关门梁水电站设计及其引水隧洞设计_土木工程

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土木工程: 关门梁水电站设计及其引水隧洞设计
时间：2020/10/14 11:40:36  作者：  来源：  查看：0  评论：0
内容摘要： 学生姓名学号专业水利水电工程题目名称关门梁水电站设计及其引水隧洞设计课题来源工程实际研究或设计概述关门梁水电站位于四川省甘孜藏族自治州炉霍县境内，地处鲜水河两源之一泥曲河上，系鲜水河干流水电规划一库八级开发方案的第3级“龙头”水库，坝址...
学生姓名学号专业水利水电工程
题目名称关门梁水电站设计及其引水隧洞设计
课题来源工程实际
研究或设计概述关门梁水电站位于四川省甘孜藏族自治州炉霍县境内，地处鲜水河两源之一泥曲河上，系鲜水河干流水电规划一库八级开发方案的第3级“龙头”水库，坝址控制流域面积5921km2，占鲜水河全流域面积的30.62%，坝址处多年平均流量约54.3m3/s。初拟正常蓄水位3385.0m，正常蓄水位以下库容5930.9万m3，水库回水总长度约14.8km，调节库容约3762.5万m3，具有季调节性能。电站采用混合式开发，主要开发任务为发电，电站装机容量105.5MW，是一个中型水电站。本设计完成了水轮机机组的选择，通过已确定的装机容量以及电站工作水头的范围确定水轮机的台数、型号和主要参数，蜗壳、尾水管的型式和轮廓尺寸，以及发电机、调速器和油压装置的选择；进行了水电站的枢纽布置，包括引水系统布置和厂区枢纽布置；以及引水系统设计，包括确定进水口、引水隧洞的型式、尺寸；还有混合式水电站厂房设计，主要包括厂房类型及尺寸的确定、厂房内设备的布置、起重机的选择和副厂房的布置等。毕业设计是学生在校期间十分重要的综合性实践教学环节，是学生全面运用所学基础理论、专业知识和技能、对实际问题进行研究或设计的综合性训练。通过本次设计，增强了综合运用所学知识，结合实际独立完成课题的能力，以及运用理论结合实际去处理问题的能力以及外语水平、计算机运用水平、书面及口头表达能力，实现学生向工程技术人员的转变。
主
要
内
容一、主要设计内容
1、水轮机组的选择，通过已确定的装机容量以及电站工作水头的范围确定水轮机的台数、型号和主要参数，蜗壳、尾水管的型式和轮廓尺寸，以及发电机、调速器和油压装置的选择；
2、水电站枢纽布置，包括引水系统布置和厂区枢纽布置；
3、进水口设计，包括确定进水口、引水隧洞的型式、尺寸；
4、主厂房的设计，确定主要尺寸与结构形式，并进行内部布置；
6、副厂房设计，包括各用途副厂房的布置以及划分；
7、专题设计。设计的主要内容包括引水隧洞轴线的布置、直径及其洞径的确定、衬砌的计算和防沙及检修措施。
主要参考文献 [1] 河海大学刘启钊；《水电站》；1998 年，中国水利水电出版社；
1997-02-13 发布；水利部发展研究中心；
[2] 西北勘测设计研究院；《水工设计手册(第七分册)—水电站建筑物》；北京：中国水利水电出版社；1996；
[3] 焦爱萍；《水利水电工程专业毕业设计指南》；黄河水利水电出版社；
2003.03；
[4] 张丽，韩菊红主编，《水电站》；郑州：黄河水利出版社，2009；
[5] 水利部发展研究中心；《水电站厂房设计规范》；北京：中国水利水电出版社；2005；
[6] 水电站机电设计手册编写组；《水电站机电设计手册》；北京：中国水利电力出版社；
[7] 水电站机电设计手册编写组，水电站机电设计手册(水力机械)，水利电力出版社，1983。
[8] 中华人民共和国电力行业标准，水工建筑物荷载设计规范(DL
5077-1997)，中国电力出版社，1998。
[9] 中华人民共和国行业标准，水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)，中国水利水电出版社，2000。
[10] 中华人民共和国行业标准，水工建筑物抗震设计规(DL5073-1997)，电力工业部，1997
采取的主要技术路线或方法 1 机组的选择
    (1) 机组台数的确定。选择机组台数时，应对加工制造能力和运输条件、总投资、水电站的运行效率和运作灵活性，运行维护工作量的大小等因素综合考虑，经技术经济比较确定机组台数。
    (2) 机组型号的确定。根据给出的特征水头（最大工作水头、最小工作水头、设计水头），可根据水轮机系列谱或应用范围总图选择水轮机型号。可能有几种比较适合的型号，可经定性比较确定两种，在对此两种型号主要参数选择后再进行定量比较，最后确定所选择水轮机的型号。
    (3) 机组主要参数的确定。确定机组型号后，需要计算水轮机的主要参数，包括转轮标称直径和转速。
    (4) 蜗壳和尾水管的选择。由于本电站水头较低，可采用钢筋混凝土蜗壳。蜗壳的包角可采用和两种，对两种包角的蜗壳尺寸进行比较，最后确定一种方案。尾水管可采用标准弯肘型尾水管，其轮廓尺寸确定可参考教材和资料。尺寸确定后画出其单线图。
    (5) 水轮发电机、调速器和油压装置的选择。水轮发电机、调速器和油压装置的型号和尺寸，可由本电站的单机容量、额定转速等套用已建成的类似电站所使用的设备。
2 电站枢纽的布置
    确定各种组成建筑物的相对位置。引水系统的布置应充分考虑地质、地形以及施工和水力条件，应尽量使水流平顺，水头损失小。进水口要求水流对称，不发生回流和旋涡，不出现淤积等，后接引水隧洞，应与洞线布置协调一致；引水隧洞布置应尽可能布置成进口与厂房之间的最短直线；调压室的位置应尽量靠近厂房。主厂房的位置选择主要在水利枢纽总体布置中进行，主厂房宜建在良好的基岩上，位置要与高压管道与尾水渠的布置统一考虑。最后在给出的厂区地形图上绘制厂区枢纽布置图。
3 引水系统中引水隧洞设计
    引水隧洞布置于泥曲河右岸山体内，整体为凸岸，穿越区山体较浑厚，地形较完整，冲沟较发育，沿线穿过林场沟、尾声沟、足马坪沟、益绕沟、西里沟等5条较大冲沟，过沟段基岩埋深最小处约30m。
引水隧洞采用马蹄形断面，Ⅲ类围岩洞径为8.2m，采用挂网喷锚支护，流速1.835m/s，Ⅳ类围岩采用40cm厚单层钢筋混凝土衬砌，Ⅴ类围岩采用50cm厚双层钢筋混凝土衬砌。Ⅳ、Ⅴ类围岩洞径为6.5m，流速2.88m/s，采用系统锚杆和喷混凝土进行一期支护处理。钢筋混凝土衬砌段顶拱120°范围回填灌浆，周边固结灌浆，固结灌浆孔排距3m，每排8孔，入岩4m，梅花形布置。
隧洞全长13248.441m，进口底板顶高程3349.00m，调压井下部流道底板顶高程为3316.75m，引水隧洞纵坡i=2.434‰。
4 电站厂房布置设计
    (1) 厂房结构布置及厂房设备的布置
    主厂房的长度主要由机组段长度、机组台数、装配场长度和边机组段加长决定。其机组段长度一般根据下部块体结构的最小尺寸决定，装配场长度由装配场的面积决定，边机组段加长一般可取为。主厂房的宽度应由发电机层、水轮机层、蜗壳层三层的布置要求来共同决定。一般以厂房机组中心线为基准，分别确定各层上游侧所需要，再分别找出各层上下游侧的最大值和，则主厂房宽度为。主厂房的高度是先确定出水轮机安装高程后，向上依次确定水轮机层地板高程、发电机安装高程、发电机层地板高程、吊车轨顶高程、厂房天花板及屋顶高程；向下依次确定蝶阀层高程、尾水管底板高程、开挖高程。
    (2) 选择吊车型号、型式，确定吊车轨顶高程
    桥吊的选择主要是确定其起重量和桥吊跨度。
    (3) 主厂房布置构造要求
布置要求包括以下几个方面：厂房内的交通；厂房的采光、取暖、防潮、防火等；主厂房的分缝和止水。
    (4) 划分一二期混凝土
    一期混凝土包括底板、尾水管、尾水闸墩、尾水平台、上下游边墙、厂房构架、吊车梁、部分楼柜等；二期混凝土包括尾水管直锥段外包混凝土、金属蜗壳外的部分混凝土、机座、发电机风罩外壁、部分楼尾的楼板。
(5) 副厂房的设计
    对于本电站，副厂房可以设在主厂房上游侧、下游侧或端部，需要定性方案比较后确定副厂房位置。
    (6) 厂区交通设计
    为便于设备的安装、维护、检修和运行人员的巡视检查与操作，保证运行的正常和工作安全，厂房内部各层次之间以及布置机电设备的地方必须布置必要的交通通道。厂房的水平通道包括门、过道、运输轨道和廊道等；厂房的垂直交通包括楼梯、吊物孔、进人孔等。
预期的成果及形式 1 设计图
(1) 厂房横剖面图一张；
(2) 厂房水轮机层平面布置图一张；
    (3) 厂房发电机层平面布置图一张；
    (4) 引水隧洞分布图。
2 设计说明书
    设计说明书、计算书一份。
时间安排项目时间（周数）
熟悉资料、准备开题 1
机组选择 2
枢纽布置 1
引水隧洞专题设计/外文翻译 3
厂房设计及绘图 4
毕业答辩 1
合计 12



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