1、河北工程大學畢業(yè)設計畢業(yè)設計（論文）太平哨水利樞紐引水式水電站設計目錄1 基本資料61.1 任務的提出61.2 工程地質條件61.2.1 地貌與地層61.2.2 水庫區(qū)工程地質條件71.2.3壩址工程地質條件71.2.4 付壩工程地質條件81.2.5 引水隧洞和廠房區(qū)工程地質條件81.3 建筑材料91.4 水文與氣象111.4.1 流域自然地理概況111.4.2 氣象條件111.4.3 水文資料121.5水利、動能及水庫171.5.1 電站任務171.5.2水庫水位181.5.3裝機容量的選擇181.5.4引水隧洞的洞徑選擇181.5.5附圖192 水輪機選型設計252.1 機組臺數(shù)與單機容量

2、的選擇252.1.1 機組臺數(shù)選擇252.1.2機組單機容量選擇262.2 水輪機型號及裝置方式的選擇262.2.1水輪機型號選擇262.2.2 裝置方式的選擇262.3 水輪機參數(shù)計算262.3.1 HL240型水輪機方案主要參數(shù)選擇262.3.2 ZZ440型水輪機方案主要參數(shù)選擇292.3.3 HL240型水輪機及ZZ44型水輪機兩種方案的比較312.4水輪機運轉特性曲線的繪制322.4.1等效率曲線的繪制322.4.2出力限制線的繪制332.4.3 等吸出高度曲線的繪制342.5水輪機蝸殼設計352.5.1 蝸殼形式的選擇352.5.2 斷面形狀及包角的選擇352.5.3進口斷面面積及

3、尺寸的確定352.5.4中間斷面尺寸的確定362.5.5 圖的繪制362.6尾水管設計372.6.1尾水管的形式372.6.2 彎肘形尾水管部分尺寸的確定372.7 發(fā)電機的選擇382.7.1 發(fā)電機型式的選擇382.7.2水輪發(fā)電機的結構尺寸382.8 調速器設計392.8.1 調速設備的選擇392.8.2接力器的選擇392.8.3 調速器的選擇402.8.4 液壓裝置的選擇412.9附圖423 壩區(qū)樞紐總布置463.1 壩軸線及壩型選擇463.1.1 壩軸線選擇463.1.2 壩型選擇463.2 泄洪方式選擇及調洪演算473.3 樞紐布置474 攔河壩設計484.1基本資料484.2 擋水

4、壩剖面設計484.2.1 擋水壩壩頂高程的確定484.2.2 擋水壩的剖面尺寸確定484.3溢流壩剖面設計494.3.1溢流壩面曲線設計494.3.2消能防沖設計504.4 洪水下泄流量校核514.4.1溢流壩過流能力的驗算514.4.2 底孔過流能力驗算534.5 閘門閘墩及工作橋設545 擋水壩穩(wěn)定及應力分析565.1 計算說明565.1.1 計算內(nèi)容565.1.2 計算工況565.1.3 計算單元與計算截面565.2 擋水壩穩(wěn)定及應力分析565.2.1 荷載計算565.2.2 抗滑穩(wěn)定分析575.2.3 應力分析586 細部構造設計606.1 壩體分區(qū)及標選擇606.2 分縫與止水606

5、.3 廊道系統(tǒng)和排水系統(tǒng)的布置616.3.1 廊道系統(tǒng)布置616.3.2 排水設施布置626.4壩頂構造626.4.1非溢流壩壩頂構造626.4.2溢流壩壩頂構造626.5壩基處理626.5.1壩基開挖及清理626.5.2壩基的加固處理626.5.3壩基的防滲處理636.5.4地基排水636.5.5兩岸的處理637 水電站引水系統(tǒng)設計647.1隧洞洞徑及洞線選擇647.1.1有壓引水隧洞洞徑計算647.1.2洞線選擇原則647.2 進水口設計657.2.1進水口型式的選擇657.2.2進水口高程確定657.2.3進水口尺寸的擬定667.2.4進口設備677.3 引水隧洞677.3.1 線路與坡

6、度的確定677.3.2 斷面形式與斷面尺寸687.3.3 洞身襯砌687.4 調壓室設計697.4.1 是否設置調壓室判斷697.4.2 調壓室位置的選擇707.4.3 調壓室的布置方式與型式的選擇707.4.4調壓室的水利計算707.5水擊及調節(jié)保證計算727.5.1調保計算目的727.5.2調節(jié)保證計算的內(nèi)容727.5.3調節(jié)保證計算的過程737.6 壓力管道設計757.6.1 壓力管道的布置757.6.2 壓力管道直徑的選擇767.6.3 調節(jié)保證計算767.6.4 壓力管道的結構設計及穩(wěn)定計算767.7 防止地下埋管產(chǎn)生外壓失穩(wěn)的措施788 水電站廠房設計798.1廠區(qū)樞紐平面布置79

7、8.2主廠房平面設計798.2.1主廠房長度的確定798.2.2 主廠房寬度確定808.3主廠房剖面設計818.3.1 機組的安裝高程818.3.2 尾水管底板高程818.3.3 基礎開挖高程818.3.4 水輪機地面高程818.3.5 發(fā)電機定子安裝高程828.3.6 發(fā)電機層樓板高程828.3.7 吊車軌頂高程828.3.8 天花板高程828.3.9 屋頂高程838.4副廠房的布置與設計83謝辭84參考資料85外文資料86外文翻譯891.基本資料1.1 任務的提出渾江是鴨綠江在我國境內(nèi)的較大支流，也是我國東北地區(qū)水力資源較為豐富的一條河流，因此，合理開發(fā)利用渾江水力資源是個重要的課題。渾江

8、發(fā)源于長白山老嶺，河流全長430余公里，河流坡降約為1/1000;流域面積15000平方公里。流域形狀近于橢圓，南北長160公里，東西寬約170公里。根據(jù)渾江河道自然特性的變化，大致以通化為上、中游之分界：以桓仁為中、下游之分界。河流系山區(qū)河流，蜿蜒于山谷之中，沿河山勢陡峭，支流眾多，于支流入口處，地勢較為開闊，出現(xiàn)山間盆地。渾江流域水系圖參見圖1。渾江下游（桓仁以下）的水能利用與梯級開發(fā)問題曾進行了長時間的研究，基本上歸納為兩種開發(fā)方案，即：桓仁、沙尖子兩級開發(fā)方案與桓仁、回龍山、太平哨、高嶺、金坑等多級開發(fā)方案。目前，在桓仁水電站早已建成投產(chǎn)的情況下，實際上變成為沙尖子高壩大庫與回龍、太平

9、哨、高嶺、金坑等梯級開發(fā)方式之爭。本任務書取材于梯級開發(fā)方案的太平哨水電站，并擬定為混合式開發(fā)的地面廠房型式。有關渾江下游梯級開發(fā)情況可參見附圖1。1.2 工程地質條件1.2.1 地貌與地層本地區(qū)的地貌景觀按其成因類型可分為兩類：構造剝蝕地形，海拔高程360770米，相對高度200600米，為中低山地形，由古老的變質巖系組成，山脊較狹窄，起伏不大，無明顯的峰巒，地形坡度較大。侵蝕堆積地形，本區(qū)可見相對高度為2030米的二級階地，312米的一級階地和24米的河漫灘。水庫區(qū)及水工建筑物區(qū)出露的地層有： 前震旦系，震旦系、寒武系、朱羅系、和第四系，簡單分述如下：前震旦系：主要為一套區(qū)域變質巖石，部分

10、經(jīng)受不同程度的混合巖化作用，形成各種類型的混合質變質巖。各水工建筑物均位于本地層的混合變質巖上。震旦系：僅在水庫區(qū)東南局部出露，主要為石英砂巖、石英礫巖、粉砂巖、頁巖等。寒武系：該系出露更少，僅局部可見，主要為灰?guī)r。朱羅系：該系在水庫區(qū)北部，雅河口以上至回龍山一帶廣泛分布，為陸相火山巖建造，主要為安山巖、安山質凝灰?guī)r、流紋巖等。第四系：在本區(qū)出露的有上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)。前者分布于渾江二級階地，為洪沖積層，主要為砂卵礫石、砂和亞粘土，后者包括一級階地、河漫灘及河床上堆積的亞砂土、砂礫石，殘積的亞粘土等。1.2.2 水庫區(qū)工程地質條件本庫區(qū)兩岸山體高峻，高程為360700米，分水嶺厚度均在0.8公里

11、以上。庫岸巖石在雅河口以上為侏羅紀火山碎屑巖類，以下為震旦紀變質巖和混合質變質巖，地下水位較高，不會向鄰谷產(chǎn)永久性滲漏。不存在塌岸問題。1.2.3壩址工程地質條件曾選兩條壩線（上壩線與下壩線）進行比較。上、下壩線相距200300米，地質條件基本相同，但下壩線右岸地形更單薄，左岸巖石完整性較差，呈片狀破碎，風化也較深，而上壩線左岸則比較完整。河谷部分，下壩線巖石普遍風化較深，而上壩線只有個別地段風化較深。從上述分析確定選用上壩線。修建土壩或混凝土重力壩，地質上都是可能的。壩址區(qū)出露的地層有前震旦系和第四系。前震旦系為經(jīng)受中等程度混合巖化作用的變質巖系，包括黑云母斜長石注入片麻巖、黑云母混合片麻巖

12、和大理巖，前者分布在左岸，后者分布在右岸，兩者為整合接觸。第四系包括各種不同成因的松散堆積物。堆積層分布于兩岸山坡，為亞砂土夾碎石，厚度左岸為1.54.0米，右岸為0.32米。河床砂卵礫石厚03.5米。壩址區(qū)兩岸發(fā)現(xiàn)有斷層三條，其中一條為平推斷層（F3）位于左岸，走向NE36,傾向南東，傾角70，破碎帶寬5米。另外兩條北東向斷層F1與F2據(jù)分析F1就是區(qū)域性的太平哨大斷裂，在右壩頭西北約300米處通過; F2 位于右岸，產(chǎn)狀為走向北東4050，傾角80，斷層帶寬34米。F1與F2對建筑物均無直接影響。壩址區(qū)基巖的透水性，根據(jù)19個孔、75次壓水試驗成果統(tǒng)計，單位吸水量由上而下逐漸減小。距地面深

13、4.315米范圍內(nèi)單位吸水量的平均值為0.1升/分，25米以下時為0.027升/分。據(jù)分析，若采用混凝土重力壩壩型時（估計壩高40米左右），大壩將建基于比較完整的半風化巖石之上。河谷部分的開挖深度（自基巖面算起）約為27米，相應于此開挖標準，壩基巖石與混凝土摩擦系數(shù)建議為0.6，河床部位巖石風化較淺，實際上可挖至微風化巖石，建議摩擦系數(shù)采用為0.65。壩址右岸巖石強烈風化，全風化巖石深達30米。強烈風化的原因主要是黑云母混合片麻巖中斜長石和黑色礦物含量較多，長石結晶體粗大，抗風化能力較薄弱所致。建議處理意見是：砂礫狀全風化層（深15米左右）可采用混凝土防滲墻方法處理，塊狀全風化層以下采用帷幕灌

14、漿方法處理。左岸F3斷層以及局部破碎帶可按常規(guī)辦法處理。1.2.4 付壩工程地質條件葫蘆細子地段山體低緩，最低點地面高程僅為192米，需要修建付壩。若主壩采用土壩型式，則此處可修建岸坡式溢洪道。此處山體最狹窄處寬僅70米，上、下游水為差7米。此坡地形陡峭，基巖裸露，南坡較緩，坡度一般約2030。此堊口是渾江侵蝕堆積二級階地，堊口頂部和山坡上分布有砂卵礫石，厚度15米，其地質時代為上更新世坡積層。本地段地層主要是前震旦紀黑云母斜長石注入片麻巖，混合巖化程度較低，巖性不均一，有的地方可見變質巖基體。本地段發(fā)現(xiàn)斷層共七條，但規(guī)模均很小，寬度大都在一米以內(nèi)，最大寬對為1.5米。這些斷層大多延伸不長，對

15、建筑物無影響，設計與施工時按常規(guī)方法處理即可。通過地質分析與穩(wěn)定計算可以認為 ，此地段山體是穩(wěn)定的。為了確保建筑物安全，建議在設計時要加強帷幕灌漿與排水措施。1.2.5 引水隧洞和廠房區(qū)工程地質條件渾江在中下游地段，側向侵蝕作用十分強烈，形成迂回曲折的蛇曲地貌，為修建引水式電站提供了有利的地形條件。太平哨水電站的引水隧洞和廠房位于南天門嶺，此處分水嶺寬約800米，而兩端河水位差達13米。本區(qū)地層主要為前震旦系的黑云母混合片麻巖，所有建筑物均將在此巖層上。第四紀包括出口和進口河漫灘的沖積洪積層，巖性為亞砂土，細沙和砂卵礫石，兩側山坡的坡積殘積層，巖性為亞砂土，細砂和砂卵礫石；兩側山坡的坡積殘積層

16、，巖性為亞砂土夾碎塊石。隧洞均將在黑云母混合片麻巖中通過，沿洞線未發(fā)現(xiàn)斷層，且洞頂上部覆蓋新鮮巖體很厚，達80160米，深部裂隙已趨閉合，因此工程地質條件較好，建議采用：f=67,k0=500。洞線前部通過兩條較大巖脈，均大致與洞線相交，一條為石英斑巖，寬3040米，另一條為正常閃長巖。寬2630米。據(jù)地表槽探觀察，巖脈與圍巖接觸良好，但從鉆孔資料分析，石英斑巖裂隙比較發(fā)育，故建議，通過巖脈處的參數(shù)選用為：f=4,K0=300。廠房后山坡地形坡度約5060，坡高40米左右，通過剖面裂隙繪得知，廠房后坡存在兩組順坡裂隙，第一組傾角為6874，第二組傾角稍緩，為4045。表部裂隙張開13厘米，坡腳

17、部位巖塊已經(jīng)位移。根據(jù)上述情況?？烧J為后山邊坡基本上是穩(wěn)定的，建議在開挖時基本上沿著上述兩組裂隙挖成階梯狀邊坡，對已經(jīng)位移或張開寬度較大的巖塊予以清除，對局部不穩(wěn)定巖塊可采取相應的加固措施。廠房基礎將坐落在新鮮的黑云母混合片麻巖上。1.3 建筑材料天然建筑材料的調查，包括混凝土重力壩和粘土心墻砂礫殼壩兩種壩型所需要的各種材料，其需要量初步按：混凝土壩方案，混凝土方量50萬米3，砂礫石料150萬米3，土壩方案：粘土料14萬米3，壩殼砂礫料120萬米3，護坡塊石料5萬米3，反濾料4.5萬米3。通過勘探、試驗工作，可以滿足上述要求，砂礫料與粘土料場分布、儲量、質量評價等詳見表1與表2。土壩護坡用石料

18、場，選擇了葫蘆頭和榆樹底兩處。葫蘆頭石料場位于壩址上游左岸約3公里，交通方便，基巖為黑云母混合片麻巖，榆樹底位于壩上游右岸約3公里，料場山體比高100500米，山勢陡峻，覆蓋厚約1米，基巖仍為黑云母混合片麻巖。砂礫料場位置、儲量及質量情況一覽表 表1料場名稱位置面積（米2）體積（萬米2）勘探等級質量評價開采意見無效層有效層水上水下合計葫蘆頭（漫灘）壩線上游右岸1公里277，8006.345.581.1126.6B各項指標均滿足混凝土骨料要求運距短交通方便夾心子壩線下游0.52.5公里216，300296060120B本料場為土壩方案服務上長嶺壩線下游右岸6公里414,00001020102B各

19、項指標能滿足混凝土骨料要求運輸困難下長嶺廠區(qū)上游左岸2.5公里175,000047047B同上南天門隧洞進口36,800212012B各項指標能滿足混凝土骨料要求粘土雜質含量較高下甸子廠區(qū)上游右岸1公里90,000024024B同上粘土料場儲量、質量情況一覽表 表2料場名稱地貌單元位置體積（萬米3）天然含水量（%）天然容重滲透系數(shù)固結快剪有效層無效層濕干凝聚力內(nèi)摩擦角葫蘆頭一級階地壩線上游右岸0.51.5公里46.48.228.3231.81.891.411.541.10-63.10-60.210.1722.226老營溝一級階地壩線上游左岸5公里184.924.91.751.401.10-60

20、.26251.4 水文與氣象1.4.1 流域自然地理概況太平哨電站位于鴨綠江支流渾江下游，本站以上集水面積12950平方公里，其上游約86公里和37公里處分別有桓仁，回龍山水電站，其集水面積壩址以上分別為10，375平方公里與12，506平方公里。渾江流域地理坐標在東經(jīng)1242412636，北緯40404210之間。其相鄰流域北為第二松花江，東為鴨綠江干流，西側為遼河流域左岸支流渾河、太子河，南為鴨綠江右岸支流蒲石河、 河。渾江屬于山區(qū)性河流，流域內(nèi)高山群立，山勢陡峭，地勢起伏較大，山坡上一半多生雜草和林從，植被較好。1.4.2 氣象條件渾江屬于山區(qū)河流，地形對氣候的作用比較明顯，流域東北系長

21、白山系的主峰白頭山，海拔高達2744米，自此分向西北，西南與東南三方向逐漸低下，到流域南部的丹東，海拔高程為59米，自丹東向北至寬甸，地形突然上升（海拔高程約300米），高差達240米，因此當偏南氣流入境后，受地形抬升影響，產(chǎn)生強烈降水，降雨中心多在鴨綠江下游至寬甸間，渾江正處于該暴雨中心北部邊緣，故降雨量很大，降雨量集中在夏季，各地68月降雨量占全年的60%左右，尤以7、8兩月為最多，最多月雨量與最小月雨量之比達30倍之多。渾江流域正處于西風帶大陸的東部，冬季在蒙古高壓的控制下，天氣寒冷干燥，為期漫長，全流域一月份平均溫度均在-10以下，極端最低氣溫發(fā)生在一月份，并在-30以下。全年右45個

22、月氣溫在零度以下，夏季炎熱而短促，極端最高氣溫可達39.5C(桓仁)，年差很大，參見表3。1.4.3 水文資料渾江桓仁以下，干流有桓仁、回龍山、沙尖子水文站，支流有二戶來、普樂堡及太平哨水文站。各站資料以桓仁較長。太平哨水庫年徑流系用回龍山、沙尖子及支流半拉江上的太平哨水文站徑流資料，按面積比推求而得，詳見表4。各站年徑流有關參數(shù)詳見表5。渾江的洪水主要由急劇而強烈的暴雨形成，暴雨多集中在三天， 其中強度最大的暴雨又多集中在一天之內(nèi)。就較大洪水年份分析，形成暴雨的天氣系統(tǒng)有臺風，氣旋（華北氣旋，渤海氣旋、江淮氣旋、黃海氣旋）以及副熱帶高壓邊緣的幅合擾動，如1960年發(fā)生了渾江的50年一遇洪水，

23、形成此次暴雨的天氣系統(tǒng)在黃海上空正在恢復中的臺風輸送水汽與副熱帶高壓邊緣的擾動，再加上南部連續(xù)移來三個低壓想遭遇。第 19 頁 共 92 頁一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月八月九月十月十一十二年 降水量（毫米）沙尖子多年平均10.311.827.247.373.696.9286.1261.31.0551.637.2171020.2太平哨多年平均14.810.923.350.357.788.7326.7313102.151.339.418.61089.6寬甸多年平均13.913.627.448.975.9102.8394.8316.4120.362.742.619.71218.5 蒸發(fā)量

24、（ 毫米 20厘米蒸發(fā)皿）沙尖子多年平均13.724.955.1113.9155.9135.8116.3100.88862.331.517.4916.3太平哨多年平均13.625.960.4138.4214.7174.2136.8116.396.471.333.314.61095.9寬甸多年平均20.430.660.4106.3156.8140.3118.7122.399.177.337.422.3998.3沙尖子平均-15.1-11-2.88.114.119.122.422.316.37.6-1.4-15.45.4太平哨最高4916.2263134.237.535.228.224.516.3

25、337.5寬甸最低-31-28.4-25.5-8.7-0.2814.511.87-6.5-17.6-32.1-32.1 極端最大風速（米/秒）沙尖子風速8.66.78.312.5169.3167.915115.815.516太平哨風向NWNWSWNWSENSNNNWNWNSES寬甸發(fā)生年月1955545555585558555454551956本區(qū)氣象要素表 表3一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一十二年均193627.811.192.227331638460150753715016145.425919372017.720.93204555.612294812054.524413.21

26、4619389.78.446.673.694.221962438553224014240.5201193922.44440.117422651429969.59301.849.722208194014.29.740.481.273.3356340105018658.775.932.9193194115.97.815123732047897.634012616197.436.2173194218.81377.916014536.7112070117290.510234.4222194314.41196.83793101012095393899653.629.3185194420.416.966.

27、315312030440930525861.942.319.614819459.27324.593.635435014518958.734420.213.2109194614.414335.724112763.376438155.944.723.818.4148194721.815.623.427515112563381434154.473523.3209194817.817.158.624713614020722799.066.13219.2105194912.226.235.425835495.260847412580.452.930.3179195016.910.136.582.780.

28、835785210678.67356.811.614719512.82.228.38973.4231158172021832716769.2258195222.616.756.625013610714925613210210720.811319537.16.841.61092425219639221094319.411250195412.510.6138164134164312191069514397.967.2318195521.317.477.81441881546188660.150.568.830.2126195610.47.446.313428538041923839070.8832

29、7177195717.113.122.3386127162360105030611470.347.7216195821.416.210713211273.659245271.965.941.319.598.3195911.114.535.113615315372028034822712363.98919602519.093.7117169599298166030391.562.227290196115.615.079.314396.346.851054253514196.295.1194196220.615.641.326320251.222963728414494.147.417019632

30、1.615.538.310275.946.7116028610712485.5342177196422.313.847.2700152136635150026166.446.321.1301196518.218.553.32123538051329285.248.440.617.9107太平哨電站年徑流系列表（流量：秒立米） 表4渾江下游主要站年徑流參數(shù)表（流量：秒立米） 表5站名多年平均流量CVCS/CV設計值P%510509095桓仁1440.3222272051398978回龍山1780.32228025417211096.6太平哨1870.322295266181116101沙尖子24

31、40.322353319216138121東北歷年大暴雨的分布規(guī)律看，在鴨綠江的中下游（包括渾江一帶）暴雨出現(xiàn)的機會和強度都才超過其他流域，多年平均三日暴雨在120毫米以上。渾江歷史洪水的調查曾先后進行了5次，調查河段上至通化，下至沙尖子。這對洪水分析提供了可靠的歷史資料?；溉收緦崪y洪水資料較長，加之歷史洪水調查資料，故洪水分析成果較為可靠?；佚埳脚c沙尖子的洪峰洪量系分析和桓仁相關插補而延長。太平哨水電站由于無實測資料，故洪峰洪量參數(shù)用回龍山參數(shù)，洪峰用2/3次方，洪量用一次方，按面積比推求。由于上游桓仁電站庫容較大，對洪水起一定的調蓄控制作用，故區(qū)間洪水對下游梯級起主要作用。太平哨水電站設計

32、洪水地區(qū)組成曾用典型年法和頻率組合法（以回龍山為控制）推求組合洪水進行比較,兩種方法計算成果相近,故采用典型年法成果,即桓仁，桓回，回太區(qū)間設計洪水過程線，系以回龍山三日洪量為控制，按典型年分配，同倍比放大各控制點設計洪水過程線。太平哨水庫入庫洪水系將桓仁入庫洪水，經(jīng)桓仁調節(jié)后，如桓回區(qū)間而得回龍山水庫入庫洪水，在經(jīng)回龍山水庫調節(jié)后，加回太區(qū)間而得太平哨入庫洪水，詳見表6。太平哨水庫入庫洪水成果表 表6流量：秒立米 單位水位：米 0.010.10.512桓仁入流量出流量庫水位2980018500308.32320014600306.01850011200305.46165009470304.8

33、5144008780304.22回龍山入流量出流量庫水位1690016800225.821200012000223.251100011000222.7395009500221.85回太區(qū)間洪峰流量3170253022601970太平哨入庫流量1750014000.12400108003.351020桓仁入流量出流量庫水位89907750301.2280206880301.665505830300.9549604120300.86回龍山入流量出流量庫水位92909250221.7475007500220.5865506100219.9245004500218.50回太區(qū)間洪峰流量16109028

34、35557太平哨入庫流量98208070695049801.5水利、動能及水庫1.5.1 電站任務太平哨水電站位于渾江干流，是桓仁、回龍山的下一級，本工程開發(fā)主要目的是發(fā)電。由于本電站承接上游桓仁等梯級水庫對渾江豐富水量的調節(jié)，故能以較少庫容獲得較好的能量指標。電站建成后以下沿江無較大城鎮(zhèn)與工礦企業(yè)，對水庫無防洪要求。庫下寬甸縣太平哨公社有5000畝耕地需灌溉，在水庫水量平衡中可按1秒立方米考慮。1.5.2水庫水位渾江自然落差較大，水量豐富，在太平哨水庫回水范圍內(nèi)多為崇山峻嶺，淹沒耕地、村屯較少。庫區(qū)老營溝附近雖發(fā)現(xiàn)有鉛鋅礦，但據(jù)遼寧省地質局調查，該礦儲量有限，規(guī)模不夠，未能納入國家開采計劃，

35、僅有生產(chǎn)隊組織開采。由于桓仁水庫的修建，極大的改變了渾江的徑流在年內(nèi)分布的不均勻性，彌補了太平哨水庫的庫容小，調節(jié)性能差的缺陷。太平哨電站應盡可能的利用河段自然落差，因而，從與其上級回龍電站尾水位銜接角度的分析，太平哨水庫正常高水位定為191.5米為宜。水庫死水位則應結合輸水建筑物的布置分析確定。（死水位190米，正常高水位191.5米，設計洪水位(P=1%)191.7米，Q=12400m3/s,校核洪水位（P= 0.1%）194.7米Q=17500m3/s）。根據(jù)本工程的條件，應采用級設計標準，即水利樞紐永久性建筑物按百年一遇洪水設計，千年一遇洪水校核。考慮到上一級回龍地下電站交通洞的高程，

36、要求本水庫設計洪水位也不應超過198.0米高程。1.5.3裝機容量的選擇東北地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不斷提高，現(xiàn)有電源特別是水電遠遠不能滿足系統(tǒng)負荷增長的需要。經(jīng)與東北電力局研究認為，太平哨水電站將在負荷曲線的尖峰位置上工作，并應適當擔任一部分備用容量，為此，本電站的利用小時數(shù)不宜過高，可控制在2500小時左右或更低些，可結合機組選擇合理確定。（最后確定太平哨水電站的裝機容量N為16萬千瓦，保證出力2.5萬千瓦，年發(fā)電量4.3億度，年利用小時數(shù)2680小時。特征水頭：最大水頭38.1米，最小水頭34.6米，設計水頭36.2米，加權平均水頭36.2米，發(fā)電機效率98%。）1.5.4引水隧洞的洞徑選擇考慮到

37、施工技術條件，引水洞洞徑不宜超過12米，否則的話，可考慮采用兩條引水隧洞的方案，應結合機組數(shù)的選擇合理確定。1.5.5附圖附圖1-1：渾江下游梯級開發(fā)示意圖附圖1-2：太平哨水庫容積、面積曲線附圖1-3：太平哨壩下HQ關系曲線附圖1-4：太平哨水電站尾水HQ關系曲線附圖1-5：HL240-46轉輪綜合特性曲線附圖1-6：ZZ440-46轉輪綜合特性曲線附圖1-7： 壩址區(qū)地形圖附圖1-8：引水道沿線地形、地質圖附圖1-1：渾江下游梯級開發(fā)示意圖附圖1-2：太平哨水庫容積、面積曲線 附圖1-3：太平哨壩下HQ關系曲線 附圖1-4：太平哨水電站尾水HQ關系曲線 第 23 頁 共 92 頁2.水輪機

38、選型設計2.1 機組臺數(shù)與單機容量的選擇2.1.1 機組臺數(shù)選擇水電站總裝機容量等于機組臺數(shù)和單機容量的成積，在總裝機容量確定的情況下可以擬訂出不同的機組臺數(shù)方案，當機組臺數(shù)不同時，則當單機容量不同，水輪機的轉輪直徑、轉速也就不同。有時甚至水輪機的型號也回改變，從而影響水電站的工程投資、運行效率、運行條件以及產(chǎn)品供應。因此，在選擇機組臺數(shù)時，應從下列幾方面綜合考慮：1） 臺數(shù)與機電設備的關系機組臺數(shù)增多，單機容量減少，尺寸減小，制造及運輸較易，這對制造能力和運輸條件較差的地區(qū)有利的，但實際上說，用小機組時單位千瓦消耗的材料多，制造工作量大，所以最好選用較大容量的機組。2）機組臺數(shù)與水電站投資的

39、關系當選用機組臺數(shù)較多時，不僅機組本身單位千瓦的造價多，而且相應的閥門、管道、調速設備、輔助設備、電氣設備的套數(shù)增加，電氣結構較復雜，廠房平面尺寸增加，機組安裝，維護的工作量增加，因而水電站單位千瓦的投資將隨臺數(shù)的增加而增加，但采用小機組時，廠房的起重能力、安裝場地、機坑開挖量都可以縮減，因而有減小一些水電站的投資，在大多數(shù)情況下，機組臺數(shù)增多將增大投資。3）機組臺數(shù)與水電站運行的關系當水電站在電力系統(tǒng)中擔任基荷工作時，引用流量較固定，選擇機組臺數(shù)較少，可使水輪機在較長時間內(nèi)以最大工況運行，使水電站保持較高的平均效率，當水電站擔任系統(tǒng)尖峰負荷時，由于負荷經(jīng)常變化，而且幅度較大，為使每臺機組都可

40、以高效率工作，需要更多的機組臺數(shù)。4） 組臺數(shù)與水電站運行維護的關系當機組的臺數(shù)過多時，水電站的進行方式激動靈活、易于調度、每臺機組的事故影響較小，檢修工作也比較容易安排，但運行檢修、維護工作量及年運行費用和事故率將隨機組臺的增多而增加，因此機組的臺數(shù)不宜過多。上述各種因素是相互聯(lián)系而又相互對立的，不可能同時一一滿足，為了制造安裝運行，維護及設備供應的方便，在一個水電站內(nèi)應盡可能選擇相同型號的機組，大中型水電站機組常采用擴大單元信線，為了使電器主結線對稱。大多數(shù)情況下機組臺數(shù)用偶數(shù)，本設計引水式水電站的總裝機容量為16萬 千瓦，屬中型水電站，我國的建成的中型水電站一般采用46臺機組，由于上述各種因素，本設計選用4臺機組。2.1.2機組單機容量選擇單機容量N=16萬4=4萬KW（滿足保證出力2.5萬千瓦。）水輪機額定出力N=N98=4000098=40816.332.2 水輪機型號及裝置方式的選擇2.2.1水輪機型號選擇水輪機型號的選擇中起主要作用的是水頭,本電站工作水頭范圍為34.638.1根據(jù)水頭范圍從型譜中查得ZZ440型適應水頭2040,HL24型適應水頭2545兩種型號均適用。將兩種機型作為初選方案計算其參數(shù)作分析比較確定一種作為最終方案2.2.2 裝置方式的選擇在大中型水電站中,其水輪機發(fā)電機組尺寸一般較大,安裝高程也較低,因此七裝置方式多采用立軸式。它可使發(fā)電