水电站建筑学课程设计2012.pptVIP

水电站建筑学课程设计 * 指导教师：陈婧 张宏战 一、原始资料及设计条件 1．上游水库水位 （1）校核洪水位（P=0.1%），1621.4 m （2）设计洪水位（P=0.5%）：1620.8 m （3）正常高水位：1619.0m （4）死水位：1618.5m 2．下游尾水位： 考虑下游梯级水电站建成后水库淤积和回水的影响 （1）校核洪水尾水位（P=0.1%）：1585.45 m （2）设计洪水尾水位（P=0.5%）：1585.13 m （3）正常尾水位（Q=560m3/s）：1581.2 m （4）最低尾水位（Q=140m3/s）：1579.8 m 3．水电站水头及电厂引用流量 （1）最大工作水头：39.5 m （2）最小工作水头：35.5 m （3）平均水头：39.0 m （4）设计水头：38.5 m （5）电站最大引用流量：560 m3/s 4．其它 （1）水电站装机容量为17.6×104kW （2）电站建成后全部投入110kV电力系统运行 （3）坝内式压力管道长58m ，直径为5.63m 二、水电站建筑学课程设计任务 1．根据工程的基本资料选择水轮机型号、直径D、转速n、并绘制水轮机的工作特性曲线及运转特性曲线。 *选择型号：根据工作水头范围，查《设计与习题》 P7“大中型混流 式水轮机暂行系列型谱” HL240 。 *机组台数： Z＝4（台） （一般选择偶数） ； （还可采用套用机组的方法，根据工作水头和容量与已建电站很相近时，则可以直接套用） *发电机单机容量确定：N单 ＝ N装 / Z=17.6万/4 = 4.4 万KW; *水轮机单机容量：N ＝ N单 /η发（ η发＝0.96～0.98） *水轮机转轮直径 D1： 式中：N为额定出力（水轮机），H为设计水头，单位流量和效率 从水轮机（HL240）轮系综合特性曲线上查出。 由于转轮直径已标准化，所以按式计算出的值应取与标准直径最接近的值（见《设计与习题》P10）。 D1 = (m) *转速 n； n = (r/min) 最后选与 n 相近的同期转速作为机组的额定转速（见《设计与习题》P11） 。 *校核水轮机选择的合理性（见水力机械书P85）： ? 修正模型参数（效率、单位转速和单位流量修正）； ? 校核设计水头时的最大出力； ? 水轮机工作范围是否在高效率区。 *计算水轮机在最小水头下的流量和极限出力，并计算水轮机的受阻容量： （受阻容量与额定容量之比在20％以内说明合适） * 绘制水轮机工作特性曲线和运转综合特性曲线。 * 画出水轮机的轮廓图（尺寸见 《设计与习题》P13）。 *吸出高度计算： 式中 H 用最大、最小和设计水头分别代入计算，从中选取最小值。厂房海拔高程采用下游最低尾水位。 *水轮机安装高程（HL式)： 2．计算吸出高度，并结合当地地形、地质等条件，最后确定水轮机的安装高程。 3．选择蜗壳的型式。计算水轮机最大过水能力，并按其进行蜗壳水力计算，确定蜗壳轮廓尺寸。 根据最大工作水头（39.5m）小于40m，一般选择混凝土蜗壳，其最大包角在 225 ~ 270 度，断面形状采用平顶、下突式。 也可选择金属蜗壳。 具体水力计算见《水力机械》教材。（计算中座环外直径查《设计与习题》 P12表4） *画出蜗壳的剖面和平面图。 *型式 *水力计算 Da Db 混凝土蜗壳平、剖面图 Ⅰ Ⅰ Ⅰ－ Ⅰ 4．选择尾水管的型式，确定其基本尺寸。 *型式（与水轮机配套，可查《水力机械》 P105表3-22）： 弯肘形，HL240水轮机采用Z6 ( 旧型号为4H )型号。 *尺寸（ 查《水力机械》 P105表3-22和P104表3-21） 表中的尺寸是指 D1＝1m 时的数值，确定基本尺寸时还应乘以实际水轮机的D1。 *画出尾水管的剖面和平面图。 5．根据选定的水轮机的转速和出力选择发电机型号。初估发电机的外形尺寸，并选择发电机的冷却方式。 *型号： 根据单机容量、转速及定子铁芯外径（按《设计与习题》P22-23公式计算）确定发电机型号。 *外形尺寸： 按《设计与习题》P22-26所列公式估算。 *冷却方式：采用密闭循环风冷方式。 *画出发电机外形尺寸的剖面图，个别地方不合适时可 在允许范围内作必要的调整、修改。 6．进行调节保证计算，确定水击压力和机组转速相对升高值。 *水击压力升高值计算：用简化公式 *机组转速相对升高值计算： 8 ： 4 3 阀门关闭时间（s） (式中Ts1=0.9Ts) 7