(1) 壩址地形圖一張,比例為,如任務書所示
(2) 壩型為斜牆土壩,依據發電量和裝機容量,廠房按ⅱ級建築物設計。
(3) 電站下游尾水位:
最高尾水位正常尾水位:;
單機滿負荷出力時尾水位:; 最低尾水位:。
(4) 水電站裝機容量,共四台機,廠房布置在右岸。
(5) 電站的設計水頭。
(6) 水輪機型號:hl211—lt—225;
轉輪重量:14t;
軸向水推力:78t;
氣蝕係數:。
(7) 蝸殼尾水管尺見任務書。
(8) 蝸殼尾水管如圖1-1所示:
(9) 發電機型號:;
風道直徑:;定子半徑:;
轉子直徑:;轉子帶軸總重:。
其他尺寸如下圖5—2:(單位為:)
(10) 蝶閥尺寸:。
(11) 電氣主接線:輸電電壓;主變壓器型號:。
(12) 主壓開關站面積:。
型發電機尺寸示意圖如圖1-2:
(1)調速器:;
(2)油壓裝置:。
(3)機旁盤:每台機4塊,每塊;
(4)勵磁盤:每台機5塊,每塊。
利用右岸公路。
蝸殼的型式:根據設計條件主要引數及尺寸見任務書。
本部份設計主要參考《水電站機電設計手冊》、《水力機械》和《水電站廠房設計》等教材資料。
由已知資料知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。
本型號的起重機具體資料參考《水電站機電設計手冊》—水利機械分冊(p331表7—16)引數如下:
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;;
主鉤至軌面距離起重機最大寬度:;
大樑底面至軌道面距離:;
軌道中心至起重機外端距離:;
軌道中心至起重機頂端距離:;
吊鉤至軌道中心距離(主):;
吊鉤至軌道面距離:;
軌道型號:。
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。
1) 主廠房總長度的確定:
1、 廠房總長度包括機組段的長度(機組中心距)、端機組段的長度和安裝廠的長度。
如上圖可知:總長
其中:n為機組台數,為機組間距,為左邊機組段長度,為右邊機組段長度,為安裝間長度。
2、機組段的長度的確定
機組段的長度應按蝸殼層、尾水管層、發電機層分別推求,然後求最大值。
a、按蝸殼層推求:
由圖可知:
式中蝸殼方向的最大長度,由資料可知,=4.64;
—蝸殼方向的最大長度,由資料可知,=3.37;
—蝸殼層外部混凝土厚度,大中型水電站取,
此處取;
所以, 按蝸殼層推求
b、 按尾水管層推求:
計算公式:
其中: 為尾水管的出口寬度
尾水管邊墩混凝土厚度,一般小型水電站取,中型水電站取,大型水電站取,此處取4m。
由資料可知:
所以,按尾水管層推求
c、 按發電機層推求:
計算公式
式中:—風罩牆厚度,一般取0.4-0.6m,這裡取0.4m
—兩台機組之間風罩外壁淨距,一般取,如設樓梯取, ,此處取。
由資料可知, =8.4m.
所以,按發電機層推求
據以上三種結構的計算情況,取最大的按發電機層推求計算的機組間距取
=12.2m.
3、 端機組段長度的確定(安裝間在左邊),由教材表12—1參考計算
a、左端機組長度的確定:
按蝸殼結構推求:
按尾水管結構推求:
按發電機結構推求:
則,左端機組長度
b、右端機組長度的確定:
按蝸殼結構推求:
按尾水管結構推求:
按發電機結構推求:
則,右端機組長度
4、安裝間長度的確定
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,其寬度與廠房相同。
另外,安裝間要安放四大件,且部件與部件之間要有安全通道,考慮這些因素,取係數為1.3。
。5、廠房的總長度:
2) 主廠房總寬度的確定
主廠房的寬度是包括構架柱在內的最大外圍寬度,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。
、上游側寬度:(由發電機層結構及裝置布置要求確定)
式中:;
—風罩外壁至上游內側的淨距,由上游側電氣裝置和附屬裝置的布置及通道尺寸確定,這裡取4m。
—發電機風罩壁厚,一般取0.3~0.4m,此處取0.3m。
上游側寬度
、下游側寬度:
除滿足發電機層要求,還要滿足蝸殼方向和混凝土厚要求。
a、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,一般取, =8.4m,
。b、對於蝸殼層方向為:。
其中:由已知條件知 =4.06m,
為混凝土保護層的厚度,取1.0m
因為: <。故取=6.5m。
因此3、 由廠房的輔助裝置確定主廠房的寬度:
根據起重機裝置參數列可知橋機的跨度為14m。如下圖:
牛腿以上:
牛腿以下:
其中: —橋機端與軌道中心線的距離,查橋機的有關規定取0.4m
橋機端部與上柱內面間距,一般取0.3—0.6m,取0.4m
牛腿上部立柱截面高度,一般取0.6—1.2m,取1.0m
—牛腿下部立柱截面高度,一般取1.0—2.5m,取2.0m
—偏心距,一般取0—0.25m,取0.2m
所以,牛腿以上:
牛腿以下:
綜上所述,取主廠房的寬度b為18.4m。
、水輪機安裝高程
水輪機安裝高程是乙個控制性高程,它取決於水輪機的機型、允許吸出高程和電站建成後的下游最低水位。本設計中水輪機機型採用立軸混流式水輪機。其安裝高程由下式計算:
式中:——下游設計最低水位。由於,故取1臺機組流量相應的尾水位;
—導水葉高度;
———水輪機允許吸出高度;
——氣蝕係數;
——氣蝕係數修正值;
——計算水頭;
——水電站廠房所在地點海拔高程的校正值。
, =46.2m,, ,
所以:水輪機安裝高程。
、水輪機層地面高程:
式中: —蝸殼進水段半徑, =1.43m;
—蝸殼頂混凝土厚度,對金屬蝸殼可取
所以:水輪機層地面高程
、尾水管底板高程:
式中: —下環頂面至尾水管底板面的高差;
—水輪機機安裝高程;
—導葉高度。
根據蝸殼計算中的總高度(h是導葉底環平面到尾水管之間的垂直高度)為5.6625m,所以
尾水管底板高程。
、進水閥層地面高程: 。
式中鋼管中心線高程,;
——引水鋼管半徑;
——鋼管底部至地面的高度,鋼管底部作通道,應大於,此處取。
所以,進水閥層地面高程。
、發電機安裝高程:
式中水輪機層地面高程
—發電機機墩進人孔高度,一般取,此處取;
—進人孔頂部厚度,一般取左右,此處取。
所以,發電機安裝高程m。
、發電機層地面高程:
,已知: ,
則因為: ,滿足要求。並且,其發電機層樓板面在下游設計洪水位以上,不會淹沒廠房。
、起重機的安裝高程
式中: —吊運裝置時需跨越的固定裝置或建築物的高度。發電機上機架高度為0.9m,定子機座高為2.2m,故;
—吊運部件與固定物之間的垂直安全距離,應不小於0.3m,取;
—最大吊運部件高度,在4.5~5m之間取值;
—吊運部件與吊鉤之間的距離(一般在1.0~1.5m左右),取1.2m;
—主鉤最高位置(上極限位置)至軌頂面距離,由起重機主要參數列查得: =1.24m。
、屋頂高程。
式中: —軌道面至起重機頂部距離,;
—檢修吊車在車上留有高度,;
則,屋頂高程。
、廠房基礎開挖高程:
底板厚:岩基上取1-2m,土基上取3-4m,因為這裡是岩基,所以取2m
所以,廠房基礎開挖高程
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,寬與主廠房同寬為。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;在安裝間上游側設有的吊物孔,供吊運裝置用。
廠房的大門尺寸取決於運入廠房內最大部件的尺寸。因為轉子直徑為,因此選用門寬為。安裝間地面高程為與發電機層同高,這樣可以利用緊鄰的機組段場地進行安裝、檢修。
對安裝間的設計具體說明如下:
1) 發電機轉子直徑周圍應有2m的空隙,以供安裝磁極之用。
2) 發電機上機架周圍留有1m的間隙,供作通道用。
3) 水輪機頂蓋及轉輪周圍有1m間隙,做通道之用。
4) 由於大中型水電站的主變壓器較為高大,要檢修主變壓器,必須沿軌道將主變壓
器推進裝配場,要利用主廠房內的起重機將變壓器鐵芯從殼內吊出,勢必使主廠房增加高度。
由於密雲電站是河岸地面廠房,故其布置可根據已建成的河岸地面廠房——式子灘水電站廠區布置的方案(一);根據拓溪水電站廠區布置的方案(二)。其布置圖如下。
比較方案(一)和(二)
對於方案(一),由於地質條件的限制,高壓管道從回岔管以後採用明管,這樣造價也底,在廠房與後山坡之間形成乙個很寬的地帶,剛好用來布置副廠房,並且使主變盡量靠近機組端,以使引出線最短,因此讓主變場與安裝間緊靠著,由於開關站地面積很大,不易在主廠房附近找到理想的場地,所以主變和開關站分開布置。
對於方案(二),由於主變在主廠房的上游側,它離主機組最近,因此線路最短,最方便,電能損失小,但是高壓管道必須廠用埋管,這樣造價高,並且地質也不允許,而且主廠房上游有乙個很寬的地帶,用於布置主變場有點浪費,故而適應布置在主變面積大的副廠房。
經過對方案(一)、方案(二)的比較,選擇方案(一)比較合適。
副廠房由輔助生產車間,某些輔助裝置的房間和必要的技術所組成,它是各種輔助裝置布置和執行人員工作的場所。它的布置原則,是執行管理方便和最大限度地利用一切可以利用的空間,儘量減少不必要的間室面積,以減少投資,以下設計主要參考《水電站建築物》清華大學出版社。布置的面積由5節中資料所給的參考面積。
**控制室盡可能布置在發電機層附近,且位於發電機層的中部,盡量窗戶朝南開,以及加強通風或空調。
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