學院：水利與環境學院
指導老師：殷德勝
學號：2008101440
§1 繪製蝸殼單線圖
一、蝸殼的型式：
水輪機的設計頭頭，採用金屬蝸殼。另外，由水輪機的型式為hl220—lj—225，可知本水電站採用金屬蝸殼。
二、蝸殼主要引數的選擇（參考《水力機械》）
金屬蝸殼的斷面形狀為圓形
為了良好的水力效能一般蝸殼的包角取
查表得(p160)：
蝸殼進口斷面流量
,蝸殼進口斷面平均流速由圖4—30查得，。
由附錄二表5(p162)查得：
，則其中：—座環內徑；—座環外徑；—座環內半徑；—座環外半徑。
座環示意圖如下圖所示
三、蝸殼的水力計算
1、對於蝸殼進口斷面（p100）
斷面面積
斷面的半徑。
從軸中心線到蝸殼外緣的半徑：。
2、對於斷面形狀為圓形的任一斷面的計算
設為從蝸殼鼻端起算至計算面處的包角，則該計算斷面處的，，。
其中：，，。
表 １—１
根據計算結果表１－１，畫蝸殼單線圖，如下圖所示，比例為，單位為。
§2 尾水管單線圖的繪製
根據已知的資料，得此水電站尾水管對應的尺寸如下：
為了減少尾水管的開挖深度，採用彎肘形尾水管，由進口直錐段、肘管和出口擴散段三部分組成。
1、進口直錐段
進口錐管高度：；
進口錐管上下直徑：。
2、 肘管：
肘管是一變截面彎管,其進口為圓斷面，出口為矩形斷面。水流在肘管中由於轉彎受到離心力的作用，使得壓力和流速的分布很不均勻，而在轉彎後流向水平段時又形成了擴散，因而在肘管中產生了較大的水力損失。一般推薦使用的合理半徑，外壁用上限，內壁用下限。
。3、 出口擴散段：
4、 尾水段的高度
總高度h是由導葉底環平面到尾水管之間的垂直高度。對於hl水輪機由於直錐管環相連線，可取。，故屬於高比速混流式水輪機。
增大尾水管的高度，對減小水力損失和提高是有利的。。為了改善這一情況，常採取增大尾水管高度的辦法，但將會增大開挖量，從而引起工程投資的增加，經過試驗，一般對於高比速取。
，故滿足要求。
5.尾水管單線圖
根據以上的資料繪製單線圖
§3 擬定轉輪流道尺寸
根據《水電站機電設計手冊》——水力機械分冊，已知時，型的尺寸可以時的轉輪流道尺寸，如圖：
§4 廠房起重裝置的設計
水電站廠房內橋式起重機的容量大小通常取決於起吊最重件(發電機轉子帶軸重)的重量，其跨度決定於橋式起重機標準系列尺寸，起重機台數取決於機組台數的多少，大小和機組安裝檢修方式。本水電站吊運構件中最重的為發電機轉子帶軸重為，且機組台數。故選1台單小車橋式起重機，型號為。
其具體資料如下：
取跨度：； 起重機最大輪壓：；
起重機總重：； 小車軌距：；
小車輪距：； 大車輪距；；
大樑底面至軌道面距離：； 起重機最大寬度：；
軌道中心至起重機外端距離：；
軌道中心至起重機頂端距離：；
主鉤至軌面距離：；
吊鉤至軌道中心距離（主）：；
副吊鉤至軌道中心距離：；
軌道型號：。
§5 廠房輪廓尺寸
主要參考《水電站機電設計手冊》——水力機械分冊和《水電站廠房設計》——水利水電出版社。
一、 主廠房總長度的確定：
1、 廠房總長度取決於機組段的長度、機組台數和裝配場長度。
於是總長。
其中n為機組台數，為機組段長度，為安裝間長度，為端機組段附加長度。
1、機組段的長度的確定
機組段的長度按下式計算：。應是蝸殼層、尾水管層、發電機層中的最大值。
（１）蝸殼層：
則。（2）尾水管層：
則。（3）發電機層：（因在兩台機組之間設樓梯時取，此處取）。
則。 由以上計算的各層，其中發電機層最大為，故取。
其中:——蝸殼方向最大平面尺寸；
——蝸殼方向最大平面尺寸；
——蝸殼層外部混凝土厚度，初步設計時取，此處取；
——尾水管寬度（已知資料）；
——尾水管邊墩混凝土厚度，一般取；
——發電機風罩內徑；
——發電機風罩壁厚，一般取；
——兩台機組之間風罩外壁靜距，一般取1.5~2.0m，如設樓梯取3.4m。
2、端機組段長度的確定
取，其中：——安全裕量，採用一台起重機吊裝發電機轉子時取。
3、安裝廠尺寸確定
裝配廠與主機室寬度相等，以便利用起重機沿主廠房縱向執行。裝配廠長度一般約為機組段的倍。對於混流式和懸式發電機採用偏小值，因此取1.2。
。因此，可得主廠房總長度為：
二、主廠房寬度的確定
以機組中心線為界，廠房寬度可分為上游側寬度和下游側寬度兩部分。
，。其中，，——風罩外壁至上游內側的靜距。
所以，。
除滿足發電機層要求，還要滿足蝸殼方向和混凝土厚要求。
對於發電機層：。其中，——風罩外壁至下游牆內側的靜距，主要用於主通道取。
所以，。
對於蝸殼層方向為：。其中：。
故取。因此，。
三、廠房各層高程的確定
1、水輪機組安裝高程
立軸混流式水輪機安裝高程由下式計算，。
其中：水輪機導葉高度，
已知所以，
則：。其中：——吸出高度；——導葉高度；——下游設計最低水位。
由於，故取1臺機組流量相應的尾水位；由已知資料，取；為氣蝕係數；為氣蝕係數修正值；為計算水頭；——水電站廠房所在地點海拔高程的校正值。
２、尾水管底板高程：
其中：—底環頂面至尾水管的距離；—機組安裝高程；—導葉高度。
所以，3、主廠房基礎開挖高程其中為底板厚度，取1.5m
4、進水閥地面高程
其中：—鋼管中心線高程，；—引水鋼管半徑；—鋼管底部至主閥室地面的高度，鋼管底部作通道，應大於，此處取。
所以，5、水輪機層地面高程：
其中：—蝸殼進水段半徑；—蝸殼上部混凝土厚度可取。
6、發電機安裝高程： 。
其中：—進人孔高度，一般取，此處取；—進人孔頂部厚度，一般為左右，此處取。
則： 7、發電機層樓板面高程
已知，則
並且，滿足要求。最高尾水位為，不會淹沒廠房。
8、起重機（吊車）的安裝高程
其中：——發電機定子高度和上機架高度之和。發電機上機架高度為1.22m，定子機座高為1.8m，故；
吊運部件與固定物之間的垂直淨距離，應不小於，取；
最大吊運部件高度，由資料知；
吊運部件與吊鉤之間的距離，一般在1.01.5左右，取；
主鉤最高位置至軌頂面距離
則，。9、屋頂高程（屋面板厚度）
其中——軌道面至起重機頂部距離；——檢修吊車在車上留有高度，；
則 四、安裝間的位置選擇及設計
因為進廠的公路在主廠房的右側，為了運輸方便，把安裝間布置在廠房的右側。由前面已知安裝間的長度14.4m，寬與主廠房同寬為15m。
同時，為了滿足主變能推入安裝間進行維修，在安裝間下游側設定了尺寸為的變壓器坑；在安裝內設有的發電機轉子檢修坑，方便發電機轉子檢修。
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