水电站建筑物课程设计

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1、水电站建筑物课程设计院系：水利电力学院班级：121水电（2）班姓名：李光耀学号:1200301068指导老师：张一、设计课题水电站有压引水系统水力计算二、设计资料及要求1.设计资料:基本资料：某水电站是MT河梯级电站的第四级。坝址以上控制流域面积2362km²，多年平均流量44.9m³/s,由于河流坡降较大，电站采用引水式开发，大坝采用跨河修建基础拱桥，在桥上再建双曲拱坝的形式，坝高（包括基础拱桥）54.8m。水库为日调节，校核洪水位1097.35m，相应尾水位1041.32m：正常蓄水位1092.0m，相应尾水位

2、1028.5m：死水位1082.0m，最低尾水位1026.6m。总库容707×104m3，HP=58m，Hmax=65.4m，Hmin=53.4m。装机容量3×1.5×10ªKw,保证出力1.07×104Kw，多年平均发电量1.61×108Kw.h。该电站引水系统由进水口、隧洞、调压井及压力管道四部分组成。隧洞断面采用直径5.5m的圆形，隧洞末端设一锥形管段，直径由5.5m渐变为5.0m，锥管段长5.0m，下接压力钢管。隧洞底坡取0.005m，全长500.3m，其中进水口部分长25.7m，进口转弯段长25.595m

3、，锥管段长5m。水轮机型号为HL211-LJ-225，闸门从全开到全关的时间为7s，其中有效关闭时间TS=ª.68s。机组额定转速n0=214.3r/min,飞轮力矩GD2=10124KN.m2。蜗壳长度L蜗=20.40m，L蜗V蜗=165.66m2/s，尾水管长度L尾=16.2m，L尾V尾=97.36m2/s.转轮出口直径D2=2.44m，HS=-1.94m。经核算，当上游为正常蓄水位，下游为正常尾水位，三台机满发电，糙率n取平均值，则通过水轮机的流量为96.9m³/s，当上游为死水位，下游为正常水位，三台机满发

4、，引水道糙率取最小值，压力管道糙率取最大值，则通过水轮机的流量为102m³/s：当上游为校核洪水位，下游为相应的尾水位。电站丢弃两台机时，若丢荷幅度为30000——0KW，则流量为63.6——0m³/s：若丢荷幅度为45000——15000KW，则流量变幅由96.5——31.0m³/s：当上游为死水位，下游为正常尾水位时，若增荷幅度为30000——45000KW，则流量变化由68.5——102.5m³/s，若丢弃负荷幅度为30000——0KW，则流量变化为67.5——0m³/s。采用联合供水方式，两个卜型分岔管布置

5、，主管直径5m，支管直径3.4m，分岔角取29。27′。从调压井中心至蝴蝶阀中心全长102.32m。压力管道可按钢板、混凝土、围岩联合作用进行结构计算，围岩单位弹性抗力系数K0=1.4×106kpa。取压力管道经济流速为5m/s，按流量96.9m³/s进行计算，压力管道经济直径为5m，蜗壳进口直径为3.4m，故设5m及3.4m两种管经，其中3#压力管道最长，从隧洞末端到蝶阀中心全长113.3m。2.设计要求：（1）、对整个引水系统进行水头损失计算；（2）、进行调压井水力计算球稳定断面；（3）、确定调压井波动振幅，包

6、括最高涌波水位和最低涌波水位；（4）、进行机组调节保证计算，检验正常工作状况下水基压力、转速相对值升高是否满足规范要求。一、调压井水力计算求稳定断面1.引水道的等效断面积：引水道有效断面积f的求解表栏号引水道部位过水断面fi（㎡）Li（m）Li/fi1拦污栅61.284.10.0669062喇叭口进水段29.7660.2016133闸门井段245.60.2333334渐变段23.88100.418765D=5.5m23.76469.619.764316锥形洞段21.6550.2309477调压井前管段19.6310

7、.980.559348所以引水道的等效断面积=511.28/21.475=23.81m22.引水道和压力管道的水头损失计算：引水道的水头损失包括局部水头损失h局和沿程水头损失h沿两部分压力管道的水头损失包括局部水头损失h局和沿程水头损失h沿两部分(1).g取9.8m/s2局部水头损失h局计算表栏号引水建筑物部位及运行工况断面面积w（㎡）局部水头损失系数局部水头损失10-6Q2（m）合计（Q2）1进水口拦污栅61.280.121.630375629.580012进口喇叭段29.760.15.76073743闸门井24

8、0.217.715424渐变段23.880.054.47347785隧洞进口平面转弯23.760.076.3262919.566766末端锥管段19.630.113.2404687调压井正常运行19.630.113.240468211.84758增加一台机负荷，从调压井流入管道19.631.5198.6079压力引水管道上水平段平面转弯19.630.045.