水电站建筑物（课程设计）.docxVIP

水电站建筑物 课 程 设 计 院系：水利电力学院 班级：121水电（2）班 姓名：李光耀 学号: 指导老师：张 设计课题 水电站有压引水系统水力计算 二、设计资料及要求 1.设计资料: 基本资料：某水电站是MT河梯级电站的第四级。坝址以上控制流域面积2362km2，多年平均流量44.9m3/s,由于河流坡降较大，电站采用引水式开发，大坝采用跨河修建基础拱桥，在桥上再建双曲拱坝的形式，坝高（包括基础拱桥）54.8m。水库为日调节，校核洪水位1097.35m，相应尾水位1041.32m：正常蓄水位1092.0m，相应尾水位1028.5m：死水位1082.0m，最低尾水位1026.6m。总库容707×104m3，HP=58m，Hmax=65.4m，Hmin=53.4m。装机容量3×1.5×10aKw,保证出力1.07×104Kw，多年平均发电量1.61×108Kw.h。 该电站引水系统由进水口、隧洞、调压井及压力管道四部分组成。 隧洞断面采用直径5.5m的圆形，隧洞末端设一锥形管段，直径由5.5m渐变为5.0m，锥管段长5.0m，下接压力钢管。隧洞底坡取0.005m，全长500.3m，其中进水口部分长25.7m，进口转弯段长25.595m，锥管段长5m。 水轮机型号为HL211-LJ-225，闸门从全开到全关的时间为7s，其中有效关闭时间TS=a.68s。机组额定转速n0=214.3r/min,飞轮力矩GD2=10124KN.m2。蜗壳长度L蜗 =20.40m，L蜗V蜗=165.66m2/s，尾水管长度L尾=16.2m，L尾V尾=97.36m2/s.转轮出口直径D2=2.44m，HS=-1.94m。经核算，当上游为正常蓄水位，下游为正常尾水位，三台机满发电，糙率n取平均值，则通过水轮机的流量为96.9 m3/s，当上游为死水位，下游为正常水位，三台机满发，引水道糙率取最小值，压力管道糙率取最大值，则通过水轮机的流量为102 m3/s：当上游为校核洪水位，下游为相应的尾水位。电站丢弃两台机时，若丢荷幅度为30000——0KW，则流量为63.6——0 m3/s：若丢荷幅度为45000——15000KW，则流量变幅由96.5——31.0 m3/s：当上游为死水位，下游为正常尾水位时，若增荷幅度为30000——45000KW，则流量变化由68.5——102.5 m3/s，若丢弃负荷幅度为30000——0KW，则流量变化为67.5——0 m3/s。采用联合供水方式，两个卜型分岔管布置，主管直径5m，支管直径3.4m，分岔角取29。27′。从调压井中心至蝴蝶阀中心全长102.32m。压力管道可按钢板、混凝土、围岩联合作用进行结构计算，围岩单位弹性抗力系数K0=1.4×106kpa。 取压力管道经济流速为5 m/s，按流量96.9 m3/s进行计算，压力管道经济直径为5m，蜗壳进口直径为3.4m，故设5m及3.4m两种管经，其中3#压力管道最长，从隧洞末端到蝶阀中心全长113.3m。 2.设计要求： （1）、对整个引水系统进行水头损失计算； （2）、进行调压井水力计算球稳定断面； （3）、确定调压井波动振幅，包括最高涌波水位和最低涌波水位； （4）、进行机组调节保证计算，检验正常工作状况下水基压力、转速相对值升高是否满足规范要求。 调压井水力计算求稳定断面 引水道的等效断面积： 引水道有效断面积f的求解表 栏号 引水道部位 过水断面fi（㎡） Li（m） Li/fi 1 拦污栅 61.28 4.1 0. 2 喇叭口进水段 29.76 6 0. 3 闸门井段 24 5.6 0. 4 渐变段 23.88 10 0.41876 5 D=5.5m 23.76 469.6 19.76431 6 锥形洞段 21.65 5 0. 7 调压井前管段 19.63 10.98 0. 所以引水道的等效断面积=511.28/21.475=23.81 m2 2. 引水道和压力管道的水头损失计算： 引水道的水头损失包括局部水头损失h局和沿程水头损失h沿两部分 压力管道的水头损失包括局部水头损失h局和沿程水头损失h沿两部分 (1). g取9.8m/s2 局部水头损失h局计算表 栏号 引水建筑物部位及 运行工况 断面面积 w（㎡） 局部水头 损失系数 局部水头损失 10-6Q2（m） 合计（Q2） 1 进水口 拦污栅 61.28 0.12 1. 29.58001 2 进口喇叭段 29