1、第 1 页 共 10 页1. 工程概况湘贺水利枢纽位于向河上游，河流全长 270 公里，流域面积 6000 平方公里，属于山区河流。本枢纽控制流域面积 1350 平方公里，总库容 22.15 亿立方米，为多年调节水库。本枢纽的目标是防洪和发电。主要建筑物有重力拱坝，坝高 77.5 米，弧长 370 米；泄洪建筑物；开敞式溢洪道或泄洪隧道；发电引水隧洞及岸边地面厂房等工程。水电站总装机 60MW，装机 4 台，单机 15MW。电站担任工农业负荷，全部建成后担任系统灌溉负荷。2. 电站枢纽电站厂房位于右岸坝下游几十米处，由引水隧洞供水，主洞内径 5.5 米，支洞内径3.4 米，厂内装置 4 台混流
2、式立式机组，出线方向为上游，永久公路通至左岸。3. 设计参数及依据1、 水库及水电站特征参数（1） 水库水位水库校核洪水位 140.00m水库设计洪水位 137.00m水库正常高水位 125.00m水库发电死水位 108.00m设计洪水尾水位 77.00m校核洪水尾水位 78.50m（2） 厂址水位流量关系曲线水位（m） 68.50 69.20 69.75 69.75 69.90 70.20流量（m 3/s）0.0 40.0 80.0 120.0 160.0 200.0水位（m） 70.95 71.60 72.20 74.50 76.30 78.50流量（m 3/s）400.0 600.0 8
3、00.0 1000.0 1200.0 1400.0（3） 水电站特征水头最大水头 56.00m第 2 页 共 10 页最小水头 38.00m平均水头 50.84m计算水头 48.30m（4）地形地质电站枢纽地形参见地形图。左岸地势较平缓，右岸地势较陡。枢纽基岩系凝灰岩，岩石抗压强度较高，厂区有第四纪沉积层，厚约 3 米，河床砂卵石覆盖层平均深 24m。（5）供电方式本电站初期为三台机组，远景为四台机组，投入系统运行，根据系统要求本电站能作调相运行，水电站主接线采用扩大单元接线方式，采用 110 千伏、35 千伏及发动机电压 10.5千伏三种电压等级送电；高压侧采用桥型接线方式。（6）对外交通下
4、游左岸有永久公路通过。水电站主要动力设备及辅助设备 （1） 水轮机：型号 HL220LJ225额定出力 15.6MW额定转速 214.3r/min单机额定（最大）流量 36.2 m 3/s（2） 水轮发电机：型号 SF1528/550额定功率(kW)功率因数cos额定转速（r/min）额定电压U(kV)转子带轴重G1(t)15000 0.8 214.3 10.5 80（3） 调速器设备调速器型号：DT100机械柜尺寸：长宽高=7509501375（mm）电气柜尺寸：长宽高5508042360（mm）油压装置型号：YZ1.0型号 油箱长度n(mm)油箱宽度 H(mm)油罐总高H(mm)油罐筒高h
5、(mm)油罐直径D(mm)第 3 页 共 10 页YZ1.0 1916 1900 2457 1694 930（4）厂房附属设备水轮机前蝴蝶阀型号 直径 (cm)承受水头（m）装置方式 阀重（吨）阀体长（m）吊孔长（m）DF34085 340 85 立轴 20 1.2 1.84.3（5）电气设备三相三线圈主变二台型号：SFSL 1 50000/110/35/10尺寸：长宽高=630042505500（mm）轨距：1435（mm） 检修起吊高度： 7600（mm）主变器自身重： 39.5 吨 厂用变压器二台型号：SJL 1630/10/0.4厂用变压器参考数据:变压器容量（KVA）厂变室面积（mm
6、mm）门高（m）吊物孔尺寸（m）630/10 53 2.5 2.52.0机旁盘每台机六块：控制盘 1 块，保护盘 1 块，表记盘 1 块，动力盘 1 块，励磁盘 2 块。尺寸：宽厚高8005502360（mm）3、副厂房参考面积（参见有关规范）4.设备各尺寸确定1、蜗壳尺寸的确定根据资料提供的设计水头 48.3m，查水电站表 3-4，确定水轮机型号为第 4 页 共 10 页HL220LJ225 ，查水电站机电设计手册（水力机械） 可得：标称直径 =2250mm1D座环内径 =3250mmb座环外径 =3850mma=0.25， ，蜗壳取圆形断面包角 345o1/由计算水头 H=48.3m，查蜗
7、壳进口断面平均流速曲线得 =5.8m/scv由 =36.2m3/s，设任一断面上沿径向的水流圆周分速度等于一个常数，由公maxQ式 ，得各断面的半径。cicii V0a6断面外半径 （式中 ）,过程如下表：iairR22/aDr（度）i （m 3/s）iQ(m)i(mm)iR30o 3.0 0.41 273775o 7.5 0.64 3208120o 12.1 0.82 3555165o 16.6 0.95 3834210o 21.1 1.08 4078255o 25.6 1.19 4296300o 30.2 1.29 4500345o 34.7 1.38 46862、尾水管尺寸的确定水轮机为
8、混流式，且采用 D1D2， ，可查水电站 （河海大学 刘启钊主编）表 2-1 得=2.25m1=2.6 =5.85m/hh=4.5 =10.125m1LL=2.720 =6.16m5/DB5B=1.35 =3.0375m144第 5 页 共 10 页=1.35 =3.0375m14/Dh4h=0.675 =1.51875m66=1.82 =4.095m1/L1L=1.22 =2.7455h5h取 =11.5 o3、水轮机转轮尺寸的确定查水电站动力设备设计手册(河海大学 骆如蕴主编)表 1-12 得=1.082 =2.4345m12/D2=0.928 =2.088m33=0.870 =1.957
9、5m14/4=0.478 =1.0755m55=0.116 =0.761m16/D6=0.250 0b=0.5625m0b1/h=0.054 =0.1215m1h=0.165 =0.37125m22=0.482 =1.0845m13/D3=0.309 =0.69525m4h4h4、发电机尺寸确定发电机型号：SF15-28/550查水电站机电设计手册（水力机械） 可得：上机架高度 1.22m下机架最大跨度 3.84m水轮机机坑直径 3.35m转子外径 4.904m风罩内径 8.40m机座外径 6.47m 发电机主轴高度 5.02m第 6 页 共 10 页5. 主厂房的立面尺寸的确定1、水轮机的安
10、装高程 a在水电站厂房设计中，水轮机的安装高程 是一个控制性指标标高，只有 确定以aa后才可以确定相应的其他高程= a2/0bHsww下游最低尾水位，由水轮机的额定流量为 36.2m3/s 由给定的水位流量关系曲线，可确定 为 69.13mw水轮机的吸出高，由水轮机的气蚀特性决定，s HHm)(90.1式中 =69.13m ，由水电站教材表 3-6 得 =0.133；由图 2-26，查得m设计水头 H=48.3m，代入上式，得 ，导叶高度26. Hs24.b0=0.5625m则水轮机安装高程 a 65.712/5.04.213.692、尾水管底板高程： 1= b 0/2h=71.650.562
11、5/25.85=65.52ma3、主厂房开挖高程 厂 房由上，尾水管高度 h=5.85m，取尾水管底板厚 =1.5m，则主厂房开挖高程m02.645.1261厂 房4、水轮机层地面高程 水 混 凝 土 外 包 半 径蜗 壳 最 大 半 径水 axam，上部混凝土厚度取 1.0m，则水轮机层地面高程1.38ax m03.74.1387.65水5、发电机装置高程 装= +机墩进人孔高（1.82.0）+机墩进人孔顶部混凝土厚度（11.5）装水故, =74.03+2.0+1.5=77.53m水6、发电机层楼板高程 发= +风罩高度=77.53+2.43=79.96m发 装第 7 页 共 10 页在本高
12、程布置时，满足发电机出线安全，且 比下游最高洪水位 78.5m 高出装1.46m，故运行时安全合理。7、吊车安装高程 吊吊车选用单小车主钩容量 100 吨，副钩容量 20 吨，跨度 13m。要确定吊车轨顶高程，先确定最大起吊部件的尺寸，包括：发电机转子带轴 4.39m；水轮机转轮带轴 4.823m；主变起吊高 8.2m；由于主变高度与其他相差太大，考虑在发电机层设置主变坑，检修时不用起吊主变，故最大吊物高取 4.832m，吊运部件距地板取 0.5m ，吊件与吊钩间的距离取 1.5m，吊运部件到轨顶距离极限尺寸为 1.474m，设计中由于道路原因，设置两个安装场，安装场 1 设置在 82.7m
13、高程，安装场 2 仅用于下卸部件，组装在安装场 1 层，吊车安装高程应满足在检修时吊运最大部件，故 =82.7+4.823+1.476+0.5+1.5=91.00m吊8、屋顶高程 屋 顶当吊车轨顶高程确定后，由已知轨道面到顶面的距离为 3.692m，加上检修吊车时需在小车上留有 0.5m 高度，屋面大梁高 1.2m，外加屋面板厚度、屋面保温防水层的厚度0.5m，可确定屋顶上缘高度。= +3.692+0.5+1.2+0.5=96.89m屋 顶吊6. 主厂房的平面布置1、厂房长度的确定（1）确定机组段的长度发电机层：发电机风罩内径 =8.4，电机风罩壁厚 取 0.4，机组间过道宽度 b取 2.5m
14、，则 L=8.4+20.4+2.5=11.7m蜗壳层：R 1、R 2为蜗壳 3450、165 0时的半径， 1、 2为蜗壳外包混凝土厚度，则L=R1+R2+ 1+ 2=4.686+3.834+1.4+1.6=11.52m尾水管层 采用对称尾水管布置，宽度 B5=6.12，混凝土边墩厚度 取 1.8m，则 L=B5+2=6.12+21.8=9.72m取三者之中最大值作为机组段长度 故 L1取 11.7 m第 8 页 共 10 页（2）边机组段加长 、1l2依据经验，靠近安装场的一端 =0.2D1=0.45m，在远离安装场的一端l=0.8D1=1.8ml此种情况下，吊车满足吊运最边端一台机组，且有
15、一定空余。（3） 确定安装场长度 L2=22m（见 7） 故，主厂房总长度 L=4L 1+ + +L2=411.7+0.45+1.8+22=71.05ml2、厂房宽度的确定（1） 厂房水上部分宽度的确定: 下游侧宽度 :下B主要决定于发电机层地面的设备的布置及交通要求，通道宽 1.5m，发电机下风罩厚度取 0.4m，则=8.4/2+2.5+0.4=7.1m下 上游侧宽度 :上B主要决定于发电机层地面的设备的布置及交通要求，通道宽 1.5m，机旁上盘厚度 0.55m，机旁盘前留有 1m 的工作场地，盘后 0.8m 宽的检修场地，则=8.4/2+1.5+1+0.8+0.55=8.05m上考虑 13
16、m 吊车布置，上下游宽度分别取为 8.5m、7.5m，主厂房宽度 B= + =16m 下B上（2） 厂房水下部分宽度的确定: 下游侧宽度 :下B主要决定于下游尾水管的尺寸，取 B1为 11.5m，经验证基本上满足尾水平下台上的布置要求。 上游侧宽度 :上主要决定于蜗壳进口的布置、主阀、机组及其他附属设备的布置，为了方上B便, 取与厂房水上部分上游侧的宽度相同为 8.1m。7. 安装场尺寸的确定1、由于发电机楼板高程为 79.96m，而进场公路高程 85.5m，二者相差太大，选择布置两个安装场。安装场 2 与路面同高 85.5m，安装场 1 高程为 82.7m。第 9 页 共 10 页2、安装场
17、宽度与主厂房同宽 16m，安装场 1 长度一般为 11.5 倍机组段长度，取为15m，安装场 2 仅用于卸停安装设备，取 7m，即安装场总长度为 22m。3、安装场 1 面积取决于一台机组扩大性检修同时放下发电机转子 直径 4.904m发电机上机架 直径 6.47m水轮机顶盖 直径 3.2m水轮机转轮 直径 2.25m发电机转子周围需留 2m 的检修空间，其它则需 1m 即可，且四大件必须在吊钩限制线以内，最终可取安装场 1 宽度为 16m，长度为 15m。8. 主厂房各层布置1、发电机层：发电机采用上机架埋入式布置，需布置有发电机、调速设备（油压装置、电气柜、机械柜） 、机旁盘、楼梯、吊物孔
18、、吊阀孔、交通道等。2、水轮机层：水轮机层布置机墩、调速器、接力器、阀门操作设备、油、气、水管路、出线、电气设备、吊阀孔等，机墩采用圆筒式3、蜗壳层：布置蝶阀、蜗壳、水泵渗漏及检修集水井，并设有通向水轮机的楼梯。4、详细布置见水轮机层、发电机层、蜗壳层综合平面布置图。9. 副厂房的布置副厂房设在主厂房的上游侧，可以使布置紧凑，电缆线短，监视机组方便，主厂房下游侧采光通风良好。副厂房总共布置四层，最低层与水轮机地面高程同高 74.03m，布置油库、油处理室、压缩空气机室、开关室、厂用变压器室、母线廊道、事故油池等。第二层与发电机安装高程同高 77.53m，布置油化实验室、蓄电池室、储酸室、通风机室、充电机室、电工实验室、高压实验室及卫生间等。第三层与发电机楼板高程同高 79.96m，全部用于铺设各种电缆，通往上层的各种表盘。第四层与安装场 1 同高 82.7m，布置有中控室、继电保护盘室、通第 10 页 共 10 页讯室、电子计算机室、值班室、调度室等。10. 厂区枢纽布置主厂房布置在河道右岸，采用集中供水方式，经由 y 型岔管为四台机组供水。副厂房布置在主厂房上游，安装场布置在主厂房右端，主变压器布置在厂房右端，开关站布置于左岸（图中未标明） 。详细布置见湘贺水电站厂区地形图。
