水电站课程设计1. 设计题目

水电站厂房布置设计

2. 设计目的

进一步巩固和加深厂房部分的理论知识，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。通过该课程设计使学 生初步掌握水电站厂房设计的内容、步骤和方法。

3. 设计内容

根据所学知识，指导学生完成水电站的设计。具体指导内容为： （1）机组选型

选择水轮机、发电机的型式和尺寸，确定其主要参数；

蜗壳及尾水管设计。包括确定蜗壳型式、包角及进口尺寸，绘制蜗壳单线 图；确定尾水管型式及尺寸。

（2）主厂房轮廓尺寸确定

确定主厂房长、宽、高的轮廓尺寸； 进行主厂房内部布置设计。

4. 设计资料

某水利枢纽工程，具有防洪、灌溉、发电、养殖和旅游等功能。水电站

厂房为坝后式，通过水能计算确定该水电站装机容量为 10000KW，两台机组，

发电机效率为 0.95，水轮机允许吸出高度度 Hs 不小于-1.0m；厂房所在处平均 海拔高程为 440.00m。

1. 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 处水位-流量关系见下表：

表 下游水位-流量关系表

流量 Q 5 10 15 20 30 40 60 80 3 （m /s） 水位 Z 430.80 430.95 431.06 431.16 431.35 431.50 431.75 431.95 （m） 2. 机组供水方式

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

Hav=33.00m。

5. 设计成果

（1）手写和打印设计计算说明书各 1 份

说明书内容应包括设计原始资料、设计原理和构思以及各部型式和尺寸，

叙述清楚，阐明设计原则和依据，字迹工整、文句通畅，计算书应列出使用公 式和参数，并附有计算简图。

（2）CAD 绘制设计图纸 2 张（3 号图纸）

内容包括主厂房横剖面图，蜗壳平面图各 1 张。要求图纸尺寸、规格、

线条、字体都要参照国家制图标准。

第 一 章

水轮机选型计算

第一节

水轮机型号的选择

根据水电站的工作水头范围，在反击式水轮机系列型谱表中查得 HL240 型 水轮机和 ZZ440 型水轮机都可以使用，这就需要将两种水轮机都列入比较方案， 对其参数分别予以计算和选定。

第二节

水轮机主要参数计算

HL240 型水轮机方案主要参数计 算

第三节

1 转轮直径的计算

D1 ?

N r

2 η 9.81Q1?H r3 N r ? 5263kW ;

H r ? 31.35m;

式中

? ? 1240L / s ? 1.24m / s(由附表1查得)。 Q13

. 4%，由此可初步 同时在附表 1 中查得水轮机模型在限制工况下的效率η M =90假定水轮机在该工况的效率为 92%。

将以上各值代入上式得

D1 ?

5263

? 1.64m

9.81?1.24 ? 31.353 2 ? 0.92

选用与之接近而偏大的标准直径 D1 ? 1.8m

2 效率修正值的计算

. 0%，模型转轮直径 由附表 1 查得水轮机模型在最优工况下的η M max =92

D1M = 0.46m ，则原型水轮机的最高效率η max 可依（3-23）式计算，即

ηmax ? 1 - (1 -ηM max )5 D1M ? 1 - (1 - 0.92)5 0.46 ? 93.9% 1.8 D1

考虑到制造工艺水平的情况取ε 1 =1%；由于水轮机所应用的蜗壳和尾水管

的型式与模型基本相似，故认为ε 2 =0 ，则效率修正值Δη 为：

Δη?ηmax -ηM max -ε?0.939 - 0.92 - 0.01 ? 0.009 1