大渡河猴子岩水电站设计电气工程专业.docx

摘 要 猴子岩水电站位于四川省甘孜藏族自治州康定县孔玉乡，是《四川省大渡河干流水电规划调整报告》推荐的22级开发方案中的第9个梯级。电站采用坝式开发。其水库长约48km，总库容9.571亿m3，兴利库容5.07亿m3，属高山峡谷河道型水库。水库正常蓄水位1852.0m，汛限水位1842.0m，极限死水位1812.0m。猴子岩水电站位于大渡河干流上游河段，属天然不通航河段，远景规划亦无通航要求，并且没有供水、灌溉和防洪要求。因此电站的开发任务为发电。电站总装机容量1600MW，共6台机组，多年平均年发电量76.35亿kWh。 设计最终决定采用HL160型混流式水轮机，与其匹配的发电机型号为SF300-20/1207。机组额定转速为150r/min，额定水头为142.0m，额定流量为240.1m3/s。根据调洪演算的结果，最后确定坝顶高程为1858.09m。泄水建筑物包括两条泄洪洞，一条溢洪洞和一条放空洞。每两台水轮机共用一条引水隧洞，三条引水隧洞相邻布置在左岸。经过计算，必须设置上游调压室，调压室直径为34.0m。水电站主要包括主厂房、副厂房、主变压器场、开关站、尾水渠等。主厂房总长195.62m，宽32.60m，发电机层地面高程1700.0m。吊车梁采用T型截面，属超静定结构。计算表明吊车梁能满足承载能力和正常使用的要求。 关键词：枢纽布置；水电站；水轮机；吊车梁 - Ⅱ - Design for Houziyan hydropower station at Dadu River Abstract The Houziyan hydropower station is located in Kongyu, Kangding County, Ganzi Tibetan autonomous Prefecture, Sichuan Province. It is the ninth of 22 development programs, recommended by the Report of Adjusting Hydropower Plan about Dadu River in Sichuan. It is a dam-type hydroelectric station, and its reservoir is about 60km long, with 957 million m3 total reservoir capacity and 507 million m3 utilizable capacity. So the reservoir is belong to alpine canyon channel type. The normal, limited and extreme dead water level are 1852.0m, 1842.0m and 1812.0m respectively. The station is located in the upper reaches of Dadu River, a natural unnavigable river. There will be no demand for navigation, water supply, irrigation or flood protection in its long-term plan. Therefore, the station is built only for electricity. The installed capacity of this station is 1600MW with six units when the station can product 7635 GW•h per year on average. The design decided to adopt HL160 Francis turbine and SF300-20/1207 suspended generator ultimately. The rated speed of the units is 150 r/min, with a rated head of 142.0m and a rated discharge of 240.1 m3/s. According to the result of flood regulating calculation, the altitude of the top dam is determined to be 1858.09m. All of the outlet structures include two-spillway tunnel, an overflow weir and an emptying tunnel. One diversion tunnel can supply water to two turbine. And three diversion tunnels are arranged at left bank next to each other. There must be a surge shaft with an upper diameter of 34m in the tunnel by calculating. The station is made up with a powerhouse, an auxiliary house, a main transformer factory, a switching station and a tailrace. The powerhouse is 195.62m long and 32.60m wide, when the generator floor is an elevation of 1700.0m.The T-shaped section crane girder is a statically indeterminate structure. It has been calculated that the girder can satisfy both the bearing capability and serviceability request. Key Words：layout of hydro-project；hydropower station；turbine；crane girder. 目 录 摘 要 I Abstract 2 引 言 VIII 1 原始资料 1 1.1 水文资料 1 1.2 水库特性 1 1.2.1 水位库容曲线 1 1.2.2 下坝址尾水水位流量关系 2 2 水轮机选型 3 2.1 基础资料 3 2.1.1 装机容量 3 2.1.2 额定流量与特征水头 3 2.2 原型水轮机参数计算 3 2.2.1 计算公式 3 2.2.2 HL160原型水轮机参数 6 2.2.3 HL180原型水轮机参数 7 2.2.4 吸出高度 9 2.2.5 安装高程 9 2.2.6 尺寸 9 2.3 特性曲线 10 2.3.1 工作特性曲线 10 2.3.2 综合特性曲线 12 2.4 蜗壳 15 2.5 尾水管 17 2.6 发电机 17 2.6.1 发电机型式 17 2.6.2 发电机平面尺寸 18 2.6.3 发电机高度尺寸 19 2.6.4 发电机重量 20 2.7 调速设备和油压装置 20 2.7.1 接力器 20 2.7.2 主配压阀直径 21 2.7.3 油压装置 21 2.8 蝴蝶阀 21 2.9 变压器 22 2.10 起重机 22 2.10.1 轨道 22 2.10.2 平衡吊梁 23 2.10.3 吊运限制线 23 3 面板堆石坝 24 3.1 工程等级 24 3.2 设计洪水 24 3.2.1 设计洪水标准 24 3.2.2 设计洪水过程线 24 3.3 泄水建筑物 26 3.3.1 泄流能力 26 3.3.2 泄水建筑物尺寸 27 3.4 调洪演算 28 3.5 坝顶高程 28 3.5.1 安全加高 29 3.5.2 波浪爬高 29 3.5.3 风壅水面高度 31 3.5.4 计算结果 32 3.5.5 坝顶高程 32 3.6 其他部分 33 4 引水系统 34 4.1 进水口 35 4.1.1 布置 35 4.1.2 水力计算 35 4.2 引水隧洞 36 4.2.1 布置 36 4.2.2 水力计算 36 4.3 压力管道 37 4.3.1 布置 37 4.3.2 水力计算 37 4.4 调压室 37 4.4.1 判断 37 4.4.2 水位波动稳定性 38 4.4.3 水位波动计算 39 4.5 调保计算 40 4.5.1 水锤计算 40 4.5.2 机组转速变化 42 4.5.3 调保计算 42 5 厂房 44 5.1 平面尺寸 44 5.1.1 机组段长度 44 5.1.2 安装间长度 44 5.1.3 端机组段附加长度 44 5.1.4 主厂房宽度 44 5.2 主厂房剖面设计 45 5.2.1 水轮机安装高程 45 5.2.2 主厂房基础开挖高程 45 5.2.3 水轮机层底面高程 45 5.2.4 发电机装置高程 45 5.2.5 发电机层楼板高程 45 5.2.6 轨顶高程 46 5.2.7 屋顶高程 46 5.2.8 母线层高度 46 6 吊车梁 47 6.1 计算简图 47 6.1.1 实际布置 47 6.1.2 计算简图 47 6.1.3 起重机车轮分布 48 6.2 荷载 48 6.2.1 吊车梁尺寸 48 6.2.2 自重 48 6.2.3 轮压 48 6.2.4 横向水平制动力 49 6.2.5 分项系数 49 6.2.6 荷载设计值 49 6.2.7 荷载分布 49 6.3 内力计算 49 6.4 正截面受弯承载力计算 52 6.4.1 材料 52 6.4.2 计算位置 52 6.4.3 计算尺寸 52 6.4.4 配筋计算 53 6.5 斜截面受剪承载力计算 53 6.5.1 计算截面 54 6.5.2 截面尺寸验算 54 6.5.3 受剪计算 54 6.6 裂缝计算 55 6.6.1 荷载与材料标准值 55 6.6.2 正截面抗裂验算 55 6.6.3 裂缝宽度 56 6.7 挠度计算 58 6.7.1 计算公式 58 6.7.2 计算结果 59 6.7.3 计算简图 59 设 计 总 结 61 附录A 调洪过程 62 A.1 方案1 62 A.2 方案2 63 A.3 方案3 64 A.4 方案4 65 A.5 方案5 66 A.6 方案6 67 A.7 方案2调洪过程 68 A.7.1 设计洪水调洪过程 68 A.7.2 校核洪水调洪过程 71 A.8 方案2泄流能力 74 附录B 结构力学求解器输入数据 75 B.1 计算简图 75 B.2 正截面受弯、斜截面受剪计算 75 B.2 裂缝计算 75 B.3 挠度计算 76 B.3.1 单元1 76 B.3.2 单元2正 76 B.3.3 单元2负 76 参 考 文 献 78 致 谢 79 引