水电站课程设计--水电站厂房及吊车梁设计

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1、水电站厂房及吊车梁设计目录前言1第一部分水电站厂房2一、设计资料2二、水轮机选型22.1水轮机型号选择22.2水轮机参数计算2三、水轮机蜗壳设计133.1蜗壳形式的选择133.2断面形状及包角的选择133.3进口断面面积及尺寸的确定13四、尾水管设计154.1尾水管的形式154.2弯肘型尾水管主要尺寸的确定15五、发电机外形尺寸175.1发电机型式的选择175.2水轮发电机的结构尺寸17六、厂房尺寸确定196.1主厂房长度的确定196.2主厂房的宽度206.3主厂房各层高程的确定21第二部分吊车梁设计2433水电站厂房及吊车梁设计七、吊车梁截面形式24八、吊车梁荷载计算258.1均布恒荷载q2

2、58.2垂直最大轮压25九、吊车梁内力计算259.1弯矩计算259.2剪力计算26十、吊车梁正截面及斜截面抗剪强度计算2710.1吊车梁正截面承载力计算2710.2斜截面抗剪强度计算29十一、挠度计算30十二、裂缝宽度验算31结语32参考文献3333水电站厂房及吊车梁设计前言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。设计目的在于培养学生正确的设计思想，理论联系实际工作的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。培养学生综合运用所学水电站知识，分析和解决水电工程技术问题的能力；通过课程设计实践训练并提高学生解决水利水电工程实际问题的能力。进一步巩固和加深厂房部

3、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。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、蜗壳尺寸的确定、绘制蜗壳平面和断面单线图、尾水管尺寸的确定及草图、水电站厂房尺寸的确定以及吊车梁内力计算和吊车梁配筋计算等，并根据要求绘制相应的平面布置图和剖面图。33水电站厂房及吊车梁设计第一部分水电站厂房一、设计资料资料：某水利枢纽工程，具有防洪、灌溉、发电、养殖、旅游等功能。水电站厂房为坝后式，通过水能计算该水电站装机容量为

4、25Mw，厂房所在处平均地面高程440.60m1.水位经多水位方案比较，最终采用正常蓄水位为：470.00m，死水位为：459.00m，距厂房下游100m处下游水位流量关系见下表：2.机组供水方式：采用单元供水3.水头该水电站水头范围：Hmax=39.00m,Hmin=28.00m,加权平均水头Ha=33.00m二、水轮机选型2.1水轮机型号选择水轮机型号的选择中起主要作用的是水头,本电站工作水头范围为28.00m～39.00m，根据水头范围从水轮机系列型谱中查得轴流式ZZ440型适应水头20m～36m,混流式HL240型适应水头25～45m两种型座位备选方案。经方案比较后确定水轮机型号。2.

5、2水轮机参数计算2.2.1HL240型水轮机方案主要参数选择（两台机组）33水电站厂房及吊车梁设计HL240水轮机水头范围25～45，HL240水轮机模型参数，见下表2-11.转轮直径D1的计算根据水轮机型号HL240查上表得HL240型水轮机在限制工况下的单位流量Q1M'=1.24m3/s，效率ηM=90.4%，由此可以初步假定原水轮机的单位流量Q1'=Q1M'=1.24m3/s,效率ηM=92%.水轮机额定水头D1=Pr9.81×η×Q1'Hr32式中：D1——水轮机标称直径Q1'——水轮机单位流量查得Q1'=1240L/s=1.24Hr——设计水头，对于坝后式水电站Hr=（0.9～0.9

6、5）Ha，取Hr=0.95Ha=0.95×33.0=31.35mPr—水轮机额定出力,由发电机的额定处理求得，对于中小型水电站ηg=0.92～0.95，Pr=Pe/ηg=25000/2/0.95=13158kW代入式中得D1=Pr9.81×η×Q1'×Hr32=.81×0.92×1.24×31.3532=2.59m,根据上式计算出的转轮直径259cm，查表3—12水轮机转轮标称直径系列，选用相近而偏大的标准直径：D1=275cm2.转速计算n=n1'HD1=72×332.75=150.4r/min式中n1'——单位转速采用最优单位转速n1'=72r/minH——采用设计水头33.00mD1—

7、—采用选用的标准直径D1=2.75m由额定转速系列表3-13查的相近而偏大的转速n=150r/min33水电站厂房及吊车梁设计3.效率及单位参数修正（1）效率修正。查表3—9可得HL240型水轮机在最优工况下的模型最高效率ηMmax=92.0%,模型转轮直径D1M=46cm,则原型水轮机最高效率ηmax=1-（1-ηMmax）5D1MD1=1-(1-0.92)=0.944效率修正值Δη=ηmax-