介绍： 根据浑江河道自然特性的变化，大致以通化为上、中游之分界：以桓仁为中、下游之分界。河流系山区河流，蜿蜒于山谷之中，沿河山势陡峭，支流众多，于支流入口处，地势较为开阔，出现山间盆地。浑江流域水系图参见图1。 浑江下游（桓仁以下）的水能利用与梯级开发问题曾进行了长时间的研究，基本上归纳为两种开发方案，即：○1桓仁、沙尖子两级开发方案与○2桓仁、回龙山、太平哨、高岭、金坑等多级开发方案。目前，在桓仁水电站早已建成投产的情况下，实际上变成为沙尖子高坝大库与回龙、太平哨、高岭、金坑等梯级开发方式之争。本任务书取材于梯级开发方案的太平哨水电站，并拟定为混合式开发的地面厂房型式。有关浑江下游梯级开发情况可参见附图1。 1 基本资料…………………………………………………………………………6 1.1 任务的提出………………………………………………………………………6 1.2 工程地质条件……………………………………………………………………6 1.2.1 地貌与地层………………………………………………………………6 1.2.2 水库区工程地质条件……………………………………………………7 1.2.3坝址工程地质条件………………………………………………………7 1.2.4 付坝工程地质条件……………………………………………………8 1.2.5 引水隧洞和厂房区工程地质条件……………………………………8 1.3 建筑材料…………………………………………………………………………9 1.4 水文与气象………………………………………………………………………11 1.4.1 流域自然地理概况………………………………………………………11 1.4.2 气象条件…………………………………………………………………11 1.4.3 水文资料…………………………………………………………………12 1.5水利、动能及水库…………………………………………………………………17 1.5.1 电站任务…………………………………………………………………17 1.5.2水库水位……………………………………………………………………18 1.5.3装机容量的选择…………………………………………………………18 1.5.4引水隧洞的洞径选择……………………………………………………18 1.5.5附图………………………………………………………………………19 2 水轮机选型设计……………………………………………………………………25 2.1 机组台数与单机容量的选择…………………………………………………25 2.1.1 机组台数选择………………………………………………………………25 2.1.2机组单机容量选择…………………………………………………………26 2.2 水轮机型号及装置方式的选择………………………………………………26 2.2.1水轮机型号选择……………………………………………………………26 2.2.2 装置方式的选择…………………………………………………………………26 2.3 水轮机参数计算………………………………………………………………26 2.3.1 HL240型水轮机方案主要参数选择………………………………………26 2.3.2 ZZ440型水轮机方案主要参数选择…………………………………………29 2.3.3 HL240型水轮机及ZZ44型水轮机两种方案的比较………………………31 2.4水轮机运转特性曲线的绘制…………………………………………………32 2.4.1等效率曲线的绘制…………………………………………………………32 2.4.2出力限制线的绘制…………………………………………………………33 2.4.3 等吸出高度曲线的绘制……………………………………………………34 2.5水轮机蜗壳设计………………………………………………………………35 2.5.1 蜗壳形式的选择……………………………………………………………35 2.5.2 断面形状及包角的选择……………………………………………………35 2.5.3进口断面面积及尺寸的确定………………………………………………35 2.5.4中间断面尺寸的确定………………………………………………………36 2.5.5 图的绘制………………………………………………………36 2.6尾水管设计…………………………………………………………………37 2.6.1尾水管的形式………………………………………………………………37 2.6.2 弯肘形尾水管部分尺寸的确定……………………………………………37 2.7 发电机的选择………………………………………………………………38 2.7.1 发电机型式的选择…………………………………………………………38 2.7.2水轮发电机的结构尺寸……………………………………………………38 2.8 调速器设计……………………………………………………………………39 2.8.1 调速设备的选择……………………………………………………………39 2.8.2接力器的选择………………………………………………………………39 2.8.3 调速器的选择………………………………………………………………40 2.8.4 液压装置的选择……………………………………………………………41 2.9附图………………………………………………………………………42 3 坝区枢纽总布置…………………………………………………………………46 3.1 坝轴线及坝型选择……………………………………………………………46 3.1.1 坝轴线选择…………………………………………………………………46 3.1.2 坝型选择……………………………………………………………………46 3.2 泄洪方式选择及调洪演算……………………………………………………47 3.3 枢纽布置………………………………………………………………………47 4 拦河坝设计………………………………………………………………………48 4.1基本资料……………………………………………………………………48 4.2 挡水坝剖面设计……………………………………………………………48 4.2.1 挡水坝坝顶高程的确定……………………………………………………48 4.2.2 挡水坝的剖面尺寸确定……………………………………………………48 4.3溢流坝剖面设计……………………………………………………………49 4.3.1溢流坝面曲线设计………………………………………………………49 4.3.2消能防冲设计………………………………………………………………50 4.4 洪水下泄流量校核……………………………………………………………51 4.4.1溢流坝过流能力的验算……………………………………………………51 4.4.2 底孔过流能力验算…………………………………………………………53 4.5 闸门闸墩及工作桥设…………………………………………………………54 5 挡水坝稳定及应力分析…………………………………………………………56 5.1 计算说明……………………………………………………………………56 5.1.1 计算内容……………………………………………………………………56 5.1.2 计算工况……………………………………………………………………56 5.1.3 计算单元与计算截面………………………………………………………56 5.2 挡水坝稳定及应力分析………………………………………………………56 5.2.1 荷载计算……………………………………………………………………56 5.2.2 抗滑稳定分析………………………………………………………………57 5.2.3 应力分析……………………………………………………………………58 6 细部构造设计…………………………………………………………………60 6.1 坝体分区及标选择……………………………………………………………60 6.2 分缝与止水……………………………………………………………………60 6.3 廊道系统和排水系统的布置…………………………………………………61 6.3.1 廊道系统布置………………………………………………………………61 6.3.2 排水设施布置………………………………………………………………62 6.4坝顶构造………………………………………………………………………62 6.4.1非溢流坝坝顶构造…………………………………………………………62 6.4.2溢流坝坝顶构造……………………………………………………………62 6.5坝基处理……………………………………………………………………62 6.5.1坝基开挖及清理……………………………………………………………62 6.5.2坝基的加固处理……………………………………………………………62 6.5.3坝基的防渗处理……………………………………………………………63 6.5.4地基排水……………………………………………………………………63 6.5.5两岸的处理…………………………………………………………………63 7 水电站引水系统设计……………………………………………………………64 7.1隧洞洞径及洞线选择…………………………………………………………64 7.1.1有压引水隧洞洞径计算……………………………………………………64 7.1.2洞线选择原则………………………………………………………………64 7.2 进水口设计……………………………………………………………………65 7.2.1进水口型式的选择…………………………………………………………65 7.2.2进水口高程确定……………………………………………………………65 7.2.3进水口尺寸的拟定…………………………………………………………66 7.2.4进口设备……………………………………………………………………67 7.3 引水隧洞……………………………………………………………………67 7.3.1 线路与坡度的确定…………………………………………………………67 7.3.2 断面形式与断面尺寸………………………………………………………68 7.3.3 洞身衬砌……………………………………………………………………68 7.4 调压室设计…………………………………………………………………69 7.4.1 是否设置调压室判断………………………………………………………69 7.4.2 调压室位置的选择…………………………………………………………70 7.4.3 调压室的布置方式与型式的选择…………………………………………70 7.4.4调压室的水利计算…………………………………………………………70 7.5水击及调节保证计算…………………………………………………………72 7.5.1调保计算目的………………………………………………………………72 7.5.2调节保证计算的内容………………………………………………………72 7.5.3调节保证计算的过程………………………………………………………73 7.6 压力管道设计…………………………………………………………………75 7.6.1 压力管道的布置……………………………………………………………75 7.6.2 压力管道直径的选择………………………………………………………76 7.6.3 调节保证计算………………………………………………………………76 7.6.4 压力管道的结构设计及稳定计算…………………………………………76 7.7 防止地下埋管产生外压失稳的措施…………………………………………78 8 水电站厂房设计…………………………………………………………………79 8.1厂区枢纽平面布置……………………………………………………………79 8.2主厂房平面设计………………………………………………………………79 8.2.1主厂房长度的确定…………………………………………………………79 8.2.2 主厂房宽度确定……………………………………………………………80 8.3主厂房剖面设计………………………………………………………………81 8.3.1 机组的安装高程……………………………………………………………81 8.3.2 尾水管底板高程……………………………………………………………81 8.3.3 基础开挖高程………………………………………………………………81 8.3.4 水轮机地面高程……………………………………………………………81 8.3.5 发电机定子安装高程………………………………………………………82 8.3.6 发电机层楼板高程…………………………………………………………82 8.3.7 吊车轨顶高程………………………………………………………………82 8.3.8 天花板高程…………………………………………………………………82 8.3.9 屋顶高程……………………………………………………………………83 8.4副厂房的布置与设计…………………………………………………………83 谢辞…………………………………………………………………………84 参考资料…………………………………………………………………………85 外文资料…………………………………………………………………………86 外文翻译…………………………………………………………………………92
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