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1、水电站课程设计1 .设计题目水电站厂房布置设计2 .设计目的进一步巩固和加深厂房部分的理论知识，培养学生独立思考、分析问题及运用理论知识解决实际问题的能力，提高学生制图、使用现行规范、查阅技术资料、使用技术资料的能力以及编写设计说明书的能力。通过该课程设计使学生初步掌握水电站厂房设计的内容、步骤和方法3 .设计任务3、进行厂区枢纽布置3.2、 根据给定的资料进行水轮发电机组的选型；3.3、 根据水轮发电机组的型号选择相应的蜗壳、尾水管、调速器及其它辅助设备;3.4、 根据所选择的设备进行主、副厂房的平面和立面的布置设计，从而确定厂房的轮廓尺寸。布置设计包括以下几方面内容：3.4.1、 主机组及
2、相应辅助设备的布置；3.4.2、 主、副厂房各层的布置；3.4.3、 主、副厂房梁、板结构的布置；3.4.4、 厂内交通道的布置。3 .设计资料本次课程设计的前半部分，即机组的选型、调速器及辅助设备的选择己在水轮机选型作业中完成，因此所有资料已发到每人手中，此阶段的设计内容就是要求根据每人选择的机组进行相应的厂房布置设计。4 .设计成果4.1、 设计图纸一张。4.1.1、 图纸内容包括：1）沿机组中心线厂房横剖面图（1：501：100）；2）发电机层平面图（1：1001：200）；3）水轮机层平面图（1：100l:200）；4）蜗壳层、尾水管层平面图（1：1001：200）；5）厂区枢纽布置图
3、（1：500）4.1.2、 图纸要求：1）要求绘于1号白图上或用计算机绘图；2）要严格按制图要求绘制工程图；3）设计图纸要求正确、美观、清楚、整洁；4）图中所用符号应合乎统一规定的符号，文字用仿宋体书写;5）要求图中尺寸标注完整、正确，图纸上要有必要的说明。4.2、 计算书、说明书一份。计算书、说明书要求有以下内容：1）封面；2）前言;3）中、英文摘要及中、英文关键词；4）目录；5）正文；正文的内容包括：（1）工程概况及设计资料；（2）水轮机、发电机的选型及其所考虑的因素:（3）蜗壳、尾水管、调速设备的选型及其所考虑的因素:（4）水电站在整个枢纽中的位置及厂房枢纽布置概述（包括供水方式、引近方
4、式、厂区回车场及对外交通道。）（5）通过主厂房的剖面布置，确定主厂房各主要高程，并说明理由及所考虑的因素；（6）通过主厂房各层的平面布置，确定水电站主厂房的长度和宽度，并说明理由及所考虑的因素；（7）确定副厂房的位置及厂内布置，并说明理由及所考虑的因素；（8）确定厂内各层平面和立面的交通条件；（9）确定厂外的交通条件；（10）其它你认为所必须的内容；（11）说明书要求论据充分、合理，字迹清晰端正（可打印），文句通顺，逻辑性强，无错别字。6）结论；7）总结与体会；8）参考文献。5 .建议时间安排根据所给资料选定机组型式、计算出有关参数后，即可进行厂房的布置设计,但不要求作方案比较。D熟悉所给资料
5、及参考资料05天2）绘制厂区枢纽布置简图0.5天3）各设备的尺寸估算0.5天4）绘制厂房横剖草面图及相关高程的确定2.0天5）绘制发电机层平面草图及相关尺寸的确定1.0天6）绘制水轮机层、蜗壳层平面草图及相关尺寸的确定2.0天7）在修改草图的基础上绘制厂房平剖面正式图2.0天8）编写说明书1.5天备注：各层平面图均包括同层的副厂房。厂房横剖面图若剖到副厂房，也必须绘出副厂房。6 .设计步骤6.1、 在熟悉所给资料、详细了解设计任务的基础上进行厂区枢纽布置，要求确定引水道（包括压力前池或调压室）、压力钢管、主厂房、副厂房、变压器场、高压开关站、尾水道、交通道的相对位置。在厂区枢纽布置图中，应标明
6、各主要建筑物的尺寸及主要交通道。6.2、 确定各设备的尺寸6.2.1、 通过水轮机的选型计算，选择相应的水轮机并确定水轮机的有关参数（包括：水轮机型号、转轮直径、标准同步转速、水轮机的工作范围、允许吸出高度、水轮机的安装高程、绘制水轮机的运转特性曲线。）6.2.2、 选择蜗壳的型式，确定蜗壳的有关参数（包括：断面型式、蜗壳的包角、蜗壳进口断面的平均流速。）；并通过相关的水力计算，确定蜗壳的轮廓尺寸。要求画在坐标纸上，并附在说明书中。6.2.3、 选择相应的调速设备；624、选择尾水管的型式，确定尾水管的尺寸，并画在坐标纸上，附在说明书中。625、估算发电机的主要尺寸，并画在坐标纸上，附在说明书
7、中。6.3、 厂房布置6.3.1、 以安装高程为基准，根据已选定的机电设备进行厂房的剖面布置，从而确定厂房各主要高程。6.3.2、 根据主要的机电设备及主要辅助设备的布置和运行要求，并考虑吊车的跨度进行厂房各层的平面布置，从而确定主厂房的平面尺寸。在进行各层的平面布置时应严格注意：1）主要机电设备及主要辅助设备之间的协调。包括调速设备、油、水、气系统的布置和相互协调。2）考虑吊车的工作范围，保证须起吊的设备在吊钩的极限范围内，并注意吊钩的工作范围对边机组段尺寸的影响。3）从保证运行安全及方便出发，协调厂内外电气设备的布置。4）布置厂内的交通系统，包括连接各层的楼梯、吊物孔（包括蝶阀吊孔）、各层
8、平面的交通道的位置及尺寸。5）根据机组的安装、检修条件，确定装配场的位置、高程及平面尺寸；其中，还应考虑变压器的检修。6）确定蜗壳及尾水管检修时的进人孔位置及厂内集水井的位置。7）合理布置厂房的梁、柱系统，使其满足结构、施工及安装要求。8）初步拟订厂房各构件的结构尺寸，包括梁、柱、门、窗、墙、楼板等。6.4、 根据机电设备及油、水、气系统的布置，结合参考资料提供的参考面积，对与主厂房运转有直接关系的副厂房进行布置。6.5、 在横剖面图和平面图上应标明各项高程及主要尺寸，所标注尺寸应符合工程图要求。正式图纸可手绘，也可用计算机绘图。6.6、 编写说明书。7 .设计资料水电站装机容量13.6万千瓦
9、，效率97.5%,最大工作水头38.0m,最小工作水头27.0m,加权平均水头32.0m,设计水头为30.5m,海拔高程27m,下游设计水头最低水位22m。8 ,摘要及关键词本课程设计主要是水利水电枢纽工程中水电站厂房设计的部分工作。设计目的在于进一步巩固和加深厂房部分的理论知识,培养学生独立思考、分析问题及运用理论知识解决实际问题的能力,提高学生制图、使用现行规范、查阅技术资料、使用技术资料的能力以及编写设计说明书的能力。通过该课程设计使学生初步掌握水电站厂房设计的内容、步骤和方法。根据已有的原始资料和设计要求进行设计,主要内容有：水电站总体布置,水轮机型号的选择以及水轮机特性曲线的绘制,蜗
10、壳尺寸的确定,尾水管尺寸的确定,调速器的选择，水电站厂房尺寸的确定,尾水渠渠道布置、形式选择等,并根据要求绘制相应的平面布置图和剖面图。关键词：装机容量、效率、水轮机、蜗壳、尾水管、调速器、发电机、厂房。Thiscourseisdesignedprimarilywaterconservancyandhydropowerdamprojectinthepartofthehydropowerplantdesignwork.Designedtofurtherconsolidateanddeepenthetheoreticalknowledgeofplantparts,trainingstudentst
11、othinkindependently,analyzeproblemsandapplythetheoreticalknowledgetosolvepracticalproblems,toenhancestudentsmapping,theuseofexistingnorms,accesstotechnicalinformation,theabilitytousetechnicaldataandpreparationofdesignmanualability.Throughthecoursedesignedtogivestudentsapreliminarydesignofthehydropow
12、erplanttomasterthecontent,proceduresandmethods.Thebasisoftherawdataanddesignrequirementsforthedesign,themaincontentsare:hydropoweroveralllayout,thechoiceofturbinetypeandturbinecharacteristiccurvedrawing,scrolldeterminethesize,tubesizedetermination,thechoiceofgovernor,determinethesizehydropowerplant,
13、tailracechannellayout,formselection,andarerequiredtodrawtheappropriatefloorplanandsections.Keywords:capacity,efficiency,turbine,scroll,tailpipes,governor,generator,plant.第一章水轮机选型计算第一节水轮机型号的选择6第二节水轮机主要参数的计算7一 HL240型水轮机方案主要参数计算7二 ZZ440型水轮机方案主要参数的计算9第三节水轮机方案的分析比较12HL240型水轮机运转特性曲线的绘制13第二章蜗壳的型式及其主要尺寸的确定1
14、7第一节蜗壳的型式17第二节蜗壳的主要参数的选择17第三节蜗壳的水力计算18第三章尾水管的型式及其主要尺寸的确定19第四章水轮机调速设备的选择20第一节调速功的计算20第二节接力器的选择21第三节调速器的选择22第四节油压装置的选择22第五章水轮发电机选择计算22第一节发电机主要部分的尺寸计算22机距22二 定子铁芯内径23三 定子铁芯长度23四 定子铁芯外径23第二节外形尺寸估算23一 平面尺寸估算23二 轴向尺寸的计算24三 水轮发电机重量估算25第三节压力管道参数计算26第四节主厂房主要尺寸的确定26主厂房长度的确定26二 主厂房宽度的确定28三 主厂房高程的确定28第五节副厂房的布置3
15、0一 副厂房的组成30二 副厂房的位置31三 副厂房平面布置的设备31第六章参考文献31第一章水轮机选型计算第一节水轮机型号的选择根据水电站的工作水头范围，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，这就需要将两种水轮机都列入比较方案，对其参数分别予以计算和选定。第二节水轮机主要参数的计算-HL240型水轮机方案主要参数计算1转轮直径的计算D.=,9.8IQ1H3211=34870kW;式中Q=12SVs=1.24i113s（由附表1查得）。同时在附表1中查得水轮机模型在限制工况下的效祠M=90.4%,由此可初步假定水轮机在该工况的效率为92%。将以上各值代入上式得:34870-430mV9.81xl.24x30.532x0.92*选用与之接近而偏大的标准直径D=4.5m。2效率修正值的计算由附表1查得水轮机模型在最优工况下的nai=92.0%,模型转轮直径MmaxDia=0.
