1、前 言毕业设计是对我们在校期间最后一次全面的，彻底的，综合的，实践性的考查。通过这次设计，使我们学习查阅相关文献，理解并应用国家相关设计规范，手册，标准图集以及工程中的常用方法，熟练应用软件，熟知水工建筑设计的全过程，以培养独立完成设计的能力，为以后工作打下良好的基础坝式电站是厂房放在大坝的下游侧地面的水电站。通过对坝后式水电站的设计，从而达到巩固从结构力学、水电站、水工钢结构，水工钢筋混凝土结构等专业课程中所学的理论知识和专业知识，能实际运用于设计施工中，培养独立分析和解决问题的能力。坝后式水电站属于坝式水电站的一种，本电站的装机容量在 10 万 kw 左右，属于中小型水电站。设计时，应按照
2、国家，行业的规范进行设计，以确保设计的合理性和安全性以及实用性。在设计过程中，要用到如压力管道设计规范等一系列规范。必须严格按照规范设计。世界上已建的大型坝后式水电站，如巴西与巴拉圭的伊泰普水电站,装机容量达1260 万 kW;美国的大古力水电站、苏联的萨扬舒申斯克水电站，装机容量都在 600万 kW 以上。已建的大型河床式水电站,如苏联的伏尔加格勒水电站，装机容量 230万 kW。 当然，目前世界上最大的坝后式水电站当属中国的三峡水电站，总装机容量 2250 万千瓦。中国已建成有多种坝型、各种布置形式的坝式水电站。其中，常规的坝后式水电站如丰满水电站、东江水电站、龙羊峡水电站；坝内式水电站如
3、上犹江、凤滩等水电站；溢流式水电站如新安江水电站、乌江渡水电站（厂房顶挑流式）。已建成的河床式水电站如葛洲坝水利枢纽、富春江、西津、青铜峡等水电站。坝后式水电站设计最关键的两部分是水轮机的选型和厂房的设计。水轮机式基础，只有选定了水轮机，才能根据水轮机来设计厂房的尺寸。因此，本设计的知道思想围绕着水轮机展开，通过水轮机来确定其他如厂房的设计。本设计是在对原始资料进行分析，在其现有的实际条件的基础上，按照水电站设计的完整步骤，经过一步步的分析，推理，论证进行的。是按照实际条件，借鉴其他类似水电站的设计过程，查阅图书馆资料，并结合当今的实际情况和发展的实际水平进行的。技术路线的基本过程是：水轮机部
4、分的设计发电机部分的设计电气部分的设计水力机组辅助部分的设计厂房部分的设计关于水轮机的选型：本水电站式中型电站，一般用型谱法和比转速法进行选型，即根据水头范围，从水轮机型谱中选择合适的水轮机型号。注意水轮机的工作水头范围，要把与设计水电站的水轮机型号都选人，并要求水轮机的最高水头不超过型谱规定的使用上限，设计水头不要低于型谱规定的使用下限。机组台数的拟定必须有根据，要考虑到相近水轮机的水轮机台数，当前水轮机的制造水平，水电站的运行，维修的灵活性，电站的平均效率，主接线的因素。比较初选方案，要用水轮机的原型参数。要计算各水轮机的转速，转轮直径，原型效率，吸出高度，还要绘制水轮机的工作范围图，此外
5、，要比较水轮机的工作范围图，涵盖最高效率区的方案优越。精选方案的比较，是在初选方案的基础上进行的。精选方案除了比较动态指标外还要比较经济指标，因此要列表计算比较各方案的设备价格和土建投资。经过充分论证，选择一个最佳方案，并列出最佳方案参数表。在此计算中所采取的的计算方法有：试算法，反算法，图表法等常用方法。并借助计算机，计算器等计算工具对设计结果进行估价，以比较器经济性，验算其可靠性和有效性，分析比较优越性，经过一系列的严密分析论证确定最佳方案。绘制设计图式采用手工绘图和计算机绘图相结合，用文字表编辑器编写，本电站的设计图包括主厂房横剖面图，厂房布置图四张（发电机层，水轮机层，蜗壳层，尾水管层
6、平面图各一张。 ）编写设计计算书和说明书，均要用计算机打印。对于设计中出现的问题，要及时准确的查阅相关资料，并请教指导老师。为了保证设计质量，设计过程的阶段成果英定期的上交指导老师，径指导老师批改后，对错误部分要及时纠正，并吸取教训，降低错误率。目录摘 要 .IABSTRACT.II第 1 章 水利枢纽布置 .11.1 地质地形条件 .11.2 坝轴线及电站布置情况 .11.2.1 电站布置 .1第 2 章 水轮机型号 .2第 3 章 蜗壳 .33.1 型式 .33.2 断面形状 .33.3 包角和平均流速 .33.3.1 进口断面的尺寸 .33.3.2 变化规律 .33.3.3 绘制辅助曲线
7、 .4第 4 章 尾水管 .64.1 型式 .64.2 尺寸 .6第 5 章 调速设备及油压装置 .75.1 调速功 .75.2 接力器 .75.2.1 直径 .75.2.2 容积 .75.2.3 调速器 .75.2.4 油压装置 .8第 6 章 发电机 .96.1 发电机主要部分的尺寸 .96.2 外形尺寸 .96.3 发电机重量 .106.4 起重机 .10第 7 章 压力引水管道 .117.1 进水口 .117.1.1 型式 .117.1.2 高程 .117.1.3 进水口曲线及尺寸 .127.1.4 渐变段 .137.2 压力管道 .147.2.1 布置 .147.2.2 直径 .14
8、7.2.3 弯管段的曲率 .147.2.4 管道壁厚 .147.2.5 应力校核 .157.3 拦污栅 .157.3.1 综述 .157.3.2 布置 .157.3.3 总面积 .167.3.4 清污及防冻 .167.3.5 闸门启闭设备 .167.3.6 通气孔 .177.3.7 充水阀 .17第 8 章 厂房布置 .188.1 主厂房高程 .188.2 主厂房平面尺寸 .188.2.1 主厂房长度 .188.2.2 主厂房宽度 .188.3 装配厂面积 .188.3.1 位置 .188.3.2 高程 .198.3.3 宽度 .198.3.4 长度 .198.4 油、水、气系统布置 .198
9、.4.1 油系统布置 .198.4.2 排水系统 .208.4.3 气系统 .218.5 副厂房的布置 .218.5.1 副厂房的组成 .218.5.2 副厂房的位置 .218.5.3 副厂房平面布置设计的原则和要求 .228.6 厂房的采光、通风、交通及防火 .25第 9 章 展望与未来 .28致 谢 .29参 考 文 献 .30附录 .312013 届水利水电专业毕业设计I摘 要本设计主要是对坝后式水电站的设计，坝后式水电站的厂房位于非溢流坝坝址处。本设计是在对原始资料进行分析，在其现有的实际条件的基础上，按照水电站设计的完整步骤，经过一步步的分析，推理，论证进行的。是按照实际条件，借鉴其
10、他类似水电站的设计过程，查阅图书馆资料，并结合当今的实际情况和发展的实际水平进行的。技术路线的基本过程是：水轮机部分的设计发电机部分的设计电气部分的设计水力机组辅助部分的设计厂房部分的设计首先是水轮机的选型。通过工作水头范围大致选出符合要求的水轮机，再通过具体的参数计算来比较选择最优水轮机，最终选择 HL240 型水轮机其次就是发电机的选择。按照规范计算发电机的一系列参数，然后参照已建电站所选的发电机，选择符合要求的发电机最后是厂房部分的设计。厂房的设计主要在于长，宽，高的选定。通过对比蜗壳层，水轮机层，发电机层的最大尺寸，来选择厂房的最终尺寸。关键词：坝后式水电站，厂房，蜗壳层，水轮机，发电
11、机， 杨胜柏 沙厂水利枢纽 坝后式电站设计IIABSTRACTThis design is mainly to the design of power staion at dam toe, the workshop of power staion at dam toe is located in the non-overflowing damsite.The design is the analysis of raw data, on the basis of the actual conditions of its existing, according to the hydropower
12、station to complete the design step, step by step, through the analysis, reasoning, argumentation, in accordance with the actual conditions and reference for other similar hydropower station of the design process, access to library data, combined with todays actual situation and the actual level of
13、development. he basic process of technology route: part design of the turbinElectrical part designpart design of the generator hydraulic auxiliary part of the design unit part design of the workshop.Firstly, the selection of water turbine. Through working head range generally conform to the requirem
14、ents of turbine are selected, and then through the selection of specific parameters are calculated to compare the most optimal turbine and eventually choose HL240 type turbine.Secondly, the selection of generator. The generator of a series of parameters calculated on the basis of the specification,
15、and then selected reference to existing power station generator, generator choices to meet the requirements.Lastly, part design of the workship. mainly lying in the long, wide, high is selected. By comparing the volute layer, turbine, generator, the biggest size to choose the final size of the plant
16、.KEY WORDS: power staion at dam toe, workshop, volute layer, water turbine, generator2013 届水利水电专业毕业设计1第 1 章 水利枢纽布置1.1 地质地形条件沙厂水库，距密云县 20 公里。库区河谷宽缓，河曲较发育，呈不对称的“U”字形。河床高程 130132m,右岸谷坡较为陡峭，坡度一般为 408，左岸相对平缓。库区河谷底宽一般为 300450m。河谷两岸山体雄厚，山峰高程为 175180m。库区内无区域性断层通过，未见较大断层发育，但受小规模断层影响，岩体中裂隙较为发育。库区基岩边坡稳定，不具备大型的
17、基岩滑坡条件，局部为坡积及洪积物分布区以及粉壤土区，水库蓄水后可能造成局部塌滑，但对电站的运行基本无影响。总之，库区工程地质条件较为优越，不存在影响建筑物安全的工程地质问题。1.2 坝轴线及电站布置情况1.2.1 电站布置沙厂水电站采用坝后式水电站布置。其组成建筑物包括挡水建筑物，泄水建筑物，水电站进水建筑物，水电站引水及尾水建筑物，水电站平水建筑物，发电、变电和配电建筑物，其他建筑物等。杨胜柏 沙厂水利枢纽坝后式电站设计2第 2 章 水轮机型号根据水电站的工作水头（25.4535.40m ） ，在反击式水轮机系列型谱表中查得HL240 型水轮机和 ZZ440 型水轮机都可以使用，这就需要将两
18、种水轮机都列入比较方案，对其参数分别予以计算和选定为了便于分析比较，现将两种方案的有关参数列于下表表 2-1 水轮机方案参数对照表从上表的对照中可以看出，两种不听的机型方案在同样水头下同时满足额定出力的情况下，HL240 与 ZZ440 相比较来看，它具有效率高工作范围好,汽蚀系数小等优点，这可以提高水电站的年发电量和减小厂房的开挖量。HL240 尺寸较小，这可以减小厂房的尺寸。所以选用 HL240 型水轮机。序号 项目 ZZ440 HL2401 推荐使用水头范围（m） 2036 25452 最优单位转速 10n（r/min） 115 723 最优单位流量 Q（L/s） 800 11004限制工况单位流量 max1（L/s） 1650 12405 最高效率 aM（%） 89 926模型转轮参数设计工况气蚀系数 0.40 0.1977 工作水头范围（m） 25.4535.4 25.4535.48 转轮直径 1D（m） 4.1 3.89 转速 n（r/min） 166.7 107.110 最高效率 ax（%） 91.7 94.811 额定出力 rN（kW ） 25000 2500012 最大引用流量 maxQ（ s/3） 99.86 95.8713原型转轮参数吸出高 sH（m） -2.81 3.03
