度應(yīng)從廠房上部和下部結(jié)構(gòu)的不同因素來考慮。上部寬度取決于吊車的跨度，發(fā)電機(jī)尺寸、最大部件的吊運(yùn)方式、輔助設(shè)備的布置與運(yùn)行方式等條件。廠房下部寬度取決于蝸殼和尾水管的尺寸。根據(jù)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組橫剖面圖AA得機(jī)組總廠約為6m，并考慮廠內(nèi)交通及100000千克吊車的標(biāo)準(zhǔn)跨度為11m和保證能套入

28、和抽出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，墻體寬度等因素，定出廠房的寬度為12m。7.4 安裝間的布置7.4.1 安裝間的位置安裝間一般均布置在主廠房有對外道路的一端，高程和主廠房高程一至。對外交通通道必須直達(dá)安裝間，車輛直接駛?cè)氚惭b間以便利用廠房橋吊卸貨。水電站對外交通運(yùn)輸?shù)缆房梢允氰F路、公路、或水路。對于中小型水電對外交通運(yùn)輸?shù)缆氛静捎霉贰?.4.2 安裝間的尺寸安裝間與主廠房同寬以便橋吊通行，所以安裝間的面積就決定了它的長度。安裝間的面積可按一臺機(jī)組擴(kuò)大性檢修的需要確定，一般考慮放置四大部件，即發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)上機(jī)架、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、水輪機(jī)頂蓋。四大部件要布置在主鉤的工作范圍內(nèi)，其中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)全部置于主鉤起吊

29、范圍內(nèi)。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪周圍要留有12m的工作場地。7.4.3 安裝間的布置安裝間內(nèi)要安排運(yùn)貨車的停車位置主變壓器有時也要在安裝間進(jìn)行檢修，這時要考慮主變壓器運(yùn)入的方式及停車點(diǎn)。主變壓器大修時常需吊芯檢修，在安裝間上設(shè)尺寸相同的變壓器坑。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子放在安裝間上時主軸要穿過地板，地板上在相應(yīng)位置要設(shè)大軸孔，下要設(shè)大軸承臺，并預(yù)埋底腳螺栓。安裝間大門尺寸選用4.4m×4.2m。7.5 主廠房內(nèi)機(jī)電設(shè)備布置及交通運(yùn)輸7.5.1 主廠房內(nèi)機(jī)電設(shè)備的布置主廠房內(nèi)的機(jī)電設(shè)備主要的有水輪發(fā)電機(jī)組及其輔助附屬設(shè)備（調(diào)速器、勵磁盤及機(jī)旁盤），蝴蝶閥等。機(jī)組及其輔助附屬設(shè)備：調(diào)速器布置在發(fā)電機(jī)房，

30、四周均留有大于1.0m寬的空間，以便于操作維修。調(diào)速器緊鄰發(fā)電機(jī)，以縮短管路和運(yùn)行操作方便。勵磁盤與機(jī)旁盤裝置在距離墻壁0.8m處。7.5.2 吊物孔水電站廠房只在發(fā)電機(jī)層設(shè)有吊車，其他層如水輪機(jī)層的一些小型設(shè)備需要檢修時，要將其吊運(yùn)到發(fā)電機(jī)層的安裝場，這就需要在發(fā)電機(jī)層的樓板上設(shè)置吊物孔，用于起吊發(fā)電機(jī)層以下幾層的一些小型設(shè)備。孔尺寸為2.2m×1.6m的吊物孔，蓋有承重蓋板。第八章 副廠房的布置設(shè)計(jì)副廠房：應(yīng)緊靠主廠房，基本上布置在主廠房的上游側(cè)，下游側(cè)和端部，可集中一處，也可分兩處布置，本設(shè)計(jì)布置在主廠房的上游側(cè)。副廠房的組成、面積和內(nèi)部布置取決于電站裝機(jī)容量、機(jī)組臺數(shù)、電站在

31、電力系統(tǒng)中的作用等因素。8.1 中央控制室中控室是為了集中地對整座電站發(fā)電、配電、變電設(shè)備以及下游水位、流量進(jìn)行監(jiān)視和控制而集中布置各種控制儀表的專門房間。其中布置有各種指示盤、同步盤、記錄盤等控制盤、直流盤、保護(hù)盤和信號盤等，它是電站的神經(jīng)中樞。中控室應(yīng)盡量靠近主機(jī)房，交通方便。同時與開關(guān)站之間有方便通道聯(lián)系。引水式廠房中央控制室應(yīng)盡量靠近主機(jī)房和開關(guān)站之間，并靠近機(jī)組。一般也常布置在主廠房的一端，此時應(yīng)結(jié)合裝機(jī)順序?qū)Τ跗诎l(fā)電和分歧過度的各種電纜、維護(hù)通道等進(jìn)行統(tǒng)盤考慮，以保證中控室的安全運(yùn)行。中控室的凈高度一般為44.5m.。中控室和發(fā)電機(jī)層之間最好用玻璃做成隔音墻。中控室下層應(yīng)設(shè)電纜層或

32、電纜夾層，凈高度一般不小于2m，也不宜大于2.5m。中控室附近應(yīng)設(shè)置交接班室、值班室及衛(wèi)生間等。中控室的長為10m，寬為6m，中控室內(nèi)放置7面保護(hù)屏，7面控制屏，3面廠用屏，3面直流屏，外形尺寸均為（cm）60，并設(shè)置一個工作臺。中控制的凈高取3.9m 。8.2 高壓開關(guān)室發(fā)電機(jī)低壓配電設(shè)備是指發(fā)電機(jī)引出線至主變壓器升壓前的低壓配電設(shè)備。位于發(fā)電機(jī)和主變壓器之間，并盡可能縮短其距離。發(fā)電機(jī)低壓配電設(shè)備通常布置于成套的開關(guān)柜中，其副廠房稱為高壓開關(guān)室。高壓開關(guān)室，當(dāng)其長度超過7米時，應(yīng)設(shè)兩個向外開的門出口，通向其他房間或室外。不應(yīng)布置在廁所、浴室的下面。高壓開關(guān)室長為10m，寬為6m，里面放置1

33、3個高壓開關(guān)柜，將開關(guān)柜設(shè)置成兩排，中間的維護(hù)通道為1m，尺寸為長（cm）120。開關(guān)室布置在安裝場上游側(cè)，開關(guān)室設(shè)有二扇寬度為1.2m的門。8.3 廠用設(shè)備的布置廠用電大部分是交流電，廠用變壓器常設(shè)兩臺，一臺備用，布置在廠用開關(guān)室內(nèi)。廠用電小部分是直流電，主要供給操作電路、信號以及繼電器用電。直流電來自蓄電池，廠房一般需設(shè)直流電設(shè)備室。直流配電室一般包括蓄電池室、酸室、套間、充電機(jī)室、通風(fēng)機(jī)室、直流配電盤等，它們應(yīng)作為一個整體而布置在一起。根據(jù)以上要求將儲酸室和蓄電池室布置在一起。儲酸室，寬度為4.3m，長度為5.6m；蓄電池室布置在儲酸室的旁邊，寬度為4.3m，長度為5.8m。8.4 樓梯

34、廠房各層之間用樓梯作主要交通通道，運(yùn)行人員上下各層從樓梯上通行。從副廠房到安裝間的樓梯寬為1.5m，從主廠房到副廠房的樓梯寬為1.2m。8.5 廠變和工具間廠變和工具間布置在開關(guān)室和中控室之間，廠變寬度為2.0m,長度為3m。工具間布置在發(fā)電機(jī)層旁邊，鄰近安裝間的位置，作為放置日常工具與零碎用品的場所。故將工具間布置在開關(guān)室的旁邊，鄰近安裝場，寬度為3.0m,長度為3.8m8.6 值班室和休息室值班室和休息室布置在中控室旁邊，值班室長為6m，寬為3m；休息室長為6m，寬為2.5m。8.7 調(diào)度室和通訊室調(diào)度室和通訊室依次布置在休息室旁邊，尺寸都為：長6m，寬2.5m。8.8 衛(wèi)生間衛(wèi)生間布置在

35、通訊室旁邊，長為6m，寬為2.5m。第九章 水電站樞紐布置9.1 廠房主廠房布置在河流右岸，上游坡腳較平坦處，以減少開挖量。尺寸：38.42×20.33m。9.2 主變壓器場變壓器場應(yīng)盡量布置在露天場地，保證良好的通風(fēng)條件；最好能靠近低壓配電裝置和主廠房，可減少事故幾率；其場地最好與裝配廠高程一致，并有軌道相連，以便與將變壓器運(yùn)送到裝配場進(jìn)行檢修。變壓器場面積為25m×20m。9.3 引水道引水渠道在河流右岸，長356米的引水渠道，設(shè)計(jì)引用流量7.2立方米每秒，渠道采用梯形斷面，邊坡為1：1，底寬3.5米，水深1.8米，縱坡1：2500，糙率0.275，渠內(nèi)流速按0.755

36、米每秒設(shè)計(jì)，渠道超高0.5米。在渠末建一壓力前池，按地形和地質(zhì)條件，將前池布置成略呈曲線形。池底縱坡為1：10。通過計(jì)算得壓力前池有效容積約320立方米。大約可以滿足一臺機(jī)組啟動運(yùn)行三分鐘以上，壓力前池內(nèi)設(shè)有工作閘門、攔污柵、沉砂池和溢水堰等。9.4 壓力鋼管兩根直徑1.2米的主壓力鋼管，鋼管由壓力前池引出直至下鎮(zhèn)墩各長約110米，在廠房前的下鎮(zhèn)墩內(nèi)經(jīng)分叉引入四臺機(jī)組，支管直徑經(jīng)計(jì)算采用直徑0.9米。鋼管露天敷設(shè)，支墩采用混凝土支墩。支承包角120度。 9.5 尾水道每臺機(jī)組設(shè)單獨(dú)尾水渠，經(jīng)尾水平臺（尾水閘門）后合并引入河流。9.6 對外交通引水式廠房一般沿河岸布置，進(jìn)廠公路可沿等高線進(jìn)入廠房

37、，寬采用6米。第十章 開挖量的計(jì)算鋼管內(nèi)徑D0=1.2m，鋼管間距l(xiāng)=1m，管軸線與地面傾角j=31°。開挖斷面及開挖布置圖如下圖所示： 圖10-1 開挖尺寸示意圖 圖10-2 開挖路線示意圖 圖10-3 開挖線布置圖-1（廠房處斷面）圖10-4 開挖線布置圖-2（升壓站斷面） 圖10-5 挖方計(jì)算輔助圖-3通過運(yùn)用CAD工具丈量開挖線與原地表線所圍成的面積，再乘以開挖寬度，切分開挖體積進(jìn)行計(jì)算開挖量，計(jì)算過程和結(jié)果如下表10-1所示：各段所對應(yīng)的開挖體積： 表10-1 開挖量計(jì)算表面域名稱大?。ǎ?5821.2142.612.7126.7加權(quán)平均寬度（m）538.4238.426060體積（）2290814.88821636.692762.61602總體積（）7106.1802 故總開挖量為7106.18第十一章 分析與總結(jié)11.1 問題分析11.1.1 壓力鋼管支管的直徑在任務(wù)書中，給定的壓力鋼管支管直徑為0.9m，而給定的蝶閥直徑為0.8m，這個問題有待解決。本設(shè)計(jì)，根據(jù)附圖確定了壓力鋼管支管直徑為0.75m。11.1.2 主廠房尺寸計(jì)算在主廠房尺寸計(jì)算中，由于所給設(shè)備的尺寸信息不足，以及對于機(jī)電