毕业设计水电站厂房设计.doc
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1、目录摘要 1第一章 若水工程原始资料1第一节 概述1第二节 水文气象资料1第三节 工程地质和水文地质3第四节 设计基本数据7第二章 机电设备选择10第一节 水轮机的选型10第二节 水轮机结构与外型尺寸估算17第三节 调速系统的选择23第四节 发电机的选择26第五节 起重设备30第三章 水电站厂房布置33第一节 机组的布置33第二节 机组附属设备的布置36第三节 主厂房主要尺寸的确定37第四节 安装场的布置及尺寸的确定43第五节 副厂房的布置44第六节 厂房的通风、空调、采暖与采光46第四章 厂房结构布置48第一节 厂内主要结构布置48第二节 蜗壳结构计算50第五章 厂区枢纽布置67第一节 坝址
2、的确定67第二节 枢纽布置71致谢 参考文献 附录I 发电机层平面图 II 水轮机层平面图 III 厂房横剖面图 IV 厂房纵剖面图V 蜗壳层结构钢筋图VI 下坝址枢纽布置图 VII 厂区枢纽布置图 VIII发电机层楼板结构图摘要本次毕业设计的题目是若水电站枢纽工程水电站厂房设计。若水电站位于沅水一级支流巫水下游峡谷河段,电站正常蓄水位192m、库容0.0738亿立方米、装机容量16兆瓦,是一座以发电为主,兼有防洪、旅游等综合效益的水电工程,枢纽建筑物由溢流闸坝、重力式挡水坝、右岸引水发电隧洞和引水式厂房组成。本次设计内容主要有:机电设备(含水轮机、发电机、起重机、调速器及油压装置等)选择、水
3、电站厂房布置、主副厂房结构设计、厂区枢纽布置、发电机楼板层结构设计。关键字:厂房 机电设备 布置 结构设计AbstractThe object of this graduate design is the powerhouse of ruoshui hydroelectric hub.Ruoshui hydroelectric station locate at the gorge, on the downstream of Wushui which is the first level branch of Yuanshui, with the normal reservoir operati
4、on level of 192 meters, the reservoir capability of 0.0738 billion and the installed capacity of 16MW. It take generate electricity as the lord, of course, it also have the synthesis benefits of protecting from the flood and travel. This project is comprised of a overflow brake dam, a gravity dam, a
5、 power house and diversion tunnels which locate on the right bank.The main content of this graduate engineering design is: making choice of hydroelectric equipment including generator、chain block etc; arranging the power house of the hydroelectric station; designing the configuration of the main and
6、 subsidiary power house; arranging the hub at the site of the station; designing the framework of floor and board on the generator floor.Key words: powerhouse, hydroelectric, equipment, configuration, contracture designing.第一章 若水电站枢纽工程原始资料第一节 概述一 工程概况若水电站位于沅水一级支流巫水下游峡谷河段,下距会同县若水乡镇2,距洪江市15。坝址下游2有洪江绥宁
7、省级公路从若水乡镇经过,交通较为便利。 该工程原规划拟定正常蓄水位245,由于水库兴建库区淹没损失大,且淹没省级重点保护单位高椅古民居。为避免库区高椅古民居淹没,早日实现中级电气化县目标, 2002年5月对若水河段规划进行了重新复核,使原一级开发改为二级开发,并经省厅审查通过。复核后本工程初拟正常蓄水位192,迥水至高椅坝址,库容0.0738亿,装机16,是一座以发电为主,兼有防洪、旅游等综合效益的水电工程,枢纽建筑物由溢流闸坝、重力式挡水坝、右岸引水发电隧洞和引水式厂房组成。二 工程等别和建筑物级别本工程以发电为主,兼有防洪、旅游等综合效益。水库正常蓄水位192时库容为0.0738亿,电站装
8、机容量为16,根据水利水电工程等级划分及防洪标准SL252-2000规定,工程规模为小(1)型,工程等别为等。永久性建筑物闸坝、电站厂房等属4级建筑物,临时建筑物属5级。相应洪水标准为:1 大坝、发电引水隧洞等永久性主要建筑物的设计洪水重现期为50年(),校核洪水重现期为500年()。2 电站主、副厂房、变电站及公路等建筑物的设计洪水重现期为30年(),校核洪水重现期为100年()。第二节 水文气象资料一 洪水 各频率洪峰流量详见下表1-1。表1-1 坝 址 洪 峰 流 量 表频率(%)0.10.20.5123.335102050坝址洪峰流量(m3/s)94208440716061905220
9、45403990308022201190厂址洪峰流量(m3/s)9800879074606460546047504180324023401260二 水位流量关系曲线1 下坝址水位流量关系曲线详见下表1-2。表1-2 下坝址水位流量关系曲线表 高程系统:85黄海水位Z(m)182.44183.00184.00185.00186.00187.00流量Q(m3/s)36.518552291213101730水位Z(m)188.00189.00190.00191.00192.00193.00流量Q(m3/s)218026803240384044405040水位Z(m)194.00195.00196.0
10、0197.00198.00199.00流量Q(m3/s)5640624068407440804086402 上坝址水位流量关系曲线详见下表1-3。表1-3 上坝址水位流量关系曲线表 高程系统:85黄海 水位Z(m)184.23185.00186.00187.00188.00189.00流量Q(m3/s)36.5255620106015402060水位Z(m)190.00191.00192.00193.00194.00195.00流量Q(m3/s)265032703890451051305750水位Z(m)196.00197.00197.50198.00199.00199.50流量Q(m3/s)
11、6370699073007610823085403 厂址水位流量关系曲线详见下表1-4。表1-4 厂址水位流量关系曲线表 高程系统:85黄海 水位Z(m)179.12180.00181.00182.00183.00184.00185.00流量Q(m3/s)30263600980138018002250水位Z(m)186.00187.00188.00189.00190.00190.5191.00流量Q(m3/s)2730327038504480514054805830三 泥沙 多年平均含沙量: 0.089 多年平均输沙量: 22.05万 设计淤沙高程 : 169.0 淤沙内摩擦角 : 100 淤
12、沙浮容重 : 0.9四 气象 多年平均气温: 16.6 极端最高气温: 39.1 极端最低气温: -8.6多年平均水温: 18.2 历年最高气温: 34.1 历年最低气温: 2.1 多年平均风速: 1.40 历年最大风速: 13.00,风向:NE 水库吹程: 3.0最大积雪厚度: 21 基本雪压: 0.25第三节 工程地质与水文地质一 工程地质资料1 该工程区地震基本烈度小于度,不考虑地震荷载。2 基岩物理力学指标如下上坝址 饱和抗压强度:2030 抗剪指标: f砼/岩=0.60.65 抗剪断指标: f砼/岩=0.80.9 c=0.70.8 下坝址饱和抗压强度:1525 抗剪指标: f砼/岩=
13、0.60.62抗剪断指标: f砼/岩=0.70.8c=0.70二 坝址工程地质条件1 上坝址工程地形、地质条件上坝址位于河流弯曲段下游,流向2790,基本为“U”型横向河谷。河床基岩裸露,高程181184,河床宽136,水深0.53.0。坝轴线上游100350,河床深槽较发育,一般槽宽2040,槽深1114.5。当蓄水位192 时,河谷宽161 ,左岸冲沟较发育,坝轴线上、下游分别分布2# 及3# 冲沟,边坡具下陡上缓特征,高程227以下坡角450,以上坡角250,山顶高程271 ;右岸地形较平顺,上游有一小冲沟分布,边坡较陡峻,坡角350450,山顶高程292。坝址区除两岸均分布有宽度较窄,
14、厚34冲积阶地堆积及左岸分布厚13残积堆积外,基岩大部分裸露,出露的主要岩性为砂质板岩、绢云母板岩夹长石砂岩、厚层长石砂岩、含砾砂岩、含砾砂质板岩。 坝区岩层走向与河流交角700800,倾上游偏左岸,坝址区构造较简单,仅上游见F1断层及物探探测的F3断层,破碎带宽0.10.6,延伸长度均小于50。主要节理有四组。坝区岩石风化受岩性与地形等因素影响,长石砂岩抗风化能力较强,风化较浅;板岩、绢云母板岩抗风化能力较弱,风化深度较大,两岸山顶受地形切割呈弧立小山包,则强风化深达2536。据钻孔压水试验和地下水观测资料,坝区岩体透水性较差,地下水位坡降陡达4050%,埋藏较浅,远高于设计正常蓄水位。坝基
15、岩体透水率小于5lu占96.8%,基本属弱透水岩体;防渗帷幕下限(q5lu)埋深,左岸5.220,河床57,右岸2.512。2 下坝址工程地形、地质条件下坝址位于上坝址下游660,基本为“U”型横向谷,河流流向2650,河床大部分为冲积砂砾石覆盖,河床高程182183.5,河床宽202,右河床为浅滩,水深0.51.0m, 左河床为人工改造河槽,水深1.52.0。当正常蓄水位192时,河谷宽232 。两岸地形对称,边坡较陡峻。左岸坡角400430,为崩坡积物所覆盖,山顶高程324.74;右岸坡角420450,基岩裸露,山顶高程315.25。坝区除少部分为第四系松散堆积物覆盖外,基岩大部分裸露,出
16、露的主要岩性有绢云母板岩夹中薄层长石砂岩。坝区地质构造较简单,断层未见。岩层产状N200250E,SE600700,其走向与河流交角600650,倾向上游偏左岸。坝区岩石风化主要受岩性所控制,坝基及坝肩大部分为绢云母板岩,其抗风化能力较弱,两岸肩强风化相对较深。据钻孔地下水位观测资料,左坝肩地下水位埋深9.540(高程225以上),右坝肩地下水位埋深3 23(高程226 以上),远高于蓄水位。据钻孔压水试验资料表明,基岩的透水性与岩体风化程度密切相关,强风化带及弱风化带上部岩体节理裂隙较发育,岩体完整性较差,透水性较强,为中等透水带,弱风化带中下部和微风化岩体透水性较差,基本为弱透水或微透水带
17、。坝基防渗帷幕下限(q5lu)埋深,左岸1028,河床210,右岸620。3 坝基岩石物理力学指标坝基岩石物理力学指标建议值在下表1-5中列出。表1-5 坝基岩石物理力学指标建议值表 岩石名称风化程度天然密度(g/cm3)饱和抗压强度()砼与岩石抗剪强度砼与岩石抗剪断强度弹性模量(GPa)抗冲流速(m/s)临时开挖坡比备注fC(MPa)fc(MPa)长石砂岩含砾砂岩强2.52.630350.50.5500.70.750.30.3534451:0.5上坝址弱2.72.7545500.60.6500.90.950.80.9810781:0.3砂质板岩强2.542.568100.400.4500.5
18、50.600.100.1522.5231:0.75上坝址弱2.752.7620250.550.600.800.850.450.5068451:0.5绢云母板岩强2.52.55680.380.4000.500.550.080.101222.51:0.75下坝址弱2.722.7515200.50.5500.750.800.350.40453.54.51:0.5三 引水发电隧洞及厂房工程地质条件1 引水发电隧洞下坝址引水隧洞进口位于坝线右岸上游,洞段穿越河间地块,出口位于河湾下游9#冲沟口附近。洞轴向N16W。进口段(040):地形坡角2860,上覆岩体厚618,围岩为Zaj 2-4岩组灰绿色绢云母
19、板岩,劈理发育,岩层产状N20E,SE65,倾向洞外偏右侧,与洞轴线交角36,主要发育产状N70W,SE78,N50W,SW87及N10E ,SE85三组节理,面多闭合平直,延伸长0.51.0。强风化带下限埋深812,岩体因节理裂隙发育较破碎,成洞条件差,建议采取明挖。开挖坡比,。洞脸边坡由于受层面与多组节理组合切割稳定性较差,建议采取加固处理措施。洞身段(40110):上覆岩体厚1866,围岩为Zaj2-3岩组上部灰白色厚层状长石砂岩,围岩呈弱微风化状态。岩层产状N22E,SE64,与洞轴线交角38。主要发育N5060W,SW8587及N10E,SE8085两组节理,面紧密闭合,延伸长0.5
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