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翼河夹峪水利枢纽水电站及放空隧洞简略设计计算案例

目录

TOC\o1-3\h\u25655翼河夹峪水利枢纽水电站及放空隧洞简略设计计算案例 1

43101.1水电站引水隧洞 1

104531.1.1洞径 1

77941.1.2进口高程 2

325681.1.3线路布置 2

268181.2水电站厂房 2

221461.2.1水轮机安装高程 3

256831.2.2主厂房平面布置 3

294711.2.2.1主厂房长度 3

96491.2.2.2主厂房宽度 5

66671.2.3副厂房平面布置 5

240621.3水电站尾水渠 6

80821.4放空隧洞 6

85141.4.1洞径 6

155791.4.2进口高程 1

277101.4.3与导流洞结合 1

273881.4.4出口消能 1

199061.4.5线路布置 1

1.1水电站引水隧洞

1.1.1洞径

本设计中水电站形式初拟为引水式水电站，根据《水工建筑物》REF_Re\w\h[2]从水库内引水发电的水工隧洞一般为有压隧洞，故本设计中隧洞为有压隧洞。根据第四章枢纽布置，电站建筑物布置在右岸。

根据《水工设计手册》，有压隧洞宜选用圆形断面。在地质条件优良或内水压力不大情况下也可采用马蹄形和方圆形等断面。本工程中右岸地质构造复杂且风化程度较深，所以隧洞断面型式采用圆形。

D=75.2Q

式中：D——圆形断面直径，m；

Q——流量，m3/s；

H——作用水头，m，水库正常蓄水位和隧洞出口高程（近似为水轮机安装高程）之间的水头差。

根据设计资料，单个水轮机引用流量为38.4m3/s，作用水头为31.6m，则隧洞内径D=6.521m，取洞径为6.6m，此时隧洞内流速为4.49m/s。

1.1.2进口高程

在本设计中，为保证安全，保证不会产生负压，不产生因为进入空气而出现的漏斗漩涡，固把进水口顶部高程设置在电站常规工作时的最低水位以下，其中一个进水口的底部高程放在170米以上固淤沙高程以上，其本淹没深度称为深式进水口的最小淹没深度。

最小淹没深度公式估算：

S=Cvd1/2（

式中S——最小淹没深度，m；

v——闸孔断面流速，m/s，前面计算为4.49m/s；

d——闸孔高度，m；

C——与进水口几何形状有关的系数，进水口设计良好和水流对称，取0.55。

计算得S=6.34m。根据设计资料，水库死水位182.80m，淤沙高程170m。

为了保证进水口不被淤沙堵塞，进水口底部高程确定为170.40m，顶部高程为177m，在保证最小淹没深度的情况下，水库发电水位不能低于183.34m。

1.1.3线路布置

根据设计手册，隧洞的线路布置需要平面上的顺直、光滑，进出口水流条件的平稳，隧洞附近地质条件的优良等因素。

隧洞布置平面图见附录枢纽布置图。

1.2水电站厂房

1.2.1水轮机安装高程

根据设计资料，水轮机型号为HL123-LJ-225。水轮机的安装高程是一个控制性指标，对于立轴混流式水轮机，按下式计算：

?安=?

Hs=10.0??

式中?w

b0——导叶高度，m，根据水轮机型号查得b0D

?——水轮机安装位置的海拔高程，m，取设计资料中正常蓄水位对应的下游尾水位；

H——净水头，一般可按设计水头计算；

Kσ——电站装置汽蚀系数与模型汽蚀系数之比值，K

σM——模型汽蚀系数，根据水轮机型号查《水电站机电设计手册》REF_Re\w\h[10]知σM=0.200

计算得Hs=1.189m

1.2.2主厂房平面布置

1.2.2.1主厂房长度

由基础资料提供本工程设计中水轮发电机选用型号为BL-123-LJ-225，查《水电站机电设计手册（水力机械）》得标称直径D1=2250mm，Da=3850

Ri=r

ρi=Q

ra=D

式中：Qmax：单机额定流量，38.4m3

φi

Ra：座环外半径，m，R

在包角为165°和345°时的断面外半径R165°=4.02m

机组段长度的基本计算公式如下所示：

L1=L

分别按上式计算发电机层、蜗壳层以及尾水管层长度。

（1）蜗壳层

按下式分别计算L+χ、

L+χ=

L?χ=

式中R1

R2

δ1、δ

计算得：L1

（2）发电机层

按下式分别计算L+χ、

L+χ=L?

式中?3

δ3

b——两机组之间风罩外壁净距，取3m；

计算得：L1

（3）尾水管层

尾水管采用对称布置，按下式分别计算L+χ、

L+χ=L?

式中