河北工程大学毕业设计（论文）引水式日调节电站毕业设计目录第1章 工程概况11.1 工程概况11.1.1 流域概况11.1.2 流域开发概况11.1.3 该枢纽的兴建在国民经济中的意义11.2 水库及主要建筑物的特征1第2章 基本资料32.1 水文特征32.1.1 年径流32.1.2 设计洪水32.1.3 年沙量及气象42.2 工程地质42.2.1 地质概况42.2.2 厂区工程地质条件和问题42.2.3 对外交通52.2.4 建筑材料5第3章 水轮机选型设计63.1 机组台数与单机容量的选择63.1.1 水轮机的选型原则和任务63.1.2 机组台数的选择63.1.3 单机容量的选择83.2 水轮机特征水头的确定83.2.1 最大水头83.2.2 最小水头93.2.3 设计水头103.2.4 加权平均水头103.3水轮机型号及主要参数的选择103.3.1 水轮机型号的选择103.3.2 HL220型水轮机方案的主要参数选择103.3.3 HL230型水轮机方案的主要参数选择143.3.4 两种方案的比较分析183.4 蜗壳的形式和尺寸的确定183.4.1 蜗壳形式的选择183.4.2 蜗壳设计的基本要求193.4.3 蜗壳主要参数的选择193.4.4 蜗壳的水力计算203.5 尾水管形式和尺寸的确定233.5.1 尾水管形式的选择233.5.2 尾水管尺寸的确定243.5.3 尾水管的局部尺寸变动263.6调速器的选择263.6.1 调速器形式的选择263.6.2 调速器工作容量的计算273.7 发电机的选择303.7.1 发电机的形式303.7.2 水轮发电机的尺寸和重量31第4章 压力管道及调压室的初步设计324.1 压力管道的类型的选择324.2 压力管道供水方式及分岔管类型的选择324.2.1 供水方式324.2.2 分岔管334.3 压力管道的引近方式和进水方式的选择344.3.1 引进方式344.3.2 进水方式354.4 压力管道尺寸364.4.1 压力管道直径364.5 调压室的初步设计364.5.1调压室的类型和布置方式364.5.2调压室的水位波动计算38第5章 枢纽总体布置405.1 厂房建筑物的组成405.1.1 水电站厂房建筑物的组成405.1.2 水电站厂房的基本类型405.2厂区布置的原则415.3厂房枢纽布置415.3.1 主厂房415.3.2 副厂房425.3.3 变电站42第6章 水电站厂房设计436.1 概述436.1.1 水电站厂房的作用436.1.2 水电站厂房的基本要求：436.1.3 水电站厂房的基本类型436.1.4 水电站厂房的组成446.2 厂房内部布置456.2.1 下部块体结构的布置456.2.2 水轮机层布置466.2.3 发电机层布置496.2.4 尾水平台布置526.2.5 厂房的交通、采光、通风、防潮、采暖、保安防火526.3 厂房轮廓尺寸的确定536.3.1 主厂房长度536.3.2 主厂房的宽度546.3.3 主厂房的高度556.4 厂房结构布置576.4.1 概述576.4.2 主厂房的分缝与止水586.4.3 主厂房结构系统的传力过程586.4.4 主厂房结构组成及作用58结束语60谢辞61参考文献62I第1章 工程概况1.1 工程概况1.1.1 流域概况永定河为河海流域五大水系之一。上游分为两大水系，北支为洋河，南支为桑干河，在官厅以上30km处的朱关屯汇合，永定河在官厅以上流域面积为47000km2,永定河自官厅至三家店河道110km，落差330m,平均坡降1/300，区间流域面积1600km2，河道穿行于军都山峡谷之中，统称为官厅山峡。官厅水库于1955年建成，运用以来对防洪起了巨大作用，经水库调蓄上游来水，均匀下泄，以满足下游工农用水的需要。1.1.2 流域开发概况官厅山峡流域具有丰富的水资源，目前已经开发的有：官厅水电站，下马岭水电站，下苇店水电站，以及下游的三家店水闸等，同时在官厅山峡的下游，又建造了梯级开发电站，即安家庄I、II级电站。1.1.3 该枢纽的兴建在国民经济中的意义该电站为引水式日调节电站，在华北电网上担任峰荷与调相任务，对改变华北地区用电紧张状态，充分合理利用水能资源，缓解电力系统高峰供电的紧张状态起积极作用，向阳口II级电站的兴建，对提高京津唐电力系统的灵活性，充分利用水能，具有十分重要的意义。1.2 水库及主要建筑物的特征该电站在系统中担任调峰与调相的任务，其日调节水库为大青岩水库，入库径流由官厅水库控制，所以用官厅水库下泄流量作为本电站的发电水量，而官厅水库的出库年径流系列及均值为14.04亿立米（19551972年）作为大青岩水库入库系列的均值。电站首部为拦河坝，位于丰沙线沿河城车站和幽州车站之间的大青岩坝址上游距幽州车站2.8km，下有距沿河城车站3.2km，拦河坝采用重力坝，其主要数据如下：最大坝高 27.5m坝顶高 5.0m坝长 112.5m正常高水位 409.0m最高洪水位 409.0m死水位 405.0m总库容 645万调节库容 245万坝顶高程 411.0m最大泄流量 2200溢流坝段长 27.5m非溢流段长 27.5m最大单宽流量 32.7发电引水隧洞全长4876.6m，进口底高程395.0m，纵坡2.3%，圆形断面，洞径7.5m，沿洞线主要穿过中厚层硅质灰岩，走向与洞线近正交，中段穿过霏细岩石。冲沙导流隧洞位于拦河坝左岸，施工期间可作导流用，建成后用以冲砂，放空水库及分泄部分洪水用，洞长219.8m，直径5.0m，进口底高程388.0m，纵坡6.6%，出口底高程388.5m，其最大最小流量分别为156和126。为了利于冲砂以保护发电洞，冲砂洞进口在坝上有30m处，位于发电洞下部，形成双层进水口。高压管道穿过薄层，厚层和中层硅质灰岩，穿过F5断层。主管直径3.4m，高压管道全部采用钢板衬砌。电站厂房在向阳口村上游300m处，靠永定河左岸，该处河岸为70m高的陡壁，厂址放在断层下盘紧靠陡壁的基岩上，考虑到沿河城大断层为活动性断面，因此，将变电站与厂房按“一”字型布置在断层底基岩上。第2章 基本资料2.1 水文特征2.1.1 年径流向阳口级水电站的日调节水库为大青岩水库，入库径流由上游的官厅水库控制，故官厅水库的下泄水量作为本电站的发电水量，区间来水很少，考虑该部分水量可与水库蒸发及水流下泄的沿程损失互为补偿，所以不另行计算。官厅水库出库年水量采用官厅建库运行以来（1955-1972）的17年出库年径流系列及均值14.04亿立米作为大青岩水库的入库系列和均值。表2.1 17年的出库年径流系列（流量单位：亿）时段55-5656-5757-5858-5959-6060-6161-6262-6363-64流量 23.686.26418.814.4127.7413.3813.8215.627.3时段64-6565-6666-6767-6868-6969-7070-7171-72流量 17.8210.517.5718.1711.4811.9112.637.542.1.2 设计洪水坝址，厂址的洪水由两部分组成，其一为官厅大青岩，官厅向阳口的区间洪水，其二为官厅水库下泄洪水。厂址的设计洪水按官厅向阳口间50年一遇洪水加官厅水库下泄600计算，校核洪水按区间50年一遇洪水加官厅下泄600计算。表2.2 洪峰流量（）断面设计校核大青岩坝址910+600=15101600+600=2200向阳口厂址1800+600=24003000+600=3600表2.3 向阳口II级电站尾水位与流量关系如下表水位（m）348.6349.5350351352流量（）058106265480水位（m）353354355356357流量（）76011501750257035402.1.3 年沙量及气象大青岩入库沙量，主要由官厅水库下泄沙量决定，自1955-1972年资料，官厅水库下泄沙量的均值为163万吨，可作为大青岩水库年均入库泥沙量。本流域处于山区，夏季炎热多雨，冬季寒冷少雨，年平均降雨量536mm，主要集中在7，8月份。各年平均气温变化不大，均值约为11.7,年内气温变化大，六月份最高气温40.2，二月份最低气温-22.9。2.2 工程地质2.2.1 地质概况永定河由官厅流入官厅山峡，出三家店流向华北平原，河道宽约50150m，河床是不对称得阶梯状，河流两岸山涧沟谷发育与河床呈羽毛状排列，切割较深，河床坡底较陡，呈“V”字型。工作区出露的岩石，主要为远古界震旦系蓟县统，雾逆山咀硅质灰岩，含砾石英砂岩，还有少量零分布的火层岩和变质岩，第四系松散堆积物主要是河床冲积层和山坡上的堆积物及崩积物 。向阳口区以沿河城大断裂为代表的祁吕贺兰山字型起控制作用。本区断裂构造较发育，主要由三组，一组走向NM320340；一组走向为NE2040;一组走向为NE5070，另外层间错动为较发育，基本顺层，局部均层断裂互相交错，构成棋盘格式，但由于主要应力的不均衡性，北东向一组数量少。本地区地震烈度，根据地震地质大队建议，基本烈度为7度。本区河水，地下水对混凝土无侵蚀性。2.2.2 厂区工程地质条件和问题厂区位于向阳口村的西南侧，永定河左岸，岸坡陡立，成6576度角与河床沙砾石层相接，山坡局部为坡积物所覆盖，陡崖岩体为震旦纪雾迷山咀硅质条带灰岩，陡坡顶以上缓坡部分为顺层侵入的霏细石。厂区的地质构造主要受沿河大断层的控制，该断层沿左岸坡角切过，走向NE60,倾向SE,倾角70，断层在平面上呈舒缓坡状，破碎带宽度较大，在本区近300m，是祁吕系代表性断裂，近期活动比较明显。 本区是可以修建厂房的，但厂房时应该在断层的一盘（下盘紧靠陡崖）为宜。 调压井跨度较大，据目前资料分析井筒下部三分之二段处于巨厚层硅质灰质岩中，岩坡平缓（倾角3度）对洞壁稳定是有利的，但上部三分之一处于霏细岩中，高角度裂隙发育对洞壁及洞顶稳定均十分不利，设计时应引起重视。高压管道段一般布置在工程地质条件较好，只在叉管水平段因岩层产状平缓，且临近沿河城大断裂，岩石相对破碎，工程地质条件稍差，应做好衬砌和防渗措施，各段f，k建议如下：表2.4 f，k桩号布置