水电站压力管道课程设计
水电站压力管
课程设计
一.已知条件
?最大发电流量Qmax=16m3/s；
?上游正常水位1000m；
?下游设计尾水水位850m；
?管轴线与水平线夹角350；
?上游正常水位至伸缩节水位差7m；?镇墩与地基摩擦系数f=0.5；
?支墩与管身摩擦系数f=0.3；
?伸缩节摩擦系数f=0.4；
一、压力管水击计算
?1、直接与间接水击判断；
?2、第一项水击与极限水击判断；?3、水击计算公式选择；
?4、水击常数计算；
?5、动水头计算。
二、压力管强度计算
?1、计算断面选择（1——1）；?2、荷载组合选择（A1,2,5,6,7）；?3、荷载计算；
?4、管壁厚度计算；
?5、管壁应力计算；
?6、管道强度校核；
?7、管道抗外压稳定计算（校核）；
四、压力管图件制作
?1、管道平面布置图；
?2、管道纵剖面图；
?3、管道横剖面图；
?4、镇墩、支墩体形设计；
水电站课程设计报告
1．课程设计目的 水电站厂房课程设计是《水电站》课程的重要教学环节之一，通过水电站厂房设计可以进一步巩固和加深厂房部分的理论知识，培养学生运用理论知识解决实际问题的能力，提高学生制图和使用技术资料的能力。为今后从事水电站厂房设计打下基础。 2．课程设计题目描述和要求 2.1工程基本概况 本电站是一座引水式径流开发的水电站。 拦河坝的坝型为5.5米高的砌石滚水坝，在河流右岸开挖一条356米长的引水渠道，获得平均静水头57.0米，最小水头50m，最大水头65m。电站设计引用流量7.2立方米每秒，渠道采用梯形断面，边坡为1：1，底宽3.5米，水深1.8米，纵坡1：2500，糙率0.275，渠内流速按0.755米每秒设计，渠道超高0.5米。在渠末建一压力前池，按地形和地质条件，将前池布置成略呈曲线形。池底纵坡为1：10。通过计算得压力前池有效容积约320立方米。大约可以满足一台机组启动运行三分钟以上，压力前池内设有工作闸门、拦污栅、沉砂池和溢水堰等。 本电站采用两根直径1.2米的主压力钢管，钢管由压力前池引出直至下镇墩各长约110米，在厂房前的下镇墩内经分叉引入四台机组，支管直径经计算采用直径0.9米。钢管露天敷设，支墩采用混凝土支墩。支承包角120度，电站厂房采用地面式厂房。 2.2设计条件及数据 1.厂区地形和地质条件： 水电站厂址及附近经地质工作后，认为山坡坡度约30度左右，下部较缓。沿山坡为坡积粘土和崩积滚石覆盖，厚度约1.5米。并夹有风化未透的碎块石，山脚可能较厚，估计深度约2～2.5米。以下为强风化和半风化石英班岩，厂房基础开挖至设计高程可能有弱风化岩石，作为小型水电站的厂址地质条件还是可以的。 2.水电站尾水位： 厂址一般水位12.0米。 厂址调查洪水痕迹水位18.42米。 3.对外交通： 厂房主要对外交通道为河流右岸的简易公路，然后进入国家主要交通道。4.地震烈度： 本地区地震烈度为六度，故设计时不考虑地震影响。
水电站压力钢管初步设计(毕业设计)
科类工学编号（学号）2011310309 本科生毕业论文（设计） 小米水电站压力钢管初步设计 Preliminary Design of penstock of XiaoMi Hydropower Station 杨佳明 指导教师：杨银华职称讲师 云南农业大学昆明黑龙潭 650201 学院：水利学院 专业：水利水电工程年级： 2011级 论文（设计）提交日期：2015 年5月18日答辩日期：2015年 5月24日 云南农业大学 2015年5 月
小米水电站压力钢管初步设计 杨佳明 （云南农业大学水利学院，昆明 650201） 摘要 压力钢管是小米水电站引水发电系统的一个重要组成部分，长期承受着高压、内水压力的作用，此外，还承受温度变化、支座沉陷、地震、放空时的外压力以及大气或土壤的作用，一旦破裂，将会造成极为严重后果，因此，压力钢管的合理设计至为重要；根据小米电站地形地质情况，通过搜集类似工程实例，拟定小米电站压力钢管的总体布置方案、结构型式，查阅压力钢管设计规范，根据规范要求，通过相关水力计算，确定压力钢管的直径和壁厚，拟定镇和支墩结构尺寸，根据规范，进行镇和支墩稳定分析，完成管壁应力分析计算；根据相关资料和设计规范，小米电站压力钢管各项参数符合规范要求，满足安全运行的要求，达到小米水电站压力钢管的初步设计深度要求。 关键词：管壁厚度；压力钢管；镇墩；支墩；稳定性。 Preliminary Design of penstock of XiaoMi Hydropower Station Yang Jiaming (College of Water Resource and Hydraulic，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201) ABSTRACT
水电站课程设计
该枢纽工程位西北某省A河上游干流上，其布置和工程参数如附件所示， 该水电站拟定主要设计参数 序号项目单位数值 1 最大水头m 125 2 最小水头m 86 3 多年平均水头m 92.5 4 设计水头m 88 5 总装机容量MW 360 （一）水轮机型号选型 1 根据该水电站的水头变化范围86~125m，在水轮机系列谱表3-3，表3-4中查出适合的机型有HL180和HL200两种。 2 主要参数选择 2.1 选取4台机组 2.2 转轮直径D1计算 单机容量：36万kw/4=9万kw （一)HL180水轮机 2.2.1查文献HL180转轮综合特性曲线可知机组效率M=90%;g =96%
Nr=Ny/zg=360000/4*0.96=93750kw 查表3-6可得HL180型水轮机在限制工况下的单位流量'1M Q =860L/s=0.86m 3/S ，效率m=89.5%，由此可 初步假定原型水轮机在该工况下的单位流量'1 Q =' 1M Q =0.86m 3/S ，效率=92%。 上述的Q1’，和Nr=单机容量：36万kw/4=9万kw ；g=96% Nr=Py/zg=360000/4*0.96=93750kw ，Hr=88m 带入式 η r r 11'81.9r H H Q N D = 可得=3.83m ，选用与之接近而偏大的 标称直径=3.9m 。 2.2.2转速n 计算 查表3-4可得HL180型水轮机在最优工况下单位转速10M n'=67r/min,初步假定M 1010'n ' n = ，将已知的和av H =92.5m ，1 D =3.9m 代入式1 1 ' n n D H =可得n=165.2r/min ， 选用与之接近而偏大的同步转速n=166.7r/min 。（上式中'n 选用原型最优单位转速10 'n ，H 选用加权平均水头 Hav ） 2.2.3 效率级单位参数修正 ηηη1 D 1 D 10 'n ? ? ? ???--=-=?)5/1()^(1)1(11Mmax Mmax max D D K K M ηηηη）（
水电站压力管道布置设计
水电站压力管 课 程 设 计 学院：水利学院 专业：水利水电工程 科目：水电站 课题：水电站压力管道课程设计姓名： 学号： 313174 云南农业大学水利学院2017年12月
设计说明 压力管道的设计步骤一般包括：（1）压力管功能布置；（2）压力管固定方法、设计；（3）压力管应力分析、计算；（4）压力管强度校核；（5）压力管抗外压稳定计算。 一、基本资料及参数 1、最大发电流量； 2、上游正常水位1000m； 3、下游设计尾水水位850m； 4、管轴线与水平线夹角； 5、上游正常水位至伸缩节水位差7m； 6、镇墩与地基摩擦系数； 7、支墩与管身摩擦系数； 8、伸缩节摩擦系数； 9.水轮机调节时间。 二、压力管功能及布置 功能：从水库、前池或调压室向水轮机输送水量。 布置：采用明钢管敷设。
布置时要尽可能选择短而直的线路，明钢管敷设在陡峭的山坡上；尽量选择良好的地质条件，明钢管敷设在坚固而稳定的山坡上，支墩和镇墩尽量设在坚固的岩基上，并清除表面覆盖层；尽量减少管道的起伏波折，避免出现反坡，利于管道排空，明钢管底部应高出地表至少0.6米，以便安装和检修；避开可能发生山崩或滑坡的区，明钢管尽量沿山脊布置，避免布置在山水集中的山谷中，若明钢管之上有坠石或可能崩塌的峭壁，要事先清除；首部设事故闸门，并考虑设置事故排水和防冲设施。 三、明钢管的固定、设计 1.明钢管的敷设 明钢管敷设在一系列支墩上，底部应高出地表0.65米。 明钢管宜做成分段式，在首尾设镇墩，两镇墩之间设伸缩节。伸缩节布置在管段的上端，靠近上镇墩处。敷设方式如图： 2.明钢管的设计
（1）管径的确定 采用经验公式——彭德舒公式来初步确定压力钢管的经济直径： 式中：为钢管的最大设计流量，；H为设计水头，m。 由基本资料得： 所以 压力钢管直径进制采用D=50mm为模,所以取D=2.05m。 （2）管长确定 上游正常水位1000m，闸门进口水位为993m，上游正常水位至伸缩节水位差7m，下游设计为水位850m。 取进口直管段长5m，出口直管段长5m。 斜管段垂直距离为993-850=143m，管轴线与水平线夹角。所以斜管段长
水电站课程设计
水电站课程设计——水轮机选型设计说明书 学校： 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导老师：
第一节基本资料 (3) 第二节机组台数与单机容量的选择 (4) 第三节水轮机型号、装置方式、转轮直径、转速、及吸出高度与安装高程的确定 (5) 第四节水轮机运转特性曲线的绘制 (11) 第五节蜗壳设计 (13) 第六节尾水管设计 (16) 第七节发电机选择 (18) 第八节调速设备的选择 (19) 参考资料 (20)
第一节基本资料 一、水轮机选型设计的基本内容 水轮机选型设计包括以下基本内容： （1）根据水能规划推荐的电站总容量确定机组的台数和单机容量； （2）选择水轮机的型号及装置方式； （3）确定水轮机的轮转直径、额定出力、同步转速、安装高程等基本参数； （4）绘制水轮机的运转特性曲线； （5）确定蜗壳、尾水管的型式及它们的主要尺寸，以及估算水轮机的重量和价格；（6）选择调速设备； （7）结合水电站运行方式和水轮机的技术标准，拟定设备订购技术条件。 二、基本设计资料 某梯级开发电站，电站的主要任务是发电，并结合水库特性、地区要求可发挥水产养殖等综合效益。电站建成后投入东北主网，担任系统调峰、调相及少量的事故备用容量，同时兼向周边地区供电。该电站水库库容小不担任下游防洪任务。经比较分析，该电站坝型采用混凝土重力坝，厂房型式为河床式。经水工模型试验，采用消力戽消能型式。 经水能分析，该电站有关动能指标为： 水库调节性能日调节 保证出力 4万kw 装机容量 16万kw 多年平均发电量 44350 kwh 最大工作水头 39.0 m 加权平均水头 37.0 m 设计水头 37.0 m 最小工作水头 35.0 m 平均尾水位 202.0 m 设计尾水位 200.5 m 发电机效率 98.0%
水电站(压力钢管分岔管结构设计专题)计算书
目录 目录 (1) 第1章枢纽布置、挡水及泄水建筑物 (5) 1.1混凝土非溢流坝 (5) 1.1.1 剖面设计 (5) 1.1.2 稳定与应力校核 (9) 1.2 混凝土溢流坝 (34) 1.2.1 溢流坝孔口尺寸的确定 (34) 1.2.2 溢流坝堰顶高程的确定 (35) 1.2.3 闸门的选择 (36) 1.2.4 溢流坝剖面 (37) 1.2.5 溢流坝稳定验算 (39) 1.2.6 溢流坝的结构布置 (48) 1.2.7 消能与防冲 (48) 第2章水电站厂房 (51) 2.1 水轮机的选择 (51) 2.1.1 特征水头的选择 (51) 1 / 108
2.1.2 水轮机型号选择 (55) 2.1.3 水轮机安装高程 (61) 2.2 厂房内部结构 (62) 2.2.1 电机外形尺寸估算 (62) 2.2.2 发电机重量估算 (64) 2.2.3 水轮机蜗壳及尾水管 (65) 2.2.4 调速系统，调速设备选择 (66) 2.2.5 水轮机阀门及其附件 (69) 2.2.6 起重机设备选择 (70) 2.3 主厂房尺寸及布置 (70) 2.3.1 长度 (70) 2.3.2 宽度 (72) 2.3.3 厂房各层高程确定 (72) 第3章引水建筑物 (77) 3.1 细部构造 (77) 3.1.1 隧洞洞径 (77) 3.1.2 隧洞进口段 (77) 3.2 调压室 (80)
3.2.1 设置调压室的条件 (80) 3.2.2 压力管道设计 (80) 3.2.3 计算托马断面 (81) 3.2.4 计算最高涌波引水道水头损失 (86) 3.2.5 计算最低涌波引水道水头损失 (89) 3.2.6 调压室方案比较 (91) 第四章岔管专题设计 (100) 4.1结构设计 (100) 4.1.1 管壁厚度的计算 (100) 4.1.2 岔管体形设计 (101) 4.1.3 肋板计算 (103) 3 / 108
某水电站压力管道结构设
水电站课程设计任务及指导书 一、设计题目 某水电站压力管道结构设计 二、课程设计的目的 巩固加深所学的理论知识，培养学生运用理论知识和技术资料，分析、解决实际问题的能力。 三、课程设计的时间 1周(2014年6月30日~7月4日) 四、基本资料 某水电站地面压力管道布置型式如图所示。 已知设计流量Q设=12.6m3/s，末跨中心断面的计算水头(包括水击压力)为56.25m，支座断面的计算水头为49.08m，伸缩节断面的计算水头为7.89m，支承环间距16m，计算段上下镇墩间距64m，钢管轴线与水平面倾角为44°，伸缩节距上镇墩2m，伸缩节内止水填料长度b=30cm，填料与管壁摩擦系数为0.3，支承环的摩擦系数为0.1，钢管采用A3钢。下镇墩的上游端管中心的计算水头为63.4m，镇墩下游端和下游伸缩节中心计算水头近似相等，取为66.1m，镇墩下游端伸缩节的水平钢管长度为5.0m ，管内流速为5m/s，镇墩为混凝土结构。
五、设计任务 1.初拟压力钢管内径及确定管壁计算厚度和结构厚度; 2.确定刚性环间距； 3.按正常运行情况基本荷载组合工况，对最后一跨的二个断面进行结构分析； 六、设计步骤及指导 1. 利用经验公式及经济流速初步确定压力管道的内径； 2．确定压力管道厚度(全长采用一个厚度)，要求确定管壁计算厚度和结构厚度；3. 设计压力管道的刚性环的间距 (1) 校核光滑管的稳定性； (2) 设计刚性环的间距； 4. 对最后一跨的二个断面进行结构分析 (1) 受力分析：按正常运行情况的基本组合计算不同断面径向力、法向力和轴向力； (2) 应力计算及强度校核； (3) 抗外压稳定分析(包括管壁和支承环抗外压稳定分析) ； 七、设计成果 1．计算说明书一份； 2. 写一份800字左右的总结。 八、参考资料 1．压力钢管设计规范 2．水电站设计参考资料 课程名称人 数 课程性 质 考核方 式 周学 时 起止 周 教师姓 名 合班意见教室 场地标 识 水电站课程设计54 实践考查 1 19-19 孔鲁志 11水利水电工 程2班博雅楼1334、 1332 多媒体 教室57 11水利水电工 程1班
某水电站设计课程设计 精品
第一章原始资料及设计条件 1.1 概述 1.1.1 工程概况 某水电站位于沅水一级支流巫水下游峡谷河段，下距会同县若水乡镇2km，距洪江市15km。坝址下游2km有洪江～绥宁省级公路从若水乡镇经过，交通较为便利。 该工程初拟正常蓄水位191m，迥水至高椅坝址，库容0.0708亿m3，装机16MW，是一座以发电为主，兼有防洪、旅游等综合效益的水电工程，枢纽建筑物由溢流闸坝、重力式挡水坝、右岸引水发电隧洞和引水式厂房组成。 1.2工程等别和建筑物级别 本工程以发电为主，兼有防洪、旅游等综合效益。水库正常蓄水位191m时库容为0.0708亿m3，电站装机容量为16MW，根据水利水电工程等级划分的规定，工程规模为小（1）型，工程等别为Ⅳ等。永久性建筑物闸坝、电站厂房等属4级建筑物，临时建筑物属5级。 1.2 水文气象资料 1.2.1 洪水 各频率洪峰流量详见下表 表1-1 坝址洪峰流量表 1.2.2 水位～流量关系曲线： 表1-2 下坝址水位～流量关系曲线表高程系统：85黄海
表1-3 上坝址水位～流量关系曲线表 高程系统：85黄海 表1-4 厂址水位～流量关系曲线表 高程系统：85黄海 多年平均含沙量：0.0893/m kg ； 多年平均输沙量：22.05万t ；设计淤沙高程：169.0m ；淤沙内摩擦角：10?；淤沙浮容重：0.93/m t 。 1.2.4 气象 多年平均气温：16.6?C ；极端最高气温：39.1?C ；极端最低气温：-8.6?C ；多年平均水温：18.2?C ；历年最高气温：34.1?C ；历年最低气温：2.1?C ；多年平均风速：1.40s m /； 历年最大风速：13.00s m /，风向：NE ；水库吹程：3.0km ；最大积雪厚度：21cm ；基本雪压：0.252/m KN 。 1.3 工程地质与水文地质 1.3.1 工程地质资料 (1)该工程区地震基本烈度小于Ⅵ度，不考虑地震荷载。 (2) 基岩物理力学指标 上坝址：饱和抗压强度：20～30MPa ；抗剪指标：岩砼/f =0.6～0.65；抗剪断指标：
水电站压力管道
第八章水电站压力管道 要求：掌握压力管道的工作特点、类型及总体布置，压力管道的尺寸拟定，设计方法和 步骤。 第一节压力管道的功用和类型 一、功用及特点 (一) 功用 压力管道是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水管。 (二)特点 (1) 坡度陡 (2) 内水压力大，且承受动水压力的冲击(水击压力) (3) 靠近厂房。严重威胁厂房的安全。 压力管道的主要荷载为内水压力，HD值是标志压力管道规模及技术难度的重要参数值。 当V=5~7m/s时，HD≈(0.15～0.18) N g H 当N g相同时，H愈大，HD愈大。目前最大达5000m2。 目前最大直径的钢管是巴基斯坦的塔贝拉水电站第三期扩建工程的隧洞内明钢管，直径为13.26m。 二、分类 第二节压力管道的线路选择及尺寸拟定 一、供水方式 1．单元供水：一管一机。不设下阀门。 优点：结构简单(无岔管)、工作可靠、灵活性好，易于制作，无岔管 缺点：造价高 适用：(1) 单机流量大、长度短的地下埋管或明管；(2) 混凝土坝内
管道和明管道 2．联合供水：一根主管，向多台机组供水。设下阀门。 优点：造价低 缺点：结构复杂（岔管）、灵活性差 适用：、(1) 机组少、单机流量小、引水道长的地下埋管和明管3．分组供水：设多根主管，每根主管向数台机组供水。设下阀门。 适用：压力水管较长，机组台数多，单机流量较小的情况。地下埋管和明管 单元供水联合供水分组供水 二、明管布置 管道与主厂房的关系： 1．正向引近：低水头电站。水流平顺、水头损失小，开挖量小、交通方便。钢管发生事故时直接危机厂房安全。 2．纵向引近：高、中水头电站。避免水流直冲厂房。 3．斜向引近：分组供水和联合供水。 (a)、(b) 正向引进(c)、(d) 纵向引进(e) 斜向引进 压力水管引进厂房的方式 三、线路选择 压力管道的线路选择应结合引水系统中的其它建筑物(前池、调压室)和水电站厂房布置统一考虑。 1．路线尽可能短、直。（经济、水头损失小、水击压力小）一般设在陡峻的山脊上。
水电站课程设计1
水电站课程设计 一：计算水轮机安装高程 参考教材，立轴混流式水轮机的安装高程Z s 的计算方法如下： 0/2s s Z H b ω=?++ 式中ω?为设计尾水位，取正常高尾水位1581.20m ；0b 为导叶高度，1.5m ； s H 为吸出高度，m 。 其中，10.0()900 s m H H σσ? =- -+? 式中，?为水轮机安装位置的海拔高程，在初始计算时可取为下游平均水位的海拔高程，设计取1580m ； m σ为模型气蚀系数，从该型号水轮机模型综合特性曲线（教材P69)查得m σ=0.20， σ?为气蚀系数的修正值，可在教材P52页图2-26中查得σ?=0.029； H 为水轮机水头，一般取为设计水头，本设计取H=38m 。水头H max 及其对应工况的m σ进行校核计算。 10.0()900 s m H H σσ? =- -+?=10.0-1580900-(0.2+0.029)?38=-0.458 0/2s s Z H b ω=?++=1581.20-0.458+1.5/2=1581.49m 。 二：绘制水轮机、蜗壳、尾水管和发电机图 2.1水轮机的计算
图1.1 转轮布置图 如图所示，可得HL240具体尺寸： 表1.11 转轮参数表 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 b 0 h 1 h 2 h 3 h 4 1.0 1.078 0.928 0.725 0.483 0.128 0.365 0.054 0.16 0.593 0.283 4.1 4.420 3.805 2.973 1.980 0.525 1.497 0.221 0.656 2.431 1.160 2.2 蜗壳计算 进口断面尺寸计算 (1)进口断面流量的确定 由资料，该水电站初步设计时确定该电站装机17.6×410kW ，电站共设计装4台机组，故每台机组的单机容量为17.6×410kW ÷4=4.4×410kW 。 由水轮机出力公式：9.81N QH QH ωγ===4.4×410kW 式中：Q 为水轮机设计流量（3/m s ）； H 为设计水头，m ；由设计资料得H=38.0m 。 所以，4×10//=118.039.81 4.4Q N H ω=?=（9.8138.0）（3/m s ）
水电站课程设计
《水电站》课程设计水轮机的选型设计 专业：XXX 班级: XX 姓名：XXX 学号：XXX 指导教师：XXX
【摘要】 本说明书共七个章节，主要介绍了大江水电站水轮机选型，水轮机运转综合特性曲线的绘制，蜗壳、尾水管的设计方案和工作原理以及调速设备和油压装置的选择。主要内容包括水电站水轮机、排水装置、油压装置所满足的设计方案及控制要求和设计所需求的相关辅助图和设计图。系统的阐明了水电站相关应用设备和辅助设备的设计方案的步骤和图形绘制的方法。 【关键词】 水轮机、综合运转特性曲线图、蜗壳、尾水管、调速器、油压装置。
【Abstract】 Curriculum project of hydro station is a important course and practical process in curriculum provision of water-power engineering major . There are more contents and specialized knowledge in the curriculum project , which make students not to adapt themselves quickly to complete the design . In this paper , characteristic of the curriculum project is analyzed , causes of in adaptation to the curriculum project in students are found , rational guarding method are proposed , and a example of applying the guarding method is given . The results show that using provided method to guard student design is a good method, when teaching mode and time chart are given , students are guarded from mode of thinking and methodology , and design step are discussed and given . After the curriculum project of hydro station, the capability of students to solve practical engineering problems is improved , and the confidence to engage in design is strengthened . 【Keyword】 Curriculum project of hydro station; guarding method ; mode of thinking ; methodology; design step.
水电站压力管道布置设计完整版
水电站压力管道布置设 计 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
水电站压力管 课 程 设 计 学院：水利学院 专业：水利水电工程 科目：水电站 课题：水电站压力管道课程设计 姓名： 学 2017年12月 设计说明 压力管道的设计步骤一般包括：（1）压力管功能布置；（2）压力管固定方法、设计；（3）压力管应力分析、计算；（4）压力管强度校核；（5）压力管抗外压稳定计算。 一、基本资料及参数 1、最大发电流量Qmax=16m3/s； 2、上游正常水位1000m； 3、下游设计尾水水位850m； 4、管轴线与水平线夹角35o； 5、上游正常水位至伸缩节水位差7m； 6、镇墩与地基摩擦系数f=0.5； 7、支墩与管身摩擦系数f=0.3； 8、伸缩节摩擦系数f=0.4； 9.水轮机调节时间T s=5~6S。 二、压力管功能及布置 功能：从水库、前池或调压室向水轮机输送水量。
布置：采用明钢管敷设。 布置时要尽可能选择短而直的线路，明钢管敷设在陡峭的山坡上；尽量选择良好的地质条件，明钢管敷设在坚固而稳定的山坡上，支墩和镇墩尽量设在坚固的岩基上，并清除表面覆盖层；尽量减少管道的起伏波折，避免出现反坡，利于管道排空，明钢管底部应高出地表至少米，以便安装和检修；避开可能发生山崩或滑坡的区，明钢管尽量沿山脊布置，避免布置在山水集中的山谷中，若明钢管之上有坠石或可能崩塌的峭壁，要事先清除；首部设事故闸门，并考虑设置事故排水和防冲设施。 三、明钢管的固定、设计 1.明钢管的敷设 明钢管敷设在一系列支墩上，底部应高出地表米。 明钢管宜做成分段式，在首尾设镇墩，两镇墩之间设伸缩节。伸缩节布置在管段的上端，靠近上镇墩处。敷设方式如图： 2.明钢管的设计 （1）管径的确定 采用经验公式——彭德舒公式来初步确定压力钢管的经济直径： D=√5.2Q max 3 H 7 式中：Q max为钢管的最大设计流量，m3/s；H为设计水头，m。由基本资料得： Q max=16m s/s H=1000m?850m=150m 所以 D=√5.2Q max 3 H 7 =√5.2×163 150 7 =2.03m≈2.05m 压力钢管直径进制采用D=50mm为模,所以取D=。 （2）管长确定
水电站课程设计
《水电站建筑物》课程设计BL电站计算说明书 姓名: 学号: 指导教师: 年月日
一、基本资料 1．1工程概况 根据某市供水和灌溉的需求，于X河的Y河口坝址修建BL水电站。该电站水库控制流域面积2085km2，坝址处多年平均径流量7.21×108m3。 水库属大(2)型，工程等别为Ⅱ等，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。采用混合坝型，拟建一座坝后式水电站。电站尾水泄入灌溉渠道，结合工农业用水进行发电。 水电站厂房按3级建筑物设计，厂房经右岸坝下公路对外联系。 1．2设计的目的与任务 目的：通过本次课程设计，使学生将所学水电站基本知识加以系统化，能够运用基本理论知识解决实际工程问题，使学生在分析问题、理论计算、制图、编写说明书与计算书等方面得到锻炼，初步掌握水电站的设计步骤、方法、基本理论，为参加工作打下基础。 任务：进行水轮机选型与厂房布置设计。 1．3BL电站设计资料 气象资料： 该地区多年平均气温9.3℃，最低气温－35.8℃。最大风速北风21m/s。最大冰厚0.37m。地面冻结深度一般在1.1m左右。 水文资料： (1)水库特征水位与溢洪道泄量特征： （2 电站尾水渠出口即为灌溉渠道的渠首，渠底高程40.35m，渠顶高程45.90m，渠
道设计流量48.0m 3/s 。渠道加大流量53.0m 3/s 。 电站尾水渠水位流量关系表(Z ~Q )： (3)厂房地质资料 水库坝址系由变质岩、沙岩、熔岩及花岗岩类组成，坝址有一组北北西向断层，在厂房范围内有一小断层通过。 本地区地震基本烈度为Ⅶ度。厂房设计烈度为7度。 (4)水轮机选型的基本资料： 经水能计算，最终确定： １．电站最大水头H max ＝27.8m ； ２．加权平均水头H a ＝22.1m ； ３．设计水头H r ＝21.3m ； ４．电站正常运转时的最小水头H min ＝14.0m 。 ５．水电站总装机容量N f ＝6400kW ，考虑水电站运行及用水量变化规律，经方案比较，决定选用两台机组。发电机效率ηf ＝0.91。 二、 水轮机的选型 本水电站的最大水头H max =27.8m ，正常运转时最小水头H min =14.0m ，加权平均水头H a =22.1m ，设计水头H r =21.3m 。水电站总装机容量N f =6400kW ，设计装机台数2台，单机容量N y1=3200kW 。 2.1水轮机型号选择 根据该水电站的水头变化范围14.0~27.8m ，查《水电站（第三版）》，河海大学，刘启钊主编P 73表3-4水轮机系列型谱中查出合适的机型有HL240、HL310。选择HL240。 2.2 转轮直径的计算 转轮直径D 1按下式计算： m H H Q N D r 63.1%6.893.213.2140.181.93200 81.9r '1r 1=????= =η （2-1） 式中 N r ——水轮机的额定出力，3200kW ； H r ——水轮机的设计水头，21.3m ； '1Q ——原型水轮机单位流量，初步假定s /40.13'1'1m Q Q M ==； η ——与'1Q 相应的原型效率，假设为89.6%。 根据计算结果，D 1=1.63m ，应选择与之相近且偏大的轮转标称直径，但D 1=1.8m 相差太大，可近似取为D 1=1.6m 。
水电站压力管道
第八章水电站压力管道 要求:掌握压力管道的工作特点、类型及总体布置,压力管道的尺寸拟定,设计方法与步骤。 第一节压力管道的功用与类型 一、功用及特点 (一) 功用 压力管道就是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水管。 (二)特点 (1) 坡度陡 (2) 内水压力大,且承受动水压力的冲击(水击压力) (3) 靠近厂房。严重威胁厂房的安全。 压力管道的主要荷载为内水压力,HD值就是标志压力管道规模及技术难度的重要参数值。 当V=5~7m/s时,HD≈(0、15～0、18) N g H 当N g相同时,H愈大,HD愈大。目前最大达5000m2。 目前最大直径的钢管就是巴基斯坦的塔贝拉水电站第三期扩建工程的隧洞内明钢管,直径为13、26m。 二、分类 第二节压力管道的线路选择及尺寸拟定 一、供水方式 1.单元供水:一管一机。不设下阀门。 优点:结构简单(无岔管)、工作可靠、灵活性好,易于制作,无岔管 缺点:造价高
适用:(1) 单机流量大、长度短的地下埋管或明管; (2) 混凝土坝内 管道与明管道 2.联合供水:一根主管,向多台机组供水。设下阀门。 优点:造价低 缺点:结构复杂(岔管)、灵活性差 适用:、(1) 机组少、单机流量小、引水道长的地下埋管与明管 3.分组供水:设多根主管,每根主管向数台机组供水。设下阀门。 适用:压力水管较长,机组台数多,单机流量较小的情况。地下埋管与明管 单元供水联合供水分组供水 二、明管布置 管道与主厂房的关系: 1.正向引近:低水头电站。水流平顺、水头损失小,开挖量小、交通方便。钢管发生事故时直接危机厂房安全。 2.纵向引近:高、中水头电站。避免水流直冲厂房。 3.斜向引近:分组供水与联合供水。 (a)、(b) 正向引进(c)、(d) 纵向引进(e) 斜向引进 压力水管引进厂房的方式 三、线路选择 压力管道的线路选择应结合引水系统中的其它建筑物(前池、调压室)与水电站厂房布置统一考虑。 1.路线尽可能短、直。(经济、水头损失小、水击压力小)一般设在陡峻的山脊上。
水电站课程设计计算书
水电站厂房课程设计计算书 1．蜗壳单线图的绘制 1.1 蜗壳的型式 根据给定的基本资料和设计依据，电站设计水头Hp=46.2m ，水轮机型号 ：HL220-LJ-225。可知采用金属蜗壳。又Hp=46.2m>40m ，满足《水电站》（第4版）P32页对于蜗壳型式选择的要求。 1.2 蜗壳主要参数的选择 金属蜗壳的断面形状为圆形，根据《水电站》（第4版）P35页可知：为了获得良好的水力性能及考虑到其结构和加工工艺条件的限制，一般取蜗壳的包角为0345?=。 通过计算得出最大引用流量m ax Q 值，计算如下： ○ 1水轮机额定出力：15000 156250.96 f r f N N KW η= = = 式中：60000150004 f KW N KW = =，0.96f η=。 ○ 2'31max 3 3 2222115625 1.11 1.159.819.81 2.2546.20.904 r p N Q m s D H η = = =
压力管道的水力计算和直径的确定.
压力管道的水力计算和经济直径的确定 一、水力计算 压力管道的水力计算包括恒定流计算和非恒定流计算两种。 （一）恒定流计算恒定流计算主要是为了确定管道的水头损失。管道的水头损失对于 水电站装机容量的选择、电能的计算、经济管径的确定以及调压室稳定断面计算等都是不可缺少的。水头损失包括摩阻损失和局部损失两种。 1、摩阻损失 管道中的水头损失与水流形态有为。水电站压力管道中的水流的雷诺数Re一般都超过3400，因而水流处于紊流状态，摩阻水头损失可用曼宁公式或斯柯别公式计算。 曼宁公式应用方便，在我国应用较广。该公式中，水头损失与流速平方成正比，这对于钢筋混凝土管和隧洞这类糙率较大的水道是适用的。对于钢管，由于糙率较小，水流未、能完全进人阻力平方区，但随着时间的推移，管壁因锈蚀糙率逐渐增大，按流速平方关系计算摩阻损失仍然是可行的。曼宁公式因一般水力学书中均可找到，此处从略。 斯柯别根据198段水管的1178个实测资料，推荐用以下公式计算每米长钢管的摩阻损失 (13-1式中a-水头损失系数，焊接管用0.00083。 为考虑水头损失随使用年数t的增加而增大的系数，清水取K＝0.01，腐蚀性水可取K＝0.015。
2.局部损失 在流道断面急剧变化处，水流受边界的扰动，在水流与边界之间和水流的内部形成旋涡，在水流质量强烈的混掺和大量的动量交换过程中，在不长的距离内造成较大的能量损失，这种损失通常称为局部损失。压力管道的局部损失发生在进口、门槽、渐变段、弯段、分岔等处。压力管道的局部损失往往不可忽视，一尤其是分岔的损失有时可能达到相当大的数值。局部损失的计算公式通常表示为 系数可查有关手册。 （二）非恒定流计算 管道中的非恒定流现象通常称为水锤。进行非恒定流计算的目的是为了推求管道各点i的动水压强及其变化过程，为管道的布置、结构设计和机组的运行提供依据。非恒定流计算的内容见第九章。 二、管径的确定 压力管道的直径应通过动能经济计算确定。在第七章中我们已经研究了决定渠道和隧洞经济断面的方法，其基本原理对压力管道也完全适用，可以拟定几个不同管径的方案，进行誉比较，选定较为有利的管道直径，也可以将某些条件加以简化，推导出计算公式，直接求解。在可行性研究和初步设计阶段，可用以下彭德舒公式来初步确定大中型压力钢管的经济直径 式中Qmax-钢管的最大设计流量，； H-设计水头，m。
密云水电站厂房课程设计概要
一、绘制蜗壳单线图 1、蜗壳的型式： 在资料中已经给出水轮机的型号为HL220-LJ-225，而且电站设计水头H P =46.2m＞40m ，根据《水力机械》第二版P96页书中蜗壳分类，则蜗壳的型式应为金属蜗壳。 2、选择蜗壳的主要参数 （1）金属蜗壳的断面形状为圆形，为了良好的水力性能一般蜗壳的包角取0345?= 。通过计算得出max Q 值，计算如下： ○ 115000 156250.96 f r f N N KW η== = 式中：60000150004f KW N KW = =，0.96f η= ○ 2131max 22115625 1.111.159.819.81 2.2546.20.91 r r N Q m s D H η ==
=
水电站压力钢管防腐施工方案
施工方案 施工程序及施工方法 、开工准备: 1、我公司决定为该工程组建*********** 电站压力钢管待工程除锈防腐施工处，施工人员抽调曾参加过防腐施工的技术骨干和有经验的人员投入本工程施 工，并具有水利部颁发的相关资格证书，施工负责人将根据《工程项目施工现场 管理标准》组织好现场施工。 2、在本工程施工时将严格按国家及水利部有关防腐行业的标准规范执行。具体依据的标准和规范如下： 2.1GB8923-88涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级。 2.2SID014-84涂装通用技术标准。 2.3SL105-95水工金属结构防蚀规范。 2.4GB50221-95钢结构工程质量评定标准。 2.5GB50252-94工业安装工程质量检验评定统一标准。 2.6水工金属结构防腐涂装技术。 2.7HGJ229-91工业设备管道防腐蚀工程施工及验收规范。 2.8SD144-85水电站压力钢管设计规范。 2.9DL5017-93压力钢管制造安装及验收规范。 、材料准备
注：1、各种主要材料、辅助材料、消耗材料的储备量，应满足施工进度的要求, 材料应有防潮和防雨水浇淋措施。 2、氯化橡胶面漆具有很好的耐候性、耐水性能，长期暴晒漆膜稳定，水工建筑物的防 腐，常采用此类材料。 1、材料的检验控制 材料使用前，应会同质检人员，对材料按下列要求核对验收，合格签字后，方可使用，严禁使用伪劣、过期、不合格产品。 1.1材料出厂合作证或产品质量证书的各项技术指标，应符合设计文件或其 它质量指标的规定。 1.2根据订货合同核对品种、型号、规格、数量及有效使用期等。 1.3外观检查。 1.4抽查粘度等。 2、其它准备 2.1为保证各种气候条件下防腐施工，同时，也要防止磨料、粉尘和漆料四处飞溅，击伤他人，污染环境，必须做施工前的准备工作，将粉尘污染降至最低限度。 2.2现场应准备好可能用上的各类消防器材，包括灭火器和消防用水管等同时应准备好帆布、加热器等物品、设备，以备雨季、高温等条件下施工用。 2.3施工现场应配齐安全设施及劳动保护用品。 2.4现场应有完整的技术资料、规范和记录表格，以利于施工时随时做好质量检测记录及隐蔽工程记录。 3、施工技术交底 3.1施工前项目部技术负责人要认真学习领会甲方防腐工艺流程和施工技术要求。编制作
水电站课程设计
水电站厂房布置 课 程 设 计 学院：水利水电学院 班次： 学号： 姓名：
目录第一节：课程设计任务 1、基本资料 2、设计要求 3、设计成果 第二节；水电站厂房设计 1、绘制蜗壳单线图 2、绘制尾水管单线图 3、拟定转轮流迫尺寸 4、厂房起重设备计算 5、厂房轮廓尺寸 第三节：水电站厂房布置 第四节：课程设计感想
第一节：基本资料及设计要求 1、基本资料 （1）原始资料见表2—1。 （2）水轮发电机的外形尺寸示意图见图2-1. （3）厂区地区图见图2-3 （4）水轮机型谱参数、转轮外形尺寸、水轮机综合特性曲线、蜗壳形式及其尺寸、尾水管形式及其尺寸、主变压器型号及其外形尺寸、桥车吊车系列及其尺寸、主阀型号及其尺寸等有关设备资料详见《水力机械设计手册》或参见《水电站》教材。 2、设计要求 （1）根据选定的课程设计题目，研究并熟悉与所选题目有关的各种资料。 （2）研究、拟定厂区建筑物布置方案，初步确定厂区建筑物平面布置形式。 （3）进行水轮机选型设计。根据给定的电站装机容量及机组台数，拟定水轮机装置方式，选择可用的水轮机型号方案，计算、确定所选各型号方案的水轮机主要参数（转轮标号直径D1、额定转速n r等），进行各方案的综合比较、分析，则优选定水轮机型号。然后，将所选定水轮机型号。然后，将所选定水轮机
型号及其主要参数与表2-1中的相应资料进行对照、分析。 （4）进行厂房布置设计。根据所选定的水轮机型号，确定水轮机（含蜗壳、座环、导叶、转轮及尾水管等）的外形尺寸；确定与所选定水轮机配套的水轮发电机、主变压器、调速器、油压装置、机旁盘及桥式吊车等设备的型号及外形尺寸；确定主厂房内各主要设备的布置形式；计算确定主厂房的长度、宽度及各层高程等尺寸。 （5）完成厂区建筑物布置设计。根据主厂房布置设计成果，研究确定副厂房、主变压器场及高压开关站等建筑物的形式及其平面尺寸；修改并最终完成厂区建筑物平面布置设计。 3、设计成果 （1）绘制设计图纸 ①厂区建筑物平面布置图： ②厂房横剖面图（比例1:100）； ③厂房发电机层平面图（比例1:200） ④厂房水轮机层平面图（比例1:200） （2）编写设计说明书 主要内容包括：设计依据及标准、水轮机选型设计、厂房布置设计、厂区布置设计、厂区建筑物布置
水电站压力管道
第三章水电站压力管道 第三章水电站压力管道 要求：掌握压力管道的工作特点、类型及总体布置，压力管道的尺寸拟定，设计方法和步骤。 第一节压力管道的功用和类型 一、功用及特点 (一)功用 压力管道是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水管。 (二)特点 (1) 坡度陡 (2) 内水压力大，且承受动水压力的冲击(水击压力) (3) 靠近厂房。严重威胁厂房的安全。 压力管道的主要荷载为内水压力，HD值是标志压力管道规模及技术难度的重要参数值。 当V=5~7m/s时，HD≈(0.15～0.18) N g H 当N g相同时，H愈大，HD愈大。目前最大达5000m2。 目前最大直径的钢管是巴基斯坦的塔贝拉水电站第三期扩建工程的隧洞内明钢管，直径为13.26m。 二、分类 按布置方式分按材料分 明管：暴露在空气中(无压引水式电站) 钢管(大中型水电站) 钢筋混凝土管(小型电站) 地下埋管（隧洞埋管)：埋入岩体。(有压引水电站) 不衬砌、锚喷或混凝土衬砌、 钢衬混凝土衬砌，聚酯材料管 混凝土坝身埋管：依附于坝身(混凝土重力坝及重力拱坝)，包括：坝内管道、坝上游面管、坝下游面管 钢筋混凝土结构、钢衬钢筋混凝土结构
第二节压力管道的线路选择及尺寸拟定 一、供水方式 1．单元供水：一管一机。不设下阀门。 优点：结构简单(无岔管)、工作可靠、灵活性好，易于制作，无岔管 缺点：造价高 适用：(1)单机流量大、长度短的地下埋管或明管；(2)混凝土坝内 管道和明管道 2．联合供水：一根主管，向多台机组供水。设下阀门。 优点：造价低 缺点：结构复杂（岔管）、灵活性差 适用：、(1)机组少、单机流量小、引水道长的地下埋管和明管3．分组供水：设多根主管，每根主管向数台机组供水。设下阀门。 适用：压力水管较长，机组台数多，单机流量较小的情况。地下 单元供水联合供水分组供水 埋管和明管 二、明管布置 管道与主厂房的关系： 1．正向引近：低水头电站。水流平顺、水头损失小，开挖量小、交通方便。钢管发生事故时直接危机厂房安全。 2．纵向引近：高、中水头电站。避免水流直冲厂房。 3．斜向引近：分组供水和联合供水。