湖南镇水电站设计及主厂房构架结构计算.docx
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1、摘 要21m,总长58m。水轮机安装高程116.32m,水轮机层地面高程118.76m,发电机层高程125.27m,装配场层高程130.00m,高于下游校核洪水位129.50mAbstractThe Wuxijiang hydropower station is located in HuNan Town in ZheJiang province ,which belongs to a chain of exploitation .According to the demand of topographic form ,I choose diversion hydropower station
2、 . The geology condition is good .The main construction conclude the water retaining structure (the concrete non over-fall dam) ,the release works (the concrete over fall dam) ,the diversion structure (pressure seepage tunnel ,the surge-chamber ) ,and the surface power station .The check level is 23
3、9.5m ,its corresponding flow is 9700m3/s . The design water level is 238.2 m ,its corresponding flow amount is 5500 m3/s. The regular water retaining level is 231.5m .The dam site is near the former saddle .The crest elevation of the non-over-fall dam is 241 m ,and the base elevation is 113.0m ,The
4、max height of the dam is 128m , The upstream dam slope is 1:0.2 ,the downstream dam slop is 1:0.76 ,the spillway crest elevation is 225m .The inducer of the seepage tunnel is located at the recess place ,The length of tunnel is 1200m ,the diametric of which is 9.1 m .The surge-chamber is located at
5、the mountain , which is 200m from the work shop building and is type is differential motion.The workshop building is located at downstream ,the design level of the turbine is 99.38 m , the equipped capacitor is 44.5 =18kw ,the clean width is 21m , its whole length is58m . The fix level of the turbin
6、e is 116.32 m , the height of hydraulic trbine is 118.76m, and the height of dynamo is 125.27m , the level of the adjustment bay is higher, (and higher than the downstream water level 129.50m) . So it isnt necessary to set up in the lower reaches of the retaining wall.Near the workshop building , th
7、ere are switch station and the main transformer and so on .In addition, the design structure of the surge tank is also calculated and plotted the surge tank layoutKey words: water control; water retaining structures; discharge structure; stability; stress; turbine; selection; diversion tunnel; surge
8、 chamber; plant.目录摘 要1Abstract2第一章 设计基本资料61.1 流域概况和水电站位置61.2 水文与气象61.2.1 水文条件61.2.2 气象条件91.3 湖南镇工程地质91.4当地建筑材料101.5 交通状况101.6既给设计控制数据10第二章 水能规划112.1特征水头、的选择112.1.1 Hmax 的选择112.1.2 Hmin 的选择122.1.3 平均水头的确定132.1.4设计水头Hr的确定142.2水轮机型号选择142.2.1HL200型水轮机方案主要参数选择142.2.2 HL180型水轮机方案主要参数选择162.3 水轮机方案的比较分析18第三
9、章 枢纽布置、挡水及泄水建筑物193.1 非溢流坝193.1.1剖面设计193.1.2 廊道及排水布置223.1.3稳定与应力校核233.2 混凝土溢流坝363.2.1 溢流坝孔口尺寸的确定363.2.2 溢流坝堰顶高程的确定373.2.3 闸门的选择373.2.4 溢流坝剖面373.2.5 溢流坝稳定验算40第四章 水电站厂房444.1 厂房内部结构444.1.1 发电机外形尺寸估算444.1.2 发电机重量估算464.1.3 水轮机蜗壳及尾水管474.1.4 调速系统,调速设备选择494.2 主厂房主要尺寸的确定514.2.1主厂房长度的确定514.2.2主厂房宽度的确定524.2.3主厂
10、房高程的确定53第五章 引水建筑物555.1 隧洞细部构造555.1.1 隧洞洞径555.1.2隧洞进口段565.1.3 隧洞进口顶部高程,底部高程575.3 压力钢管内径设计57第六章 调压室设计586.1设置上游调压室的条件586.2 调压室的稳定断面586.2.1设计洪水位586.2.2 设计低水位616.2.3水轮机最大引用流量时的水头损失626.2.4稳定断面计算646.3调压室方案比较646.3.1差动式调压室646.3.2阻抗式调压室676.3.3调压室选型的确定69第七章 厂房构架设计707.1吊车梁设计707.1.1.初步拟定截面尺寸707.1.2作用荷载计算707.1.3
11、内力计算717.1.4 内力计算727.2厂房排架设计777.2.1 截面尺寸确定777.2.2 荷载计算787.2.3 内力计算787.2.4 配筋计算80第一章 设计基本资料1.1 流域概况和水电站位置 乌溪江属衢江支流,发源于闽、浙、赣三省交界的仙霞岭,于衢县樟树潭附近流入衢江,全长170公里,流域面积2623平方公里。 流域内除黄坛口以下属衢江平原外,其余均属山区、森林覆盖面积小,土层薄,地下渗流小,沿江两岸岩石露头,洪水集流迅速,从河源至黄坛口段,河床比降为1/1000,水能蕴藏量丰富。 流域内已建成二卒水电站,第一级为湖南镇水电站,坝址位于衢县境内乌溪江区山前峦处,坝址以上流域面积
12、为2151平方公里。第二级为黄坛口水电站,坝址位于衢县黄坛口公社。坝址以上流域面积为2328平方公里。1.2 水文与气象1.2.1 水文条件湖南镇坝址断面处多年平均径流量为83.0立方米/秒。实测最大峰流量为5440立方米/秒(1954年),千年一遇洪水总量为11.0立方米,洪峰流量为11300立方米。万年一遇洪水总量16.2亿立方米,洪峰流量为16600立方米/秒。保坝洪水总量17.2亿立方米,洪峰流量为22000立方米/秒。表1-1 坝址断面处山前峦水位流量关系曲线水位(m)122.71123.15123.5124.04125.4126.6128.5流量(m3/s)105010020050
13、010002000水位(m)130.1132.6135.3137.6139.8141.8流量(m3/s)300050007500100001250015000图1-1 坝址断面处山前峦水位流量关系曲线表1-2 电站厂房处获青水位流量关系曲线水位(m)115115.17115.39115.57115.72115.87116流量(m3/s)1020406080100120水位(m)116.13116.25116.37116.47117.05117.9118.5流量(m3/s)1401601802004007001000水位(m)119.45120.3121.97123.2125.65127.812
14、9.8流量(m3/s)15002000300040006000800010000图1-2 狄青处水位流量关系曲线 表1-3 水库水位面积、容积曲线()()()1.2.2 气象条件乌溪江流域属副热带季风气候,多年平均气温10.4,月平均最低气温4.9,最高气温28,多年平均降雨为1710毫米,雨量年内分配极不均匀,4,5,6三个月属梅雨季节,降雨量占全年的50左右,7,8,9三个月受台风过境的影响,是有台风暴雨出现,其降雨量约占全年的25左右;1.3 湖南镇工程地质库区多高山峡谷,平原极少。地层多为白垩纪流纹斑岩及凝灰岩分布,柱状节理及顺坡向节理裂隙普遍,断裂构造不甚发育,受水库回水影响,可能有
15、局部土滑、崩塌等情况,但范围不会很大,因此库区的岸坡稳定问题是不严重的。唯坝前水库左岸的梧桐口至坝址一段地形陡峭,顺坡裂隙较为发育,经调查有四处山坡因顺坡裂隙切割,不够稳定,每处不稳定岩体为23万立方米,在水库蓄水过程中,裂隙中充填物受潮软化,易崩塌、滑落,由于距坝趾较近,在施工过程中应注意安全。库取未发现有经济价值的矿床,仅湖南镇上游破石至山前峦一带有30余个旧矿,经地质部华东地质局浙西队调查,认为无经济价值。本工程曾就获青、项家、山前峦三个坝址进行地质勘测工作,经分析比较,选用了山前峦坝址。山前峦坝址河谷狭窄,河床仅宽110m左右,两岸地形对称,覆盖层较薄,厚度一般在0.5m 以下,或大片
16、基岩出露,河床部分厚约24m。岩石风化普遍不深,大部分为新鲜流纹斑岩分布,局部全风化岩层仅1m左右,半风化带厚约212m,坝址地质构造条件一般较简单,经坝基开挖仅见数条挤压破碎带,产状以西北和北西为主,大都以高倾角发育,宽仅数厘米至数十厘米,规模及影响范围均不大,坝址主要工程地质问题为左岸顺坡裂隙、发育,差不多普及整个山坡,其走向与地形地线一致,影响边坡岩体的稳定性。坝址地下水埋置不深,左岸为1126m,右岸1534m。岩石透水性小,相对抗水层(条件吸水量0.01L/dm)埋深不大,一般在开挖深度范围内,故坝基和坝肩渗透极微,帷幕灌奖深度可在设计时根据扬压力对大坝的影响考虑选用。坝址的可利用基
17、岩的埋置深度,在岸1012m,右岸69m,河中68m,坝体与坝基岩石的摩擦系数采用0.68。引水建筑物沿线为流纹斑岩分布。岩石新鲜完整,地质条件良好。有十余条挤压破碎带及大裂隙,但宽度不大,破碎程度不严重。厂房所在位置地形陡峻,覆盖极薄,基岩大片出露,岩石完整,风化浅,构造较单一。有两小断层,宽0.50.8m,两岸岩石完好。本区地震烈度小于6度。1.4当地建筑材料本工程需要砾石约186万立方米,砂67万立方米。经勘测,砂的粒径偏细,砾石超粒径的含量偏多,其他指标均能满足要求,但坝址附近几个料场的储量不能完全满足设计要求。故不足的砂石料用轧石解决,轧石料场选在大坝左岸距坝址0.812公里范围内。
18、不足的砂料用楼里村附近的几个料场补充,距坝址2.53公里。1.5 交通状况坝址至衢县的交通依靠公路,衢县以远靠浙赣铁路。1.6既给设计控制数据a .校核洪水位:239.5m,校核最大洪水下泄流量9700m3/s,相应的水库库容1947.5108m3b .设计洪水位:238.2m,设计洪水最大下泄流量5500m3/sc .设计蓄水位:231.50md .设计低水位:191.00me .装机容量:44. 5Mw,即18万kw第二章 水能规划2.1特征水头、的选择 (水头损失按 3%计) (2-1)式中:上游水位,m;厂房处下游水位,m。2.1.1 Hmax 的选择1.校核洪水位,全部机组发电:由Q
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