水电站课程设计

目 录

一、

1.

设计资料........................................................................................................ - 2 - 工程概况 .................................................................................................... - 2 - 1.1工程所在区域的气候情况 ......................................................................... - 2 - 1.2工程地质 ................................................................................................. - 2 - 1.3 水电站工程 ............................................................................................. - 3 - 2. 二、

1. 2.

设计内容 .................................................................................................... - 3 - 引水管水力分析计算 ...................................................................................... - 3 - 引水线路选择 ............................................................................................. - 3 - 引水系统断面型式选择 ............................................................................... - 4 - 2.1方案论证 ................................................................................................. - 4 - 2.2 型式选择................................................................................................. - 4 - 2.3 断面尺寸选定 ......................................................................................... - 5 - 3.

引水系统水力设计 ...................................................................................... - 6 - 3.1 进水闸布置（略） .................................................................................. - 6 - 3.2 电站引水系统水力计算 ........................................................................... - 6 - 3.3调压室设计 .............................................................................................. - 7 - 3.4 调压室稳定计算 ...................................................................................... - 9 -

3.5调压室底板高程确定 ...............................................................................- 10 - 4 压力管道设计................................................................................................- 10 - 三、 水电站布置设计 ............................................................................................- 10 -

1. 水电站厂房................................................................................................- 10 -

2.

主要机电及金属结构设计 ..........................................................................- 11 -

2.1主要机械设备选择 ..................................................................................- 11 -

2.2辅助设备、厂房各组成部分布置 .............................................................- 11 - 3. 主厂房平面布置设计 .....................................................................................- 13 -

3.1主厂房上部结构部分 ...............................................................................- 13 - 3.2 主厂房长度及下部结构部分 ...................................................................- 15 - 4. 主厂房的剖面设计.........................................................................................- 16 - 四、 五、

致谢..............................................................................................................- 19 - 参考文献.......................................................................................................- 20 -

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一、 设计资料

1. 工程概况

HF是安徽省的政治、经济、文化中心，也是全国重要的科教基地，位于江淮之间，正以“快速、健康、持续”发展为目标，逐步建成全方位、多功能、综合性的现代化大城市。DP水库位于南淝河上游，HF西北部，流域面积207.5平方公里，水质良好，是HF的优质供水源。HF市已动工兴建的DFY水库，可与DP水库联合运行，对流域内优质水加大了调节度，但因两库天然来水量少，依然无法满足HF市对优质水的需要量。九五年以来，利用DP水库和P灌区的滁河干渠相通的特点，已从P灌区引水入肥。供水工程，就是修建供水专线，连接DP水库、DFY水库和其上游的三大水库，从P灌区总干渠把产自大别山的天然优质水引入供水专线，经南淝河，入DP水库，源济HF市的城市供水，实现HF市供水工程规划提出的目标。

1.1工程所在区域的气候情况

供水工程地处安徽省P灌区内，界于滁河干渠与大蜀山分干之间，地处湿润季风气候带。其特征是：季风显著，雨量集中。灌区气候受冷锋、低涡及台风等因素影响，冬冷夏热，四季分明，降雨蒸发年际间差别很大，无霜期较长，光、热、水配合良好，适宜各类农作物生长。

1.2工程地质

供水工程上段自P河总干渠将军岭枢纽，设进水闸布专线至袁湾村附近，下段利用袁湾河，经南淝河入DP水库。供水专线沿线为低山区和岗区，地形沿拟建专线高低起伏不平。总体地势：从专线进口（将军岭闸枢纽）至出口（袁湾村附近）逐渐降低，地面高程26～50m。进出口自然落差约24米。根据工程地质勘察报告，供水专线地层在勘探范围内自上而下依次是：堤身填土、中～重粉质壤土、粉质粘土和粘土、全风化砂岩、强风化砂岩5层。第1至第4层呈紫红色，稍湿、坚硬；强风化砂岩层未揭穿，也呈紫红色，稍湿、坚硬。从将军岭闸到袁湾村地段，地层主要以3层粘土、粘质粘土为主，局部地段为2层中～重粉质壤土。第3层层位相对稳定，强度较高，工程地质条件较好，但土具有弱膨胀性。第2层土由于压缩变形略偏大，条件相对较差，但也能满足轻型建筑物对地基的要求。供水专线基本位于肥西县境内，地层均为中生界侏罗系以来地层，地震烈度为六度，对本工程对抗震可不做特别要求。工程所在场地内无明显含水地层，

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地下水为潜水或上层滞水，地下水位大致随地形起伏变化。工程勘察期间测得地下稳定水位为0.75～6.10m，高程32.80～46.10m。场地内未发现明显的污染源。

1.3 水电站工程

本电站是该引水工程的重要组成部分，根据工程总体布置：设计引水流量18m3/s，引水线进口（将军岭闸枢纽）至出口（袁湾村附近的袁湾）地势逐渐降低，其中：进水口将军岭渠底高程42.0m，多年平均设计水位47.2m，最高洪水位49.0m；袁湾河最低水位26m，多年平均设计水位26.5m，100年一遇洪水位29.98m。

2. 设计内容

本次水电站课程设计的内容主要包括：

（1）进行拟开发水电站系统的引水道水力计算、调压室调节保证计算、高压管道水击计算；

（2）根据特征水头和装机容量，进行水轮机和发电机的选型；

（3）根据装机容量和所选定的水轮发电机组的参数，进行调速器、油压装置和起重设备等主要辅助设备的选择；

（4）进行厂区和厂房内部布置，决定厂房的轮廓尺寸；

（5）绘制设计图纸5张（引水线路图、枢纽布置图、厂房横剖面图、发电机层及水轮机层平面图）；

（6）编写设计说明书一份，说明工程概况、设计依据、设计参数比选、各建筑物尺寸的确定过程。

二、 引水管水力分析计算

1. 引水线路选择

引水管定线的原则如下：1)与城乡规划相结合；2)为节省投资，尽量缩短线路长度；3)减少拆迁，少占农田；4)便于管渠施工与运行维护；5)保证引水水量及水质的安全。

在供水工程中,从水源引水，通常采用双路管线，目的在于增加供水保证程度，但同时也增加了工程投资和水头损失。在本项目中，可考虑引水系统的水先进入D水库，然后才进入净水厂，有了D水库的调节，引水系统可采用一条，以节省投资。引水管道沿程布置见比例尺为1/10000的引水道平面布置图。

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2. 引水系统断面型式选择

1明渠引水；管道线路布置（图1）确定以后，拟定三个引水系统断面方案：○2无压暗管引水；○3压力管引水。现对三个方案的优劣分析如下： ○

方案一：明渠引水。利用天然河道或人工输水渠道及配套设施来实现水量从水源输往前池压力钢管发电或是支渠灌溉。明渠引水的优点：挖掘更方便，布局更加自由，节约材料，不需要过度考虑地理位置。明渠的缺点：明渠输水沿线容易遭到水质污染，还有遭到农户的私自截水灌溉，使供水量得不到保证；长明渠引水式水电站前池水位过低可能导致压力钢管进口处产生漏斗状吸气旋涡,造成压力钢管吸入空气及漂浮物,从而引起机组的噪音和振动。

方案二：无压暗管引水。利用埋管把无压水流输送到所需的地方的一种引水方式。其优点是：管道布置灵活方便，管道位置选择比较自由，而且往往可以缩短管道长度，在不适宜修建明渠的地段采用暗管可以取到很多的效果。无压暗管引水的缺点:由于暗管中水流为无压水流，导致暗管底部及水面以下侧边的围岩承受水重，很容易因外压力过大而塌毁；维修不方便，而且施工也较困难。

方案三：压力管道引水。利用水头差使管内的水流具有除按自重从高地低流动。其优点是：具有使水质和水量在输送途中得最好的保证；管道布置较为方便而且形式因地制宜；利用围岩抗力可以使钢管厚度减小。其缺点：有压管道的构造复杂，施工技术要求也高；管道容易因内水压力破坏或是因外压而失稳。

2.1方案论证

通过拟定的三个方案，从各自的优缺点，考虑到输水过程中的水质和水量的保护，选择方案三的压力管引水形式。

2.2 型式选择

压力管引水断面形式主要有门洞型、圆管型、矩型。现对三种压力管引水断面形式分析如下：

（1）门洞型压力管引水断面 （2）圆管型压力管引水断面 （3）矩型压力管引水断面

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综合考虑到三种断面的过水系数及水力条件，还有断面的施工难易程度和技术要求等因素，对比之下选用圆管型引水断面。管道材料为钢管，连接方式纵、横缝焊接。查《水力学》得压力管道的粗糙系数ｎ值0.013。

2.3 断面尺寸选定

根据引水线路沿线地面地形情况，工程设计引水流量Q=18m3/s和进水口将军岭渠底高程42.0m，多年平均设计水位47.2m；袁湾河最低水位26m，多年平均设计水位26.5m，100年一遇洪水位29.98m。

压力管道直径选择，通常根据已有的工程经验及适当的公式计算，然后选择相近的几何尺寸，分别进行造价和电量计算，并结合技术问题综合分析，从而选定最优直径。但由于本设计资料有限，只能以满足水轮机正常运行情况下的最小直径为最优直径，此时对应的造价最低，比较经济。

根据SD335—92 《水电站压力钢管设计规范》我国目前还没有经济管径的通用公式，一般经验：明管和地下埋管，当内压100～300m，流速约4～6m/s；内压70～150m，约5～7m/s。 依据本工程的设计水头差47.2-26.5=20.7m，选取经济流速v=3～7m/s,假设管道直径D，试算过程见附表。下面选取最佳管道直径D=2.7m，计过程如下：

断面面积A==5.73m2；

经济流速V=Q/A=18/5.73=3.145m/s, 在经济流速范围内。

通过试算，考虑到高流速对管道的要求高，施工就更复杂，费用就更多，并且考虑水锤作用力的大小跟水流初始速度有关，所以选择管道直径D=2.7m。

钢管使用普通碳素钢A3制造，其屈服强度为=235N/mm2。按照《水电站压力钢管设计规范》 ，其允许应力[σ]=0.55则计算公式如下：10HD2[]，即[σ]=129.55 N/mm2。下面利

用锅炉公式计算管道的厚度，考虑到焊缝的强度降低，取允许应力系数Ф=0.93，

=2.9mm

按锅炉公式计算时，允许应力要降低15%～25%，取80%。

考虑锈蚀、磨损及钢板厚度误差，管壁厚度应至少比设计值加2mm,此外还

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需考虑制造工艺和安装、运输等要求，保证必需的刚度，管壁最小厚度不宜小于D/800+4(mm)或6mm。现管道直径D=2.7m,则：

D/800+4=2700/800+4=7.375(mm)

而采用锅炉公式计算得的厚度取管道厚度为10mm。

自此，管道尺寸轴长L=3000m，断面内直径D=2.7m，管壁厚度

3. 引水系统水力设计 3.1 进水闸布置（略） 3.2 电站引水系统水力计算

引水系统的主要任务是向H市D水库供水，以补充H市水量之不足，因此水力设计的任务是在满足供水流量的前提下，充分利用地形自然落差，而使过水断面较小，投资较省。同时该引水管路也是电站动力引水系统，须根据前述选定的引水系统线路长度、沿程水力坡降、管道断面形式及尺寸、合理确定管路的糙率系数，根据长距离输水的水力学计算方法，计算局部水头损失和沿程水头损失过程如下：

管道水力半径R=2.7/4＝0.675ｍ，选择粗糙系数 =0.013，由曼宁公式：

1=2.9+2=4.9mm,因此按满足最低厚度要求，

=10mm。

C1nR6C8g



联立整理方程得沿程阻力系数：

8gn12R3

式中：n为压力管道粗糙系数；g为重力加速度，一般取g＝9.81m2/s；R为水力半径为0.675m。

带入数据计算得λ＝0.015，详细计算过程见附表1。

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因为管线过长，局部水头损失可忽略不计，则管道沿程损失水头：

Lv2hfD2g

式中：L为压力管道长度，3000m；D为管道直径，2.7m；v为管道水流流速，3.145m3/s。

带入数据计算得管道沿程损失水头为8.47m。因此水轮机的设计水头H＝20.7-8.47＝12.23m，由于两种水轮机的设计水头都为11m，取11m。

3.3调压室设计

设置调压室增加了建造费用和维护费，调压室的投资有时几乎占引水系统的投资的0.2～0.25，相当于厂房的土建投资，因此设置调压室须得经过电站的引水系统与机组联合调节保证计算及电站稳定运行综合分析，进行技术和经济比较并加以论证。

调压室的设置条件：

（1）尽可能充分反射由压力管道传来的水锤波，以减少压力管道中水锤压力，并使传至引水道中的水锤控制在合理范围内；

（2）应能保证调压室中发生的一切水位波动都具有逐渐衰减的性质，并且衰减得愈快愈好；

（3）负荷变化时，引起的波动振幅小，频率低，这样就可以减小调压室的高度，并有利于机组的稳定运行；

（4）在正常运行时，水流经过调压室与引水道连接处的水头损失尽量小。 我国《水电站调压室设计规范》建议采用压力引水道的惯性时间常数来判断设置上游调压室的条件，其式为：

值

TWLgHivi[TW]

式中

P

——压力引水道（包括蜗壳及尾水管）各段之长度； ——上述各段水道相应的流速；

g——重力加速度，取9.81m/s2；

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——水轮机的设计水头； ——

的允许值，一般取2～4s。

带入数据计算：

=30003.145/（9.8111）=87.43s＞[Tw] 因此本站需要设置调压室，来进行水锤调节。

根据本工程采用明钢管引水，研究管线布置地形、地质条件，把调压室设置在靠近厂房上游位置，采用调压塔，即上游调压室布置形式，调压室类型采用简单圆筒式。其特点是：自上而下具有相同的断面，结构简单，反射水锤波好；但波动振幅大，衰减慢，水流通过调压室底部的水头损失较大。

调压室的基本尺寸采用托马断面设计调压室尺寸，即托马公式：

Lf2gH1FkFThLf2g(H0hw03hwT0)

=30005.73 /（20.869.81）/（20.7-8.47-30.4）

=92.36

式中:

——临界界面；

——引水道长度；

f----引水道断面面积f=5.73 m2； g——重力加速度取9.81； H——水轮机承受的净设计水头；

hwT0——管道中沿程损失,为0.3—0.5m.压力管道水头损失考虑管道较短，过水条件好,取0.4m。

α——引水道阻力系数=hf/v2 =8.473.1453.145=0.86； hw0——引水道水头损失计算, hw0=8.47m，详细计算过程见附表1。

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考虑到临界断面与实际断面间的差值，取一个1.05的系数，即实际断面F： F =1.05 Fk =1.0592.36=96.98 m2 所以调压室直径：

D=(496.983.14)=11.11 m

3.4 调压室稳定计算 3.41计算最高涌波水位

调压室最高涌波水位应该是在机组负荷全丢弃的情况下产生的，为简化计算，可假定瞬时突然丢弃全负荷。此时水轮机的流量由Q=18m/s降为0，即对于简单圆筒式调压室，不考虑附加阻抗，利用下式公式求水位波动的极限位置：

XLfv02gFh23

0ln(1Xmax)Xmax

式中：

w0，

X0hW0，

Xmaxzmax 。

计算过程见附表2，得 Zmax=55.85m 3.42计算最低波涌水位

计算增加负荷时发生最低涌波水位，波动微分方程不能像丢弃全负荷那样进行积分，只能做些假定求出近似值。

由部分负荷增加到全负荷，水电站的流量由mQ增加到Q（m<1,称为负荷系数）时，对于简单式圆筒调压室，可按福格特公式求Zmin:

zminhw010.275m0.05/0.91m1m/0.62

式中：Zmin——调压室最低下降水位；

22Lfv0/gFhw0为无因次系数，表示“引水道——调压室”系统特性，对

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于无阻抗圆筒式: 2/hw0。

负荷系数m,取值0.5，由附表3计算得Zmin=36.25m 3.5调压室底板高程确定

通过调压室稳定计算，得到调压室水位波动的最高水位值Zmax=55.85 m，最低涌水位值Zmin=36.25m。根据调压室设计规范：

(1)调压室最高涌波水位以上的安全超高不宜小于1.0m；

(2)上游调压室最低涌波水位与调压室处压力引水道顶部之间的安全超高应不小于2～3m；

(3)调压室底板应预留不小于1.0m的安全水深。

故调压室顶部高程：55.85+1=56.85m；调压室底板高程：36.25-1=35.25m；引水道顶部高程：36.25-3=33.25m，如图1所示。

图 1

4 压力管道设计

采用三岔形三梁岔管，由支管1支管2向水轮机组供水发电，在检修时启用支管3向下游供水，具体布置见工程枢纽布置图。

三、 水电站布置设计

1. 水电站厂房

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(1)布置方案：根据集中利用水头原则及袁湾附近地区的地形条件，并考虑到本工程以引水为主要目的，发电为次要目的，同时结合调压室的位置及结构、压力引水管道进水方向、水头损失等，把厂房布置在袁湾河靠上游的岸边地质稳定高程为32.0m的山丘位置。

（2)厂区布置：由D水库百年一遇（29.98m）控制，发电机层高程定为31.0m，由此推算水轮机的安装高程及厂房的剖面设计。副厂房拟布置在主厂房下游。发电尾水经尾水管下接尾水明渠，进泄水小支流后流入袁湾河，进D水库。进厂房和变电站公路以方便厂区机械运输及检修和厂区建筑布置为原则，合理布置。具体布置见工程枢纽布置图。

2. 主要机电及金属结构设计

2.1主要机械设备选择

水轮发电机组及主要附属设备选择参考工程设计提供资料表1： 表1 水轮机参数表 转轮型号 ZD560 转轮直径（m） 1400 设计水头（m） 11.0 3设计流量（m/s） 9.29 额定出力（kW） 842 额定转速(r/min) 300 额定点效率(%) 84 最高效率(%) 85 机组造价(万元) 约97.5 ZD660 1100 11.0 8.84 839 500 88 90 约75 对比两组水轮机参数，由造价、效率、水轮机设计水头，结合本工程的具体要求，选定水轮机型号为ZD660。

2.2辅助设备、厂房各组成部分布置

辅助设备选择包括起吊设备、选用空压机为机组制动和检修提供气源、技术供水采用水泵供水、检修排水和渗漏排水合用一套自吸离心泵、油系统等设备设施的布置，主要设备参数见表2：

表2 辅助设备参数 名称 型号规格 序号

单位 台数 备注 - - 11 - -

ZD660-LH-110 SF800-12/1430 MMT-600 静止可控硅 起重量10t跨度6.5m IS100-80-160,Q =100m3/h H=32m 3TC-15，Q=40m3/h H=15m 排气压力0.8Mpa,排气量1.5m3/min 9 压力滤油机 LY-50 10 齿轮油泵 2CY-3.3/3.3 11 立柜式空调冷暖两用，制冷（热）量12000W 器 12 台钻 Z512 13 手电钻 J3Z19 14 手提砂轮机 S3S-150 15 交流电焊机 1 2 3 4 5 6 7 8 水轮机 发电机 调速器 励磁装置 行车 供水泵 排水泵 空压机 台 台 台 套 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 2 2 2 2 1 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 （1）主、副厂房电气设备布置：对发电机层进行励磁屏、自动化屏、测温屏和机旁动力箱等设备进行布置。副厂房布置在主厂房下游侧可分为二层。底层（与水轮机层同高程）一般设励磁变压器室；上层设中央控制室和高压开关室、低压配电室等。

（2）变电站布置：变电所一般布置于厂房不太远的附近，变电所的设计，考虑本电站的规模及装机容量，查35KV变电站设计规范确定其占地面积，同时确定变电所建筑物内 地面标高，宜高出屋外地面 0.3m；屋外电缆沟壁，宜高出地面 0.1m。

（3）消防：由于本站属于小型水电站，根据《水利水电工程设计防火规范》SDJ278-90规定，确定本站灭火设施装置。

（4）金属结构：须在调压室每台压力水管进水口设事故快速门一扇，确定孔口尺寸及闸门形式。发电尾水检修门的尺寸及形式，金属结构特性及工程量可参考表3

表3 金属结构特性及工程量 闸门名称 发电洞事故门 引水洞工作门 门孔尺寸（m） 2.0×2.0 2.0×2.0 设计水头（m） 15 15 数量（扇） 2 1

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尾水检修门 3.21×1.29 5 1

闸门重(t) 埋件重(t) 启闭机型号 启闭机重量(t) 2.1 2.2 QPK1×100kN 1.1 2.1 2.2 QPK1×100kN 1.1 1.35 0.8 手拉葫芦HS1×30kN 0.15 3. 主厂房平面布置设计

在进行主厂房平面设计时，必须将上部结构部分和下部结构部分结合起来考虑，两者关系密切。

3.1主厂房上部结构部分

主厂上部结构部分由主机室和装配场。

3.11主机室

机组段长度的确定

机组段长度L1也就是机组的中心距离。可按下式计算：

L1LXLX

式中：L+x为机组段在+X方向的最大长度；L-x机组段在-X方向的最大长度。 L+x和L-x可按蜗壳层、尾水层和发电机层分别计算，然后取其中最大值。 蜗壳层：

LXR11 LXR22

式中：δ1、δ2——蜗壳外部混凝土厚度。初步设计时取1.2~1.5m。 所以L1=1.22+1.5+1.2+1.5=5.42m。 尾水管层：

LXB22

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LXB22

式中：B为尾水管宽度；δ2为尾水管混凝土边墩厚度，初步设计时可取1.5～2.0m。

所以L1=2.42+2+2=6.42m。 发电机层：

32b2b2LX3

LX323

式中：φ3发电机层风罩内径；δ3为发电机风罩壁厚，一般取0.3～0.4m；b为两台机组之间风罩外壁净距，一般取1.5～2.0m，为运行人员从发电机层到水轮机层检查巡视提供方便，通常每两台机组之间设钢筋混凝土楼梯一座，楼梯净宽现取b=3m。

所以L1=φ3+b+2×δ3=2.66+2×0.35+3=6.36m。

综上，去L1=6.5m为机组段长度。

3.12端机组段长度的确定

端机组段又称边机组段，是指在与装配场不同一端的机组段。端机组段长度L2的确定除考虑上述的机组段的因素外，还与装配场位置，厂内是否布置进水阀，起重机吊运设备的要求等因素有关。因此要考虑到附加长度。

L0.1~1.0D1

式中：D1为水轮机的转轮直径，m。 所以ΔL=(0.1~1.0)D1=0.11~1.1m； L2=L1+ΔL=6.5+(0.1~1.0)D1=6.61~7.6m。

考虑机组中心线或进水阀中心线在吊钩极限位置以内，并留0.2~0.3m裕量。因此取L2=8.0m。

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3.13主厂房宽度的确定

以机组中心线为界，厂房宽度B可分为上游侧宽度Bs和下游侧宽度Bx两部分。

BBSBX

BS323A

式中：A为风罩外壁至上游墙内侧（或柱边）的净距，由上游侧电气设备和附属设备的布置及通道尺寸确定；δ为发电机风罩内径。

Bs=2.66/2+0.4+1 =2.73m

主厂房下游侧的宽度Bx，除满足上式的要求外，还需满足蜗壳在-y方向的尺寸和蜗壳外混凝土厚度的要求。但是最后决定厂房总宽度时，要满足起重机标准跨度的要求，根据水力机械主要设备材料表参数，行车标准跨度为6.5m,因此取B=7.0m。

3

为发电机风罩壁厚，一般取0.3~0.4m；φ

3

3.14装配场

装配场又称安装间，它是组装、检修设备的场所。装配场宽度与主机室宽度相等，以便利用起重机沿主厂房纵向运行。确定装配场尺寸主要在于确定长度，一般约为机组段L1的1~1.5倍。对于混流式水轮机和悬式水发电机采用偏小值，而对轴流式水轮机和伞式水轮发电机、贯流式机组采用偏大值。

所以B=7.0m；

L2=（1~1.5）×L1=（1~1.5）×6.5=6.5~9.75m

取L2=9.0m。

3.2 主厂房长度及下部结构部分 3.21主厂房长度确定

厂房的长度取决于机组长度、机组台数和装配场长度。装配场长度一般为机

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组段的1～1.5倍，于是主厂房的总长度L可由下式求得：

LnL1L2L

或 Ln1~1.5L1

式中：n为机组台数；ΔL为端机组段附加长度；L1为机组段长度；L2为装配场长度。

根据选用的水轮机型号与参数，本电站需要安装两台机组。 所以L=2×6.5+9+0.11~1.1=22.11~23.1m 或L=（2+1~1.5）×6.5=19.5~22.75m

取L=23m。

4. 主厂房的剖面设计

主厂房剖面设计又称竖向设计，主要是解决垂直方向空间处理上有关问题。主厂房剖面设计就是确定各层面的高程，包括水轮机安装高程、主厂房基础开挖高程、水轮机层地面高程、发电机装置高程、发电机层楼板高程、起重机（吊车）的安装高程、屋顶高程。

水轮机安装高程▽T

T下minHxD1下minHs

s式中：D1为水轮机转轮直径，m；x为系数，其值约为0.41或按水轮机制造厂提供的数据采用。

所以：▽T=26.0+0.83+0.41×1.1=27.28m，为防止气蚀取▽T=27.2m。 主厂房基础开挖高程▽F

FTh3h2h1

式中：h3为从水轮机安装高程▽T向下量取到尾水管出口顶面的距离，m；

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h2为表示所选用的尾水管出口高度，h1为尾水管底板混凝土厚度。

所以：▽F=27.2-2-1.4-0.6=23.2m。 发电机层楼板高程▽2

为保证下游设计洪水不淹没厂房，水库百年一遇洪水位31.0m，取▽2=31.0m。 水轮机层地面高程▽1

1Th4

式中：h4为从水轮机安装高程▽T向上量取蜗壳进口半径和蜗壳顶混凝土厚度，m，金属蜗壳的保护层一般不少于1.0m。水轮机层地面高程一半取100毫米的整倍数。

所以：▽1=27.2+0.6=27.8m。 发电机装置高程▽G

GTh4h5h61h5h6

式中：h5为从水轮机层地面高程加上发电机机墩进人孔高度，m；h6为进人孔顶部厚度（随机构上要求，一般为1.0m左右），m

所以：▽G=27.8+2+0.4=30.2m。 起重机（吊车）的安装高程▽c

C2h7h8h9h10h11

式中：h7为发电机定子高度和上机架高度之和（如果发电机定子为埋入式布置，h7禁卫上机架高度）；h8为吊运部件的高度；h9为最大吊运部件的高度；h10为吊运部件与吊钩间的距离（一般在1.0~1.5m左右），取决于发电机起吊方式和挂索、卡具；h11主钩最高位置（上极限位置）至轨顶面的距离，可以从起重机主要参数表查出。

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所以：▽c=31+3.1+2.8+1+1=38.9m。 屋顶高程▽R

RCh12h13

式中：h12轨顶至吊车上小车的高度，h13为检修吊车时预留0.5m空间高度。 所以：▽R =38.9+1.5+0.5=40.9m。 至此，袁湾河水电站工程初步设计结束。

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四、 致谢

通过独立完成本次课程设计，锻炼了独立完成设计的能力，不像以前一样知其然不知其所以然。通过课设，也进一步升华了课堂所学的知识，同时巩固了以前所学的水力学的水力计算知识和水利机械的知识。在课程设计中我还了解了现行的水利行业规范。熟悉了CAD的使用。最后，感谢老师们为同学们挑选这次课程设计，并在设计过程中对我们的疑问进行解答，指导我们，使我受益匪浅。

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五、 参考文献

[1] 武汉大学袁光裕主编. 水利工程施工. 5版. 北京：中国水利水电出版社，2009.

[2] 天津大学林继镛主编. 水工建筑物. 5版. 北京：中国水利水电出版社，2009.

[3] 刘川顺. 工程地基处理[M]. 武汉：武汉大学出版社.

[4] 华北水利水电学院陈南祥主编. 工程地质及水文地质. 北京：中国水利水电出版社，2007.

[5] 水利学与山区河流开发保护国家重点实验室(四川大学)编，吴持恭主编.水力学.北京：高等教育出版社，2008.

[6] 西安理工大学金钟元主编.水利机械.第二版. 北京：中国水利水电出版社，2007.

[7] 河海大学马善定浙江大学汪如泽合编.水电站建筑物.第二版. 北京：中国水利水电出版社，2007.

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