月亮湾级水电站厂房设计

1设计基本资料1.1地理位置月亮湾一级水电站工程拟建于疏勒河干流玉门市昌马乡境内，该乡东邻嘉峪关市，北靠玉门市和安西9县，南接肃北蒙古族自治县，西接敦煌市。依据疏勒河流域规划，月亮湾一级水电站处于疏勒河梯级开发中肃玉水电站与月亮湾二级水电站之间，为一座中坝引水式无调节水电站。电站厂址距玉门市昌马乡政府约10km，距玉门镇约81km，距黄土湾水电站的厂房约10km。1.2工程建设的必要性酒泉市地域广阔，人口相对稀少，居住分散，全市一区、两市、四县划分为五个供电区，分别为肃州供电区、金塔供电区、玉门供电区、安西供电区、肃阿敦供电区。1999年底嘉酒地区电网总装机容量392.29MW，年发电量22.07亿kW·h（包括酒钢公司、玉门石油管理局自发电量），其中4座主力火电厂装机354MW，年发电量20.62亿kW·h，小水电装机38.29MW，年发电量1.45亿kW·h。1999年全市最大负荷324MW（其中公用网最高负荷160MW，酒钢最高负荷160MW，玉门石油公司4MW），最小负荷147MW，农业、居民生活照明用电量增长较大。全市电网及电源建设经过二十多年的平稳发展，仍存在一些问题。地处边远地区的少数民族县，受地域辽阔和电源的限制，通电率较低，区内用电以电力排灌、农副产品加工、乡镇企业、县城工业、生活用电为主，限电及配网事故率高，相应的用电水平、电压合格率、设备完好率低于 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 水平。随着地区经济及矿产业等的快速发展，对电力电量的需求不断增加，预计2015年全市需电量将达到60.7亿kW·h。因此，充分利用地区潜在的资源（可利用发电的水能资源装机容量220MW），发展水电，加快电力开发及电力基础设施的建设，以促进地区经济发展，满足人民日益增长的物质文化生活的需要。1.3水文与气象1.3.1水文条件在月亮湾一级水电站坝址的下游有昌马堡水文站，距离较近，且属于同一条河流的上下游，该水文站的资料可供设计使用。月亮湾一级水电站坝址断面处多年平均径流量为28.4m/s。坝址和厂房处水位流量关系分别见图1-1、图1-2。1.3.2径流疏勒河径流主要由上游山区降水和融冰化雪补给，昌马堡水文站位于月亮湾水电站厂址下游约15km处，本次预可研阶段采用该站自1952年～2004年，共53年的实测径流系列资料。月亮湾一级水电站设计年径流成果见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1-1。表1-1月亮湾一级水电站设计年径流成果表 站名 F（km2） 均值（m3/s） Cv Cs/Cv 不同保证率设计值（m3/s） 月亮湾一级水电站 10961 28.4 0.24 2.0 15% 25% 50% 75% 85% 35.4 32.7 27.9 23.6 21.41.3.3洪水疏勒河大洪水均由大面积暴雨形成，汛期为6～9月，主汛期7～8月，一次洪水过程平均为10天左右。洪水过程具有峰高量大历时长的特点。根据已整编刊印的《甘肃省洪水调查资料》以及以往工作中调查资料，昌马堡水文站调查有1869～1871年、1920年、1929年洪水，洪峰流量分别为1710m3/s、1110m3/s、1340m3/s。1869～1871年间（同治8～10年）的洪水是疏勒河上的首次历史洪水。综合考虑后，重现期按170年处理，月亮湾一级水电站设计洪峰流量成果见表1-2。表1-2月亮湾一级水电站设计洪峰流量成果表 F（km2） 均值（m3/s） Cv Cs/Cv 不同频率设计值（m3/s） 10961 310 0.92 4.0 0.1% 0.2% 0.33% 0.5% 1% 2% 3.33% 5% 10% 20% 2570 2250 2020 1830 1530 1240 1030 868 613 3921.3.4泥沙月亮湾一级水电站枢纽处没有实测泥沙资料，但因月亮湾一级电站枢纽与昌马堡流域控制面积相差很小，所以本次泥沙计算直接采用昌马堡的泥沙资料。月亮湾一级水电站多年平均悬移质输沙量为317万t，推移质用推悬比0.2计算，推移质为63.4万t，按5～9月占年输沙量的比例分配到5～9月，月亮湾一级水电站坝址处多年平均输沙量为380.4万t。1.3.5冰情以昌马堡水文站观测的冰情纪录中，河水几乎每年冬季都要封冻，一般10月下旬开始结冰，封冻天数最长95天，4月上中旬全部融冰。岸边最大冰厚1.34m，河心最大冰厚0.7m。1.3.6气象条件月亮湾一级水电站的位置深处大陆腹地，距离海洋较远，水汽输送不利，属大陆性气候特征。具有干旱少雨，蒸发强烈，冬季较长，气温低，气象要素变差大等特点。从昌马堡水文站气象资料统计表明，多年平均气温4.3℃，极端最高气温38.5℃，极端最低－35.0℃。多年平均降水量仅有94.2mm，年蒸发量则达2800.2mm，平均日照时数为3267.6h，由于流域的地理位置和地形的影响，盛吹西北风或西风，最大风速可达20.0m/s，最大冻土深超过150.0cm。1.4工程地质1.4.1区域概况月亮湾一级水电站工程区处于青藏高原东北缘祁连山西段，有一系列走向NWW的山脉和盆地相间组成，形成南北向的起伏地貌，总的地势南高北低，沿山脉纵向呈现西高东低的阶梯状地貌。本区发育有三级夷平地，电站工程区所在的昌马盆地处于时代最晚、高程最低的第三级夷平地。本区出露的最老和最新地层分别为前震旦系和第四系，工程区主要为第四系。本区的地质构造属北祁连加里东褶皱带和中央隆起带。经历了多次地质构造运动，地质构造非常复杂，断裂非常发育。所幸的是电站工程区位于昌马盆地中部，距大断裂均较远，离坝址最近的昌马~祁连活动断裂带，相距约10Km；工程区地层较新，并未受到历次构造运动的影响，所以未见断裂。据地震部门资料，本区强震有沿断裂带自西向东迁移的迹象，故工程区附近仍有发生强震的可能性。根据国家地震局2001年版《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306－2001），本区50年超越概率为10％时的地震动峰值加速度为0.2g，地震反应谱特征周期为0.45s，相应的地震基本烈度小于Ⅷ度。1.4.2水库区工程地质条件月亮湾一级水电站的库区地处昌马盆地中部，属比较典型的盆地河槽带状水库。河谷呈陡坎与阶地相间的复式地形，河床自然坡降7～10‰左右。库区岸坡陡立，甚至倒坡。受河水常年冲刷，在下部最软弱的岩层中形成侧蚀副地形，当悬空过大时，在重力作用下发生局部小规模崩塌、掉块。但厚度有限，一般为2m～6m，体积小，无统一滑移面，构不成较大的崩塌或滑移，故对水库的运行影响不大。库区及两侧库岸除中－下坝线为白垩系地层外，其余均为第四系地层构成，第四系地层具中等透水性；库区无低邻谷渗漏问题，但存在绕渗漏问题；库区现状除中－下坝线由白垩系地层构成的岸坡崩塌现象严重外，其余较稳定；因库岸多由半胶结的Q2砂砾卵石层构成，经Q2砂砾卵石及Q1玉门砾岩崩解试验，其崩解能力较弱，因此，水库蓄水后，Q2库岸再造主要由卸荷作用引起的小规模崩塌；K1xn1岸坡崩塌现象将进一步加重，并威胁中、下坝区建筑物的安全；库区无浸没问题，淹没仅造成昌－鱼简易公路跨河桥梁及约400～500m路面改线；库区无大规模泥石流沟道，固体径流主要来源于库区塌岸物质。总之，电站库区封闭条件相对较好，库岸再造除K1xn1岸坡严重为，其余不突出，电站无浸没问题，淹没损失小，固体径流物质有限，因此，月亮湾水电站水库区工程地质较好。1.4.3厂房区地质地形条件电站厂房布置于疏勒河Ⅰ级阶地之上，场地据钻孔揭示，场地无地下水活动，地层岩性：上部5～8m为al-plQ41冲洪积含漂石砂砾卵石层，结构松散，其下为微～半胶结的al-plQ2冲洪积砂砾卵石层，作为基础持力层地质条件较好。1.5当地建筑 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 电站工程所需天然建筑材料种类有：混凝土砂砾石料、块石料和防渗土料。依据勘测任务书要求，大坝基础开挖主要包括大坝岸坡及坝基开挖，总开挖量为4.36万，其中，砂砾石2.66万，岩石1.7万。本次天然建筑材料的勘查，本着满足质量、储量要求、就近的原则，最终选定砂砾石料场2处，土料、块石料场各1处。1.6其它资料地形图1张。1.7既给设计控制数据1.7.1设计洪水位：2100.0m，设计最大洪水下泄流量1030.0m3/s1.7.2校核洪水位：2102m，校核洪水最大下泄流量2020.0m3/s1.7.3设计蓄水位：2098.5m1.7.4装机容量：13.5MW1.8设计任务1.8.1水能规划及水轮机选型1.8.2水电站厂房设计及厂区布置及设计图1.8.3吊车梁的计算2水能规划1.1水头、、的选择根据由于中型水电站A=8～8.5，在此取A=8.2，=96%.所以2.1.1最大水头的确定（1）校核洪水位2102.2m+满发14.0625KW取校核洪水位时的最大流量为1830/s，查的相应的下游水位为2072.1m.则96℅=0.9629.5=28.32m（2）设计洪水位2100m+满发14.0625KW取设计时的最大流量为1030/s，查的相应的下游水位为2070.5m.则96℅=0.96EMBEDEquation.3=28.32m（3）正常蓄水位2100m+一台机组发电一台机组发电的出力：KW水轮机的出力：KW再根据：=9.81，初设时取=85℅，则有5729.2=9.81然后取不同的Q值，进行试算，列表2-1。由N～Q关系曲线，N=5729.2KW，此时Q=19.96，=34.42m，即。表2-1最大水头试算过程表 20.03 2099.2 2063.44 35.76 34.33 5735 20.02 2099.2 2063.40 35.80 34.37 5731 19.96 2099.2 2063.35 35.85 34.42 5729.22.1.2设计低水位的确定设计低水位(即设计死水位)+机组满发已知=2098m，即水轮机的出力为然后取不同的Q值，进行试算，列表2-2.表2-2试算过程表 59.78 2098 2068.61 29.39 28.21 14063.2 59.70 2098 2068.57 29.43 28.25 14062.9 59.61 2098 2068.53 29.47 28.29 14062.4由N～Q关系曲线，N=14062.4KW，Q=59.61，=28.29m，即2.1.3的确定加权平均水位==31.36m引水式电站EMBEDEquation.3=31.36m2.2水轮机选型根据工作水头范围和设计水头查资料初选水轮机型号为ZZ450和HLD74.由于本设计选择了两台5.5MW和一台2.5MW机组装机 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，所以水轮机也要选成两大一小的方案，初步计算先选出适合的水轮机型号，再定大小。2.2.1ZZ450型水轮机方案的主要参数选择限制工况下的单位流量EMBEDEquation.3，效率％，此可初步假定原型水轮机在该工况的单位流量==1.5，效率％.（1）转轮直径的计算转轮直径：，取标称直径=1.2m。（2）转速n计算查得ZZ450型水轮机在最优工况下的单位转速，初步假定，则，选用与之接近而偏小的同步转速n=.（3）效率及单位参数修正查得ZZ450型水轮机在最优工况下的最高效率EMBEDEquation.3，模型转轮机的直径为=0.35m，则由此可得原型水轮机在最优工况下的效率为EMBEDEquation.3+EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3+=EMBEDEquation.3+EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3+=EMBEDEquation.3，所以重新拟定。假定：EMBEDEquation.3+EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3+=EMBEDEquation.3+EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3+=与上述假设值相同。单位转速的修正值按规定转速可不加修正，同时单位流量也不加修正.由上可见，原假设的，==1.5，=120。（4）工作范围的经验在选定=2.5m，n=后，水轮机的及各特征水头相对应的即可算出来，水轮机在、下工作时，其=，故：<1.5s则水轮机的最大引用流量为:与特征水头EMBEDEquation.3相对应的单位转速为：在ZZ450型水轮机模型综合特性曲线图上绘出，，的直线。三条直线所围成的水轮机工作范围一部分包含该特性曲线的高效率区。（5）吸出高度的确定式中：—水轮机安装位置的海拔高程，2069.00m；—模型气蚀系数，查模型综合曲线得=0.54—气蚀系数修正值，查表得=0.035—水轮机设计水头,32m。计算得=-10m.2.2.2HLD74轮机方案的主要参数选择限制工况下的单位流量EMBEDEquation.3，效率％，此可初步假定原型水轮机在该工况的单位流量==1.247，效率％.（1）转轮直径的计算转轮直径：，取标称直径=1.20m。（2）转速n计算查得HLD74型水轮机在最优工况下的单位转速，初步假定，则，选用与之接近而偏大的同步转速n=.（3）效率及单位参数修正查得HLD74型水轮机在最优工况下的最高效率.7，模型转轮机的直径为=0.35m，则由此可得原型水轮机在最优工况下的效率为EMBEDEquation.3+EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3+0.6%=93.3%EMBEDEquation.3+EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3+=EMBEDEquation.3，所以重新拟定。假定：EMBEDEquation.3+EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3+3.6%=EMBEDEquation.3+EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3+=与上述假设值相同。单位转速的修正值按规定转速可不加修正，同时单位流量也不加修正。由上可见，原假设的，==1.247，=77.（4）工作范围的经验在选定=1.2m，n=后，水轮机的及各特征水头相对应的即可算出来，水轮机在、下工作时，其=，故：<1.247s则水轮机的最大引用流量为:与特征水头EMBEDEquation.3相对应的单位转速为：在HLD74型水轮机模型综合特性曲线图上绘出，，的直线。三条直线所围成的水轮机工作范围部分包含该特性曲线的高效率区。（5）吸出高度的确定式中：—水轮机安装位置的海拔高程,2069.00m.—模型气蚀系数，查模型综合曲线得=0.143；—气蚀系数修正值，查表得=0.035；—水轮机设计水头计算得=2.05m.表2-3水轮机选型方案参数对照表 项目 ZZ450 HLD74 模型参数 推荐水头范围（m）最优单位转速n10＇（r/min）最优单位流量Q10＇（L/S）最高效率(%)√气蚀系数√包含高效率区的多少 26～4012092090.5%0.54少 27～4877108092.7%0.143多 原型 工作水头（m）√转轮直径D1（m）√转速n(r/min)额定出力Nr(kw)最大引用流量Qmax(m3/s)√吸出高度（m） 28.3～34.41.2500351612.18－10m 28.3～34.41.237535169.972.05m经比较选用三台HLD74型水轮机2.2.3选择水轮机的直径转轮直径：选择1×2.5+2×5.5MW方案，，分别取标称直径=1.20m和=1.80m，经计算水轮发电机组主要参数如下：表2-4水轮发电机组参数 大机： 小机 水轮机型号转轮直径额定水头额定流量额定转速额定工况点效率 HLD74－LJ－180D1＝1.80mHr=32mQr=20.26m3/sn=250r/minη＝93％ HLD74－LJ－120D1＝1.2mHr=32mQr=9.31m3/sn=375r/minη＝93％ 发电机型号额定容量额定电压台数 SF5500-24/32505.5MW10.5kV2台 SF2500-16/21502.5MW10.5kV1台所以最终选择两台HLD74－LJ－180和一台HLD74－LJ－1203水电站厂房3.1厂房内部结构3.1.1水轮发电机外形尺寸估算水轮发电机系由转子、定子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等主要部件组成。由于本设计水轮机型号为立轴混流式水轮机，故选用悬式水轮发电机。水轮发电机的外形尺寸应根据电磁计算所确定的有关参数进行计算，最终尺寸应由制造厂提供。在电站初设阶段，本设计按以下方法进行了估算。本电站选用两台大机组5.5MWSF5500—24/3250和一台小机组2.5MWSF2500—16/21503.1.1.1发电机5.5MWSF5500—24/325尺寸估算1.基本尺寸（1）极距τ=（cm）τ=8.5EMBEDEquation.3=28.96（cm）式中：——发电机额定容量；P——磁极对数，24对；——系数，一般是8～10，容量大、线速度高的取上限，此处取为8.5m。（2）定子内径D=τ（cm）=(cm)（3）定子铁芯长度=式中：c——系数，查表额定容量在10000kVA以下，c取，此处取成。——额定转速，250r/min=44.02cm<250cm，所以不必现场叠装定子。定子铁芯长度主要受发电机的通风冷却和运输条件限制，当时，通风困难；当时，电机效率降低。由于，1<==1.52<3，所以通风较为良好，而发电机效率也不降低。当与确定后，则，可以选用伞式发电机。（4）定子铁芯外径>166.7r/min=+=442.7+28.96=471.66cm2.外形尺寸估算（1）定子机座外径214<300时，=1.20=1.20471.66=5.66m（2）风罩内径EMBEDEquation.320000KVA时，=+0.4m=6.1m（3）转子外径，为单边空气间隙，初步估算时可忽略不计。则，（4）下机架最大跨度=+0.6=3.4m式中：——水轮机机坑直径，=2800mm。（5）推力轴承外径和励磁机外径查得，=1.8m=1.2m3.轴向尺寸估算（1）定子机座高度，==44.02+228.96=1.02m（2）上机架高度伞式机架=0.10=0.10442.7=0.443m（3）推力轴承高度励磁机高度和永磁机高度，副励磁机=1m=1.5m=0.6m=0.5m（4）下机架高度伞式机架：=0.2=0.12442.7=0.8854m（5）定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间的距离伞式机架：=0.25=0.25442.7=1.11m（6）下机架支承面主轴法兰底面距离=（700～1500）mm，取0.8m（7）转子磁轭轴向高度无风扇：=+500mm=44.02+50=0.9402m（8）发电机主轴高度=（0.7～0.9）H=0.86=4.8mH=++++++=1.02+0.443+1.5+0.6+0.5+1.10675+0.8=5.96975m取6m（9）定子铁芯水平中心线至法兰盘底面距=0.46+=0.461.02+0.9402=1.4094m4.发电机重量估算式中：—发电机总重量（t）；—系数，伞式发电机=7～9，本设计取8。发电机转子重=EMBEDEquation.3=35t3.1.1.2发电机2.5MWSF2500—16/2150尺寸估算1.基本尺寸（1）极距τ=（cm）τ=8.5EMBEDEquation.3=25.39（cm）式中：——发电机额定容量；P——磁极对数，16对；——系数，一般是8～10，容量大、线速度高的取上限，此处取为8.2m。（2）定子内径D=τ（cm）=(cm)（3）定子铁芯长度=式中：c——系数，查表额定容量在10000kVA以下，c取，此处取成。——额定转速，375r/min=39.03cm<250cm，所以不必现场叠装定子。定子铁芯长度主要受发电机的通风冷却和运输条件限制，当时，通风困难；当时，电机效率降低。由于，1<==1.54<3，所以通风较为良好，而发电机效率也不降低。当与确定后，则，可以选用悬式发电机。（4）定子铁芯外径>166.7r/min=+=258.8+25.39=284.19cm2.外形尺寸估算（1）定子机座外径300<500时，=1.25=1.25284.19=3.55m（2）风罩内径EMBEDEquation.320000KVA时，=+1.0m=4.6m（3）转子外径，为单边空气间隙，初步估算时可忽略不计。则，（4）下机架最大跨度=+0.6=2.8m式中：——水轮机机坑直径，=2200mm。（5）推力轴承外径和励磁机外径查得，=1.8m=1.2m3.轴向尺寸估算（1）定子机座高度，==39.03+225.39=0.8981m（2）上机架高度悬式发电机=0.25=0.25258.8=0.647m（3）推力轴承高度励磁机高度和永磁机高度，副励磁机=1m=1.5m=0.6m=0.5m（4）下机架高度悬式发电机：=0.12=0.12258.8=0.31m（5）定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间的距离悬式发电机：=0.15=0.15258.8=0.30m（6）下机架支承面主轴法兰底面距离=（700～1500）mm，取0.8m（7）转子磁轭轴向高度无风扇：=+600mm=39.03+0.5=0.89m（8）发电机主轴高度=（0.7～0.9）H=0.86.2451=4.996m，取5.0mH=+++++++=0.8981+0.647+1+1.5+0.6+0.5+0.3+0.8=6.2451m（9）定子铁芯水平中心线至法兰盘底面距=0.46+=0.460.8981+0.89=1.303m4.发电机重量估算式中：—发电机总重量（t）；—系数，悬式发电机=8～10，本设计取9。发电机转子重=EMBEDEquation.3=17.765t3.1.2水轮机蜗壳及尾水管3.1.2.1水轮机蜗壳的设计（1）蜗壳的形式水头接近40m，选用金属蜗壳。（2）蜗壳的断面形状金属蜗壳的断面均做成圆形，以改善其受力条件。（3）蜗壳的包角金属蜗壳一般采用345°，水轮机的流量几乎全部经过它的进口断面，为完全蜗壳，故选用。（4）蜗壳的尺寸计算（4.1）大机组的蜗壳尺寸计算蜗壳进口断面的平均流速，查《水电站》得。断面半径：断面中心距：断面外半径：查《水电站机电设计手册》：。表3-1蜗壳渐变段内径数据表 345300255210165120 1.1351.0580.9760.8860.7850.669 2.6652.5882.5062.4162.3152.199 3.83.6463.4823.3023.12.868 7530 0.5290.335 2.0591.865 2.5882.17（4.2）小机组的蜗壳尺寸计算蜗壳进口断面的平均流速，查《水电站》得。断面半径：断面中心距：断面外半径：查《水电站机电设计手册》。表3-2蜗壳渐变段内径数据表 3453002552101651207530 0.7960.7420.6850.6210.5510.4700.3710.235 1.8161.7621.7051.6411.5711.4901.3911.255 2.6122.5042.3902.2622.1221.9601.7621.4903.1.2.2尾水管的设计表3-3推荐的尾水管尺寸表 2.6 4.5 2.720 1.35 1.35 0.675 1.82 1.22（1）大机组尾水管设计h=2.6=2.61.8=4.68mL=4.5=4.51.8=8.1m=2.72=4.85m=1.35=2.43m=1.35=2.43m=0.675=1.215m=1.82=3.276m=2.196m=0.02m=0.5m=h---=1.73m=-=2.43-21.73EMBEDEquation.3=1.944m图3-2弯肘形混流式水轮机尾水管（2）小机组尾水管设计h=2.6=2.61.2=3.12mL=4.5=4.51.2=5.4m=2.72=3.288m=1.35=1.62m=1.35=1.62m=0.675=0.81m=1.82=2.184m=1.464m=0.02m=0.5m=h---=0.98m=-=1.62-20.98EMBEDEquation.3=1.3445m3.1.3调速系统，调速设备选择3.1.3.1调速功计算(20～25)(20～25)=(3000～3750)>（1800～3000）(20～25)=(1120～1400)<（1800～3000）式中：—最高水头，m；—水轮机直径，m。由于大机组计算值超过中型调速器的调速功范围，故选用大型调速器，小机组选用中型，接力器和油压装置应分别进行计算和选择。3.1.3.2接力器选择接力器直径计算：选额定油压为2.5MPa，则每个接力器直径为：在导叶接力器系列中，选择偏大的=180mm.=140mm式中：—标准正曲率导叶参数，由接力器的最大行程：（1.4～1.8）式中：—水轮机导叶最大开度上式中：由，在模型综合曲线上查得为30mm,=375,=24,=EMBEDEquation.3,取=2200m,=16转轮直径小于5m时，采用较小系数1.4，则接力器容积计算.3.1.3.3调速器的选择大型调速器的型号是以主配压阀的直径来表征的，主配压阀的直径选用，在目前调速器的主配压阀直径系列中选择两台BYWT-5000和一台BYWT-1800.3.1.3.4油压装置这里不考虑空放阀和进水阀的用油，则压力油罐的容积（18～20）=0.828～0.92于是选用组合式油压装置HYZ-1.0型3.1.4水轮机阀门及其附件由于水头较大，故选用蝴蝶阀式中：—进口段直径—系数，为水电站的最大净水头查蝴蝶阀的直径系列中，选取=3600mm,=2300mm压力油源及设备，取组合式油压装置HYZ-3.6和HYZ-2.3.3.1.5起重机设备的选择3.1.5.1形式和台式的选择起重机的形式和台数取决于水电站厂房的类型、最大起重量和机组台数等条件。具有上部结构的厂房一般选用桥式起重机，故本设计选用桥式起重机。最重吊运件为发电机转子，重量为39.38t，在10～50t之间，机组台数小于4台时，选用一台单小车起重机。起重量允许起吊的最大重量（包括平衡梁和吊具）称为额定起重量。额定起重量，应根据最重吊运件的重量（一般为发电机转子）加起吊工具的重量（包括平衡梁和专用吊具），并参照起重量系列确定。发电机转子重量39.38t，拟定额定起重量为50t，则选择50/10t桥式起重机。起重机大车轨道中心线之间的垂直距离（或起重机大车两端车轮中心线之间的垂直距离）称为跨度，跨度为14m。表3-3工作参数表 起重量(t) 跨度m 起升高度m 主钩 副钩 主钩 副钩 50 10 14 12 16 极限位置 推荐用大车轨道 轨道中心距起重机外端距离B1 轨道面至起重机顶端距离H 吊钩至轨面距离 吊钩至轨道中心距离 主钩h 副钩 主钩 副钩 Qu—80 300 3000 L1 L3 L2 L4 1950 1030 2200 2000 1040 3195 3.2主厂房尺寸3.2.1长度3.2.1.1机组段的长度大机组：（1）由蜗壳层L=蜗壳宽度+2（2）尾水管层L=尾水管出口断面宽度+2（3）发电机层L=风罩直径+发电机风罩壁厚+两台机组风罩外壁净距=6.1+0.3+2.5=9.2m综上，取机组段长度为9.5m小机组：（1）由蜗壳层L=蜗壳宽度+2（2）尾水管层L=尾水管出口断面宽度+2（3）发电机层L=风罩直径+发电机风罩壁厚+两台机组风罩外壁净距=4.6+0.3+2.5=7.7m3.2.1.2端机组段长度考虑到层间楼梯的布置与梁的冲突，需要增加1-2m才可以满足要求，则端机组段的长度为10.5m,11m。3.2.1.3装配厂长度装配厂长=（1.0～1.5）机组段长，由吊车极限位置同时控制，确定装配厂长度为13.0m.综上所述，厂房长度=10.5+9.5+11+13=44m3.2.2宽度由于厂房设置蝴蝶阀，故厂房尺寸取决于下部尺寸下游侧结构块体宽度=中心线至下游侧蜗壳外缘尺寸++外墙厚度=3.482+1+2=6.482m，取6.5m。上游侧结构块体宽度=中心线至上游侧蜗壳外缘尺寸+蝶阀室宽度++外墙厚度=2.588+4.5+1.5+1.5=9.588m，取为9.5m。最后取厂房宽度底部为9.5+6.5=16m。3.2.3房各层高程确定3.2.3.1水轮机安装高程立轴混流式：其中—设计尾水位；取水电站额定流量Q=50/s查流量关系曲线，得=2063.7m。3.2.3.2尾水管的底板高程式中：h—尾水位的高度（m）—导叶高度（m）尾水管底部开挖高程S—底板厚度，岩基，取1.0m。3.2.3.3水轮机层底面高程式中：—水轮机安装高程d—蜗壳尺寸—蜗壳顶部外包混凝土的厚度3.2.3.4定子安装高程=+进人孔(2m)+深梁(1m)=2068.2+1.4+1=2070.6m3.2.3.5发电机层地面高程=++上机架高度=2070.6+1.02+1.68=2073.3m3.2.3.6装配厂底面高程为方便布置公路，安装场层与定子安装高程同高，高程2070.6m。3.2.3.7吊车轨道高程=装配厂高程+安全高度+最大吊运部件尺寸=2070.6+2.5+8.2=2081.3m3.2.3.8厂房顶部高程由吊车轨顶高程加上相应的吊车尺寸以及厂房屋顶大梁、安全超高、经适当调整得：3.2.3.9厂房高度Z=-2060=26.85m3.3厂区布置厂房部分依山而建，可利用场地面积狭小，故考虑将副厂房布置在厂房上游，厂房西面有一定面积的平整场地，故考虑厂房西侧布置升压站，主变，装配厂，公路，厂房北侧过来，绕到厂房东侧，布置开关站。副厂房共分三层，最上层与装配场同高，布置直接生产用房，（中控室，继电保护盘室等）具体布置见正图，第二层布置电缆层，第三层布置技术供水泵。图3-3厂区布置示意图4吊车梁专题4.1基本设计4.1.1截面设计本设计采用“T”形梁，且采用钢筋混凝土结构，做成简支单跨梁，因为“T”形截面与矩形截面相比，纵向与横向刚度均较大，抗扭性较好，便于固定钢轨和有较宽的检查走道，起重量较大或中等的吊车梁宜采用这种截面。梁的高跨比一般取1/4～1/7，跨度为6.75m，则取梁高为900mm，上翼缘宽度一般为梁跨的1/10～1/15，取上翼缘宽度为600mm，还需满足轨道要求，一般为1/3～1/2梁高，下翼缘宽度一般小于或等于上翼缘高度，取梁高的1/4～1/7，则取下翼缘宽度为300mm.如下图所示：图4-1截面示意图4.1.2材料选择对于吊车梁材料的要求：选用混凝土的标号不得低于200号，钢筋宜用Ⅱ级及以上，本次设计混凝土选择C30，,，,钢筋选用Ⅱ级，,箍筋选择Ⅲ级,,钢筋混凝土容重取。4.1.3吊车梁荷载吊车跨度，最大轮压，单车小车重，最大起吊容重，桥机总重，平衡梁重，采用柱距5.75m。结构重要性系数为：，因为持久状况，设计状况系数；结构系数：；永荷载分项系数：，可变荷载分项系数：；动力系数取为：。梁上作用的均布荷载标准值：1.梁自重标准值：2.钢轨及附件重标准值：3.均布荷载标准值：4.均布荷载设计值：移动荷载：根据厂家资料竖向最大轮压：1.移动（集中）荷载设计值：2.横向刹车力：根据《工建筑物荷载设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》，按小车、吊物及吊具的重力之和4％采用：T=（162.8+490.5）4%=26.132KN3.纵向水平刹车力：4.施工荷载取为44.2内力计算4.2.1计算跨度（单跨简支梁）单跨最长为，净跨为，梁两端的支承宽度a取400mm，取较小值，所以梁的计算跨度近似取6000mm。吊车梁的计算简图见图4-2。图4-2梁的受力简图4.2.2荷载计算将单跨吊车梁分成10等份，因结构及荷载对称，取半跨0～5共6个截面进行计算，则相邻截面间距为0.6m。（1）在均布荷载P作用下，各计算截面的内力可按下式计算将代入上两式得各截面的弯矩和剪力，见表4-1。表4-1均布荷载作用下截面的弯矩和剪力表 截面内力 0 1 2 3 4 5 M(kN.m) 0 13.63 24.22 31.79 36.33 37.85 Q(kN) 25.23 20.19 15.14 10.09 5.05 0（2）在吊车最大竖向轮压作用下，先求解得预制单跨简支梁的弯矩和剪力影响线，影响线系数表4-2和表4-3。表4-2弯矩影响线 项目 截面0 截面1 截面2 截面3 截面4 截面5 α 0 0.109 0.194 0.254 0.291 0.3034-3剪力影响线 项目 截面0 截面1 截面2 截面3 截面4 截面5 1.143 1.029 0.914 0.8 0.686 0.571 0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5移动荷载各计算截面的最大（最小）内力按下式计算：将、、代入上式，得各截面的弯矩和剪力，见表4-4。表4-4移动荷载作用下截面的弯矩和剪力表 截面内力 0 1 2 3 4 5 0 299.13 532.39 697.05 798.59 831.52 522.79 470.64 418.05 365.90 313.76 261.16 0 -45.74 -91.45 -137.21 -182.95 -228.69（3）叠加后的内力见表4-5表4-5截面的弯矩和剪力表 截面内力 0 1 2 3 4 5 0 312.76 547.61 728.84 834.92 869.37 548.02 490.83 433.19 375.99 318.81 261.16 25.23 -25.55 -76.31 -127.12 -177.90 -228.69上表数值系利用表4-1均布荷载作用下的弯矩和剪力表及表4-4的移动荷载作用下截面的弯矩和剪力表合并求得。根据表4-5，将弯矩和剪力包络图绘出，见图4-3。图4-3弯矩和剪力包络图4.3配筋计算水工建筑物级别为Ⅰ级，结构安全级别为Ⅰ级，，持久状况，结构系数，混凝土选用C30，则可知，Ⅲ级箍筋，则。环境条件类别：吊车梁在厂房内部，属于室内正常环境，故选择一类。则查得，拟定两排钢筋，。4.3.1竖向正截面（1）确定翼缘的计算宽度按翼缘高度考虑：，此时按计算跨度考虑：以上数值均大于原有宽度，故该翼缘在这个范围内均起作用，按=600mm进行计算。（2）判断T形截面的类型故属于第一类T形截面。（3）计算（4）计算图4-4截面配筋图（5）计算（最小配筋率）选6束4.3.2竖向斜截面根据设计要求，竖向斜截面即配箍筋，又陪弯起钢筋。（1）（2）验算最小截面尺寸.此尺寸符合要求，不会出现斜压破坏。（3）验算是否按计算要求配置抗剪腹筋故需要按计算配置腹筋。根据可得：假定n=2，d=12mm，=113.04，，，取=200mm，初选双肢箍筋，。式中：—混凝土的受剪承载力—构件斜截面上的混凝土和钢筋的受剪承载力设计值—箍筋斜截面上的混凝土和钢筋的受剪承载力设计值故可以不设弯起钢筋。4.3.3抗扭计算横向水平刹车力T系通过大轮子传给轨顶、由轨顶再传给吊车梁的。力的方向为水平向，力的作用位置与竖向轮压相同，因此梁在横向水平刹车力作用下的内力计算与竖向一样，只需将大车的一个轮子横向水平刹车标准值代替竖向计算中的，而自重等均布恒载则不予考虑。计算作用于吊车梁的扭矩标准值：式中:——吊车轨道安装偏心矩，一般取；——吊车横向水平刹车力T对吊车梁截面弯曲中心的距离，；——轨道顶至吊车梁顶面的距离，取20cm；——吊车竖向轮压动力系数，1.05；——吊车最大竖向轮压标准值，。——截面弯曲中心至截面顶面距离；——吊车横向水平作用标准值（一个轮子），（m为作用在一侧吊车梁上的轮子数）。——扭矩和剪力共同作用下的组合系数，。可求出截面弯曲中心至截面顶部的距离见图4-5梁的最大扭矩（产生在近支座截面处，和求单跨梁支座最大剪力的方法相同：图4-5换算截面图（单位：mm）（1）验算截面尺寸：T形截面各矩形分块的抗扭刚度为：腹板：翼缘：整个截面受扭塑性抵抗矩为：截面尺寸满足要求。4.4抗裂计算对于钢筋混凝土吊车梁，一般不需要进行抗裂验算，只要限制裂缝宽度不超过0.3mm。4.5挠度计算吊车梁主要由短期组合验算挠度，可不必再按长期组合进行验算。故正常运行工况下不进行挠度验算。4.6吊装验算本设计采用现浇混凝土，故不需要进行吊装验算。参考文献[1]赵振兴，何建京.水力学[M].北京:清华大学出版社，2005[2]于永海.水电站[M].北京:中国水利水电出版社，2008[3]林继镛.水工建筑物、第4版[M].北京:中国水利水电出版社，2006[4]何俊仕，林洪孝.水资源规划及利用[M].北京:中国水利水电出版社，2006[5]刘启钊.水电站、第三版[M].北京:中国水利水电出版社，1996[6]华东水利学院主编.水工设计手册—水电站建筑物[M].北京:水利水电出版社，1982[7]河海大学主编.水工钢筋混凝土结构学[M].北京:中国水利水电出版社，1996[8]水利水电建设总局.水电站机电设计手册—水力机械[M].北京:水利水电出版社，1982[9]赵振兴.水力学[M].南京:河海大学出版社，1995[10]河海大学主编.水工建筑物（上）[M].南京:河海大学出版社，1995[11]洪范文主编.结构力学、第五版[M].北京:高等教育出版社，2005致谢经过两个多月的忙碌和工作，本次毕业设计已接近尾声，作为一个本科毕业生，由于自身所学东西的局限性以及本设计是第一次独立完成的，所以设计中难免存在问题。在此，请各位老师给予批评指正。在设计过程中，得到了我的指导老师的亲切关怀和耐心的指导。老师平日里工作繁多，但在我毕业设计的每个阶段，从选题到作图，整个过程都给予了我帮助。他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他循循善诱的教导很不够一格的思路给予我无尽的启迪，对于我以后的学习和工作都将产生非常深远的影响。在设计即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到设计的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的感谢!我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!最后我还要感谢工学院和我的母校—甘肃农业大学四年来对我的栽培！图1-1图1—1图1-2高程m图3-1厂房尾水渠公路公路升压站管理房副厂房开关站P=457.38kNg=9.345kN/m6000mmm_1234567890.unknown_1234567891.unknown_1234567892.unknown_1234567893.unknown_1234567894.unknown_1234567895.unknown_1234567896.unknown_1234567897.unknown_1234567898.unknown_1234567899.unknown_1234567900.unknown_1234567901.unknown_1234567902.unknown_1234567903.unknown_1234567904.unknown_1234567905.unknown_1234567906.unknown_1234567907.unknown_1234567908.unknown_1234567909.unknown_1234567910.unknown_1234567911.unknown_1234567912.unknown_1234567913.unknown_1234567914.unknown_1234567915.unknown_1234567916.unknown_1234567917.unknown_1234567918.unknown_1234567919.unknown_1234567920.unknown_1234567921.unknown_1234567922.unknown_1234567929.unknown_1234567930.unknown_1234567931.unknown_1234567938.unknown_1234567939.unknown_1234567940.unknown_1234567941.unknown_1234567942.unknown_1234567943.unknown_1234567944.unknown_1234567945.unknown_1234567946.unknown_1234567947.unknown_1234567948.unknown_1234567949.unknown_1234567950.unknown_1234567951.unknown_1234567952.unknown_1234567953.unknown_1234567954.unknown_1234567955.unknown_1234567956.unknown_1234567957.unknown_1234567958.unknown_1234567959.unknown_1234567960.unknown_1234567961.unknown_1234567962.unknown_1234567965.unknown_1234567966.unknown_1234567967.unknown_1234567968.unknown_1234567969.unknown_1234567970.unknown_1234567971.unknown_1234567972.unknown_1234567973.unknown_1234567974.unknown_1234567975.unknown_1234567976.unknown_1234567977.unknown_1234567978.unknown_1234567979.unknown_1234567981.unknown_1234567982.unknown_1234567983.unknown_1234567984.unknown_1234567985.unknown_1234567986.unknown_1234567987.unknown_1234567988.unknown_1234567989.unknown_1234567990.unknown_1234567991.unknown_1234567992.unknown_1234567993.unknown_1234567994.unknown_1234567997.unknown_1234567998.unknown_1234567999.unknown_1234568000.unknown_1234568001.unknown_1234568002.unknown_1234568003.unknown_1234568004.unknown_1234568005.unknown_1234568006.unknown_1234568007.unknown_1234568008.unknown_1234568009.unknown_1234568010.unknown_1234568011.unknown_1234568012.unknown_1234568013.unknown_1234568016.unknown_1234568017.unknown_1234568021.unknown_1234568022.unknown_1234568023.unknown_1234568024.unknown_1234568026.unknown_1234568027.unknown_1234568028.unknown_1234568029.unknown_1234568030.unknown_1234568031.unknown_1234568032.unknown_1234568033.unknown_1234568034.unknown_1234568035.unknown_1234568036.unknown_1234568037.unknown_1234568038.unknown_1234568039.unknown_1234568040.unknown_1234568041.unknown_1234568042.unknown_1234568043.unknown_1234568044.unknown_1234568045.unknown_1234568046.unknown_1234568047.unknown_1234568048.unknown_1234568052.unknown_1234568053.unknown_1234568054.unknown_1234568055.unknown_1234568056.unknown_1234568057.unknown_1234568058.unknown_1234568059.unknown_1234568060.unknown_1234568061.unknown_1234568062.unknown_1234568063.unknown_1234568064.unknown_1234568066.unknown_1234568067.unknown_1234568068.unknown_1234568069.unknown_1234568070.unknown_1234568071.unknown_1234568072.unknown_1234568073.unknown_1234568074.unknown_1234568075.unknown_1234568076.unknown_12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