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时间:2018-11-15
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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1028.5m:死水位1082.0m,最低尾
2、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,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
3、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,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
4、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,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
5、=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
6、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19.6310.980.559348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9.8
7、m/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240.217.715424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19.631.5198.607
8、9压力引水管道上水平段平面转弯19.630.045.
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