若水电站枢纽工程下坝线水电站厂房设计frql.docx

若水电站站枢纽工工程下坝坝线水电电站厂房房设计河海工程程学院 水电001-22班 姚姚小燕指导老师师：兰芙芙蓉 摘要：本本次毕业业设计在在分析若若水电站站枢纽工工程、工工程概况况的基础础上，进进行了下下坝线水水电站厂厂房的设设计，包包括厂内内机电设设备的选选择、水水电站厂厂房的布布置、主主副厂房房结构设设计、厂厂区枢纽纽布置等等，最终终结合同同组成员员关于上上坝线水水电站厂厂房设计计进行工工程量的的比较和和方案比比选，确确定了水水电站厂厂房的设设计最终终方案，结结合设计计组中其其他成员员关于引引水隧洞洞和大坝坝的设计计完成了了由水电电站厂房房、引水水隧洞和和重力式式挡水坝坝三大建建筑物组组成的若若水电站站枢纽工工程的设设计。关键词：若水电站站厂房设设计；机机电设备备选择；厂房布布置；结结构设计计1 若水水电站基基本资料料1.1 工程概概况若水电站站位于沅沅水一级级支流巫巫水下游游峡谷河河段，下下距会同同县若水水乡镇22km，距距洪江市市15kkm。坝坝址下游游2kmm有洪江江绥宁宁省级公公路从若若水乡镇镇经过，交交通较为为便利。该工程原原规划拟拟定正常常蓄水位位2455m，由由于水库库兴建库库区淹没没损失大大，且淹淹没省级级重点保保护单位位高高椅古民民居。为为避免库库区高椅椅古民居居淹没，早早日实现现中级电电气化县县目标，20002年55月对若若水河段段规划进进行了重重新复核核，使原原一级开开发改为为二级开开发，并并经省厅厅审查通通过。复复核后本本工程初初拟正常常蓄水位位1922m，迥迥水至高高椅坝址址，库容容0.007388亿m33，装机机16MMw，是是一座以以发电为为主，兼兼有防洪洪、旅游游等综合合效益的的水电工工程，枢枢纽建筑筑物由溢溢流闸坝坝、重力力式挡水水坝、右右岸引水水发电隧隧洞和引引水式厂厂房组成成。永久久性建筑筑物闸坝坝、电站站厂房等等属4级级建筑物物，临时时建筑物物属5级级。1.2 水文地地质条件件工程区地地震基本本烈度小小于度度，不考考虑地震震荷载。下坝址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，出露的主要岩性有绢云母板岩夹中薄层长石砂岩。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9.540m （高程225m 以上），右坝肩地下水位埋深3 23m（高程226m 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。坝基防渗帷幕下限（q<5lu）埋深，左岸1028m，河床210m，右岸620m。下坝址厂房位于河弯下游9#冲沟出口的冲积堆积级阶地一带，阶地宽1012m，阶面高程183184m，后山坡坡角45°，基岩裸露。2 机机电设备备选择水电站的的机电设设备主要要有：水水轮机、发发电机、调调速系统统、起重重设备等等。2.1 水轮机机选型水电站设设计水头头为111.5米米，因此此水轮机机机型有有两种方方案，分分别为混混流式3310型型水轮机机和转桨桨式5660型水水轮机。根据设计要求，本设计中选用混流式310型水轮机。水电站的装机容量等于机组台数和单机容量的乘积。根据已确定的装机容量，考虑机组台数与机电设备制造的关系、机组台数与水电站投资的关系、机组台数与水电站运行效率的关系、机组台数与水电站运行维护工作的关系，可以拟定机组台数为两台，单装机容量为8000千瓦。通过水轮机主要参数的计算，定出水轮机的转轮直径、转速、吸出高、安装高程等，查出水轮机的重量和水轮机转轮的重量。根据这些已知参数，对水轮机的结构和外型尺寸进行估算，即对蜗壳和尾水管的结构和外型尺寸进行估算。由于设计水头小于40米，本电站采用混凝土蜗壳，为使水头损失和平面尺寸较小，同时又便于施工，蜗壳断面采用梯形断面。根据蜗壳的水力计算，定出蜗壳的外型尺寸，并绘出蜗壳断面单线图。为了减小尾水管的开挖深度，采用弯肘型尾水管，弯肘形尾水管是由进口直锥段、肘管和出口扩散段三部分组成。根据尾水管标准系列与实际值的比较计算，确定尾水管的基本尺寸，绘出尾水管的外形尺寸图和尾水管型线图。2.2 调速系系统的选选择水轮机调调速系统统的基本本任务是是：使水水轮发电电机组稳稳定地以以额定转转速运行行，在机机组负荷荷变化工工其他外外扰作用用下，保保证机组组的转速速变化不不超过一一定的范范围，并并能迅速速地稳定定于新的的工况，从从而保证证发电机机输出的的交流电电频率满满足用电电设备的的要求。水水轮机调调节是通通过调速速系统根根据机组组转速的的变化不不断地改改变水轮轮机过流流量来实实现的。调速系统统的主要要设备有有：调速速器、油油压装置置和漏油油装置。大型调速速器以主主配压阀阀的直径径为表征征组成系系列的，因因此算出出主配压压阀的直直径即可可定出调调速器的的型式为为DT-1000。油压装置置的选择择计算主主要是确确定油压压装置的的台数和和容量（工工作能力力）。为为了满足足机组调调节和安安全运行行的要求求，通常常每台水水轮机装装设一台台油压装装置。油压装置置的工作作能力是是以压力力油箱的的总容积积和额定定油压为为表征的的。同理理，算出出压力油油箱的总总容积，即即可定出出油压装装置的型型式为HHYZ-1.66。2.3 发电电机的选选择根据计算算，本设设计中选选用的发发电机为为伞式发发电机，采采用立式式布置。发发电机型型号为SSF100-422/9440，通通风方式式采用密密闭式空空气循环环冷却。2.4 起重重设备的的选择本设计中中最重吊吊运件的的重量为为1055吨，且且机组台台数小于于4台，故故可选用用一台单单小车桥桥式起重重机。参参照机机电设计计手册（水水力机械械）相相关部分分，即可可确定起起重设备备的主要要工作参参数。3 水电站站厂房的的布置主厂房由由机组段段（包括括端机组组段）和和安装场场组成，所所以主厂厂房布置置和尺寸寸的确定定，主要要就是机机组段和和安装场场的布置置和尺寸寸的确定定。而机机组段尺尺寸主要要取决于于水轮机机蜗壳、尾尾水管、发发电机等等设备的的外形尺尺寸。3.1 反击击式机组组的布置置机组的布布置主要要包括尾尾水管层层的布置置、蜗壳壳层的布布置、水水轮机层层的布置置、发电电机层的的布置。图1 水水轮机层层平面图图 图图2 发发电机层层平面图图3.2 机组组附属设设备的布布置考虑到厂厂房内蜗蜗壳的结结构以及及蜗壳进进水口与与调压室室的连接接，本次次设计中中不对进进水阀进进行设计计，故机机组附属属设备的的布置主主要是对对调速设设备的布布置。3.3 主厂厂房的尺尺寸的确确定主厂房的的尺寸的的确定，即即主厂房房总长、总总高和宽宽度的确确定。主厂房的的总长度度包括机机组段的的长度（机机组中心心间距），端端机组段段的长度度和安装装场的长长度，并并考虑必必要的水水工结构构分缝要要求的尺尺寸。机组段的的长度主主要由蜗蜗壳、尾尾水管、发发电机等等设备在在轴方向向的尺寸寸确定，取取其中的的最大值值。因此此机组段段长度为为16米米，端机机组段的的长度为为19米米，主厂厂房的总总长度为为55米米。以机组中中心线为为界，厂厂房宽度度可分为为上游侧侧宽度和和下游侧侧宽度两两部分。根根据水水工设计计手册第第七册和和机电电设计手手册（水水力机械械）相相关部分分，算出出厂房水水上部分分总宽度度为255米，水水下部分分总宽度度为344米。厂房各层层的高程程，主要要有尾水水管底板板高程、机机组安装装高程、水水轮机层层地面高高程、发发电机层层地面高高程、吊吊车轨道道顶的高高程、厂厂房顶的的高程等等。根据据水电电站建筑筑物相相关部分分，算出出各程的的高程，得出厂房的总高度为40.337米，由此可绘出厂房横剖面图和纵剖面图。 图3 厂房横横剖面图图 图44 厂房房纵剖面面图3.4 安装装场的布布置及尺尺寸的确确定安装场是是为设备备的到货货卸车、拆拆箱清扫扫、组合合、预装装或解体体大修而而设置的的。安装场位位于主厂厂房左端端，并与与对外交交通道同同侧，以以方便交交通运输输。安装装场的高高程与发发电机层层楼板高高程相同同，以充充分利用用场地，便便于安装装、检修修、及运运行维护护管理。因因此安装装场的高高程为1182.83。安安装场与与主厂房房同宽，以以便于利利用起重重机沿主主厂房纵纵向运行行，即安安装场的的宽度为为34米米。安装装场的长长度为220米。3.5 副厂厂房的布布置副厂房的的位置布布置有三三个方案案。即副副厂房设设在主厂厂房的上上游侧、副副厂房设设在主厂厂房的下下游侧、副副厂房设设在主厂厂房靠对对外交通通的一端端。通过过三个方方案的综综合分析析，最终终副厂房房布置在在主厂房房的上游游侧，使使得工程程量少，主主副厂房房布置紧紧凑，联联系方便便，厂区区布置合合理，虽虽有一些些不足之之处，但但比其它它方案仍仍然是利利多弊少少。副厂房的的平面布布置主要要包括中中央控制制室、集集缆室、继继电保护护盘室、开开关室、通通讯室及及远动装装置室、电电气试验验室等的的布置。3.6 厂房房的通风风、空调调、采暖暖与采光光水电站厂厂房发电电机层，夏夏季温度度可达440°C以上，使使运行人人员感到到头晕、疲疲倦。高高程低于于水面的的房间严严重潮湿湿，运行行和检修修人员易易患关节节炎。在在中央控控制室、载载波和微微机室、发发电机层层等电气气和自动动化仪表表较集中中的房间间，高温温将使电电气元件件可靠性性差，故故障率高高；低温温会使电电缺陷设设备绝缘缘层脆化化断裂，设设备元件件寿命短短；相对对湿度过过高，会会使元件件发霉，绝绝缘下降降，过低低又会发发生误动动作。为为保证运运行人员员有新鲜鲜的空气气、良好好的采光光、技术术的保安安和延长长设备元元件的寿寿命，必必需对空空气的温温度、相相对湿度度、清洁洁度和气气流速度度加以调调节。通通风、空空调、采采暖正是是解决“四度”的技术术措施。4 厂厂房结构构布置4.1 厂内主主要结构构布置水电站厂厂房为现现浇的钢钢筋混凝凝土结构构型式。厂厂房水上上围护结结构采用用砖墙。办办公副厂厂房采用用混合结结构型式式。水电站厂厂房的结结构布置置应与厂厂房内部部布置结结合一起起考虑，主主要包括括伸缩缝缝的布置置、厂房房水下结结构布置置、厂房房水上结结构布置置、副厂厂房结构构布置和和变电站站的布置置。4.2 蜗壳壳结构计计算根据设计计任务书书的要求求，本设设计还单单独对蜗蜗壳进行行了结构构计算和和配筋计计算。通通过结构构计算，对蜗壳的顶板、边墙、蜗壳进水口和尾水锥体进行了配筋，绘出了蜗壳结构钢筋图。此外，还参照现有的其它电站的基本资料，绘制了发发电机层层楼板结结构图。a 顶板上层配筋图b 1-1剖面图图5蜗壳壳结构钢钢筋图5 枢枢纽总体体布置本电站枢枢纽布置置包含大大坝、厂厂房、引引水建筑筑物三大大部分，大大坝为混混凝土低低堰闸坝坝，厂房房为引水水式地面面厂房，引引水建筑筑物为有有压引水水隧洞。本本人负责责厂房的的布置设设计。5.1 坝址的的确定5.1.1坝址址比较综合分析析基本资资料中上上坝址和和下坝址址的地形形地质条条件，对对两坝址址的地形、岩岩性等水水文地质质条件进进行比较较，可知知下坝址址的水文文地质条条件相对对较好。5.1.2工程程型式及及建筑物物布置进行厂房房的布置置设计首首先要确确定厂房房的型式式。根据据若水工工程地形形、地质质情况，有有三种参参考方案案可供选选择，分分别为河河床式、引引水式、岸岸边式。因因为坝轴轴线处河河床高程程18221883.55，河床床宽2002m，当当正常蓄蓄水位时时河谷宽宽2322m，这这个距离离相对较较短，如如果建造造河床式式电站则则会使得得布置紧紧张。又又因为在在坝轴线线处两岸岸边坡较较陡峻，另另外两岸岸肩强风风化相对对较深，这这些问题题都会增增加工程程开挖量量，加大大投资，采采用岸边边式同样样不合理理。而引引水式厂厂房则可可消除上上述两种种方案的的不足，故故综合考考虑本电电站采用用引水式式发电厂厂房。厂区枢纽纽是水电电站主厂厂房、副副厂房、引引水道、尾尾水道、主主变压器器场、高高压开关关站、交交通道路路和行政政及生活活区建筑筑物等的的组合体体。厂区区布置的的目的是是确定厂厂房和厂厂区其他他建筑物物的相对对位置，使使厂房与与上游的的进水口口和下游游的尾水水道之间间衔接好好，水流流顺畅；确定副副厂房、主主变压器器场和高高压开关关站的位位置和对对外交通通的连接接等，也也就是要要使各建建筑物间间配合协协调，发发挥各自自的功能能，满足足运行安安全可靠靠。5.1.3上、下下坝址厂厂房工程程量的计计算厂房型式式和厂区区枢纽布布置方案案确定之之后，就就可以开开始对厂厂址的确确定。对对下坝址址，拟定定两个布布置方案案，通过过工程量量的计算算，经综综合考虑虑，选用用了开挖挖方比较较小，地地下部分分面积较较小的方方案。这这是因为为工程开开挖量大大的方案案厂房大大部处于于地下，地地下岩石石开挖工工程量大大，对地地质条件件要求高高，投资资大，施施工条件件差。投投产后，运运行条件件较差，如如果通风风、防潮潮措施要要做好，则则电器元元件容易易失灵，机机电设备备和技术术结构易易生锈，对对运行人人体的健康康也有不不得影响响。从而而确定了了下坝线线厂址的的布置位位置。结结合上坝坝线厂址址的布置置位置进进行综合合分析，由由于上坝坝线与下下坝线厂厂区的工工程量相相差不多多，但下下坝线的的地形地地质条件件明显优优于上坝坝线，故故最终采采用了下下坝线的的布置方方案，完完成的本本次设计计任务。5.2 枢纽布布置5.2.1 厂厂房位置置拟定下坝址位位于上坝坝址下游游6600m，基基本为“U”型横向向谷，河河流流向向26550，河河床大部部分为冲冲积砂砾砾石覆盖盖，河床床高程11821833.5mm，河床床宽2002m，右右河床为为浅滩，水水深0.511.0mm, 左左河床为为人工改改造河槽槽，水深深1.552.0m。据据钻孔地地下水位位观测资资料，左左坝肩地地下水位位埋深99.540mm （高高程2225m 以上），右右坝肩地地下水位位埋深33 223m（高高程2226m 以上），远远高于蓄蓄水位。据据钻孔压压水试验验资料表表明，基基岩的透透水性与与岩体风风化程度度密切相相关，强强风化带带及弱风风化带上上部岩体体节理裂裂隙较发发育，岩岩体完整整性较差差，透水水性较强强，为中中等透水水带，弱弱风化带带中下部部和微风风化岩体体透水性性较差，基基本为弱弱透水或或微透水水带。故故在坝轴轴线处修修建拦河河坝是不不合理的的。厂房位于于河弯下下游9#冲沟出出口的冲冲积堆积积级阶地地一带，阶阶地宽110112m，阶阶面高程程18331884m，后后山坡坡坡角455°，基岩岩裸露。阶阶地上部部为灰褐褐色粉质质粘土，下下部为砂砂砾石，厚厚1.001.8m，基基岩为ZZaj2-3、 Zajj2-22岩组灰灰绿色绢绢云母板板岩夹灰灰白色长长石砂岩岩。岩层层产状，NN15°°200°E，SSE65°700°，板岩岩劈理发发育，主主要发育育NE向向、NEEE向、NNNW向向及NWWW向四四组节理理，面多多闭合，延延伸长115mm。强风风化带下下限埋深深255m，厂厂房基础础持力层层为弱风风化岩体体，其强强度满足足建筑物物地基应应力要求求。5.2.2厂区区布置副厂房设设在主厂厂房的上上游侧。主主变压器器场在主主厂房及及开关站站位置选选定后，布布置在主主厂房右右侧，靠靠近主厂厂房布置置，并根根据进厂厂交通要要求，安安装间也也放在主主厂房右右侧，这这样布置置，开关关站、主主变压器器场、安安装间及及进厂交交通都有有较合理理。在厂厂房靠近近安装间间一侧设设一条公公路，以以方便厂厂区与外外界的运运输。图6 下坝址址厂区枢枢纽布置置图6 英文资资料的翻翻译结合本专专业特点点：培养养具备水水电工程程学科的的基本理理论，掌掌握水电电工程技技术、工工程施工工组织、工程招投标和法律的专业基础知识，具备较高的外语应用能力的复合型高级人才。本人所选翻译资料题目为巴昆水电站工程，此文主要介绍了马来西亚沙捞越洲私营水电站巴昆水电站的工程基本概况。通过翻译，不仅对英语水平进行了检验，同时还认识了发达国家水利方面的成就。参考文献献：1水水利水电电工程专专业毕业业设计指指南，索索丽生等等，中国国水利水水电出版版社；2水水电站建建筑物，中中国水利利水电出出版社；3水水力机械械，金金钟元，水水利电力力出版社社，199914水水电站机机电设计计手册（水水力机械械），水水电站机机电设计计手册编编写组，水水利电力力出版社社，19983；5水水电站厂厂房设计计，顾顾鹏飞等等，水利利电力出出版社，119877；6水水工设计计手册（第第七册），水水电站建建筑物，华华东水利利学院主主编，水水利电力力出版社社，19989；7水水利水电电枢纽工工程等级级划分及及洪水标标准，中中华人民民共和国国电力行行业标准准，DLL51880-220033；8水电站站厂房设设计规范范，中中华人民民共和国国行业标标准，SSL2666-220011；9水水工建筑筑物荷载载设计规规范，中中华人民民共和国国电力行行业标准准，DLL50777-119977；10水工工建筑物物抗震设设计规范范，中中华人民民共和国国行业标标准，SSL2003-997；11水工工混凝土土结构设设计规范范SLL/T，1191-96；12小型型水电站站厂房部部分（中中册）。The dessignn off thhe ppoweerhoousee inn thhe ddownnstrreamm of tthe Ruooshuui hhydrroellecttricc huub YaoxxiaooyannAbsttracct: Thee obbjecct oof tthiss grraduuatee deesiggn iis tthe powwerhhousse iin tthe dowwnsttreaam oof RRuosshuii hyydrooeleectrric hubb.Thiss deesiggn iis oon tthe bassic of anaalyzzinggthee geenerral sittuattionn off thhe RRuosshuii hyydrooeleectrric enggineeeriing.Thee maain conntennt oof tthiss grraduuatee ennginneerringg deesiggn iis: makkingg chhoicce oof hyddroeelecctriic eequiipmeent inccluddingg geenerratoor、cchaiin bblocck eetc; arrrannginng tthe powwer houuse of thee hyydrooeleectrric staatioon; dessignningg thhe cconffiguurattionn off thhe mmainn annd ssubssidiiaryy poowerr hoousee; aarraangiing thee huub aat tthe sitte oof tthe staatioon; dessignningg thhe fframmewoork of flooor andd booardd onn thhe ggeneerattor flooor. Affterr thhesee woork, coompaaredd wiith thee deesiggn oof tthe powwerhhousse oof tthe hyddroeelecctriic hhub sittu iin tthe upsstreeam, maake surre tthe schhemee ulltimmateely. Finaallyy, ccombbineed wwithh thhe ddesiign of thee grraviity damm annd tthe divverssionn tuunneel, thiis ggradduatte ddesiign of theepowwerhhousse oof RRuosshuii hyydrooeleectrric hubb iss coomplleteed. Key worrds:dessignn off thhe ppoweerhoousee off hyydrooeleectrric staatioon, maake chooisee offhyddroeelecctriiceqquippmennt, connfigguraatioon, conntraactuure dessignningg.13