目录：1.抽水蓄能电站基本参数 41.1特征水头计算 42挡水、泄水建筑物基本尺寸计算 52.1防浪墙顶高程的计算 5工况一 5计算风速 5波浪要素计算 5最大波浪爬高计算 6最大风浪雍高计算 7坝顶防浪墙高程计算 7工况二 7计算风速 7波浪要素计算 7最大波浪爬高计算 8最大风浪雍高计算 9坝顶防浪墙高程计算 10工况三 10计算风速 10波浪要素计算 10最大波浪爬高计算 11最大风浪雍高计算 12坝顶防浪墙高程计算 12工况四 12计算风速 12波浪要素计算 12最大波浪爬高计算 13最大风浪雍高计算 14坝顶防浪墙高程计算 142.2泄水建筑物截面尺寸 153水电站引水建筑物 163. 1 输水系统布置 163. 2输水系统各组成建筑物设计 16引水隧洞 16压力管道 163.2.3 尾水隧洞 173.3 上下库进出水口 17进出水口位置选择 17进出水口的轮廓尺寸确定 17隧洞直径 17进/出水口的参数 183.4 调压室 204.电站部分参数计算 214.1水泵水轮机参数的计算 21水泵水轮机的额定出力Nr 21水泵水轮机的最大引用流量Q 21水泵水轮机的性能参数计算 21水泵水轮机主要尺寸和重量估算 234.2蜗壳与尾水管 244.2.1 蜗壳尺寸 244.2.2 尾水管尺寸 264.3 发电电动机的类型选择 264.3.1 电动发电机外形尺寸 264.3.2 外形尺寸估算 27平面尺寸估算 274.3.2.2 轴向尺寸计算 284.3.3 发电机重量估算 294.4 调速设备选择 294.4.1 调速功计算 294.4.2 接力器选择 29接力器直径的计算 30接力器最大行程计算 30接力器容积计算 304.4.2.4 主配压阀直径计算 314.4.3 油压装置 314.5 进水阀的选择 324.6主厂房主要尺寸的拟定 324.6.1 高度方向尺寸的确定 33宽度方向尺寸的确定 34长度方向尺寸的确定 344.6.4.1.机组段长度 344.6.4.2 端机组段长度 354.6.4 装配场尺寸的确定 355 专题：上游调压室涌浪高度计算 375．1判断是否需要设置调压室 37上游引水道设置调压室的判断准则 375.1.2 尾水道设置调压室的判断准则 375.2 调压室的位置选择 375.3 上游调压室的稳定断面面积计算 37水头损失计算 385.3.1.1 引水隧洞的水头损失hw0 385.3.1.2 压力管道的水头损失 40上游调压室的托马断面面积计算 445.4上游调压室涌浪计算 445.4.1 调压室涌波水位计算工况选择及其对应水头损失计算 44引水隧洞的水头损失hw0计算 445.4.2 几种调压室的涌浪计算比较 505.4.2.1 简单式调压室涌浪计算 505.4.2.2 阻抗式调压室涌浪计算 535.4.2.3 差动式调压室涌浪计算 555.4.2.4 带上室的阻抗式调压室涌浪计算 585.5 调压室选择设计 615.5.1 分析涌浪计算结果选择调压室型式 615.5.2 对所选择的调压室进行结构设计 625.5.3 校核洪水位工况下对调压室涌浪校核 625.5.4 抽水断电工况带扩大上室调压室的最低涌浪计算 631.抽水蓄能电站基本参数1.1特征水头计算 根据经验初步估算水头损失为抽水蓄能电站毛水头的5%，各种可能的水位组合下的作用水头计算如下：上库为正常蓄水位，下库为正常蓄水位的情况（根据经验假设出现概率为30%）：H1=H正（上库）-H正（下库）-5%（H正（上库）-H正（下库））=1489.5-1050-5%（1489.5-1050）=439.5-21.975=417.525m上库为正常蓄水位，下库为死水位的情况（根据经验假设出现的概率为50%）：H2=H正（上库）-H死（下库）-5%（H正（上库）-H死（下库））=1489.5-1040-5%（1489.5-1040）=449.5-22.475=427.025m上库为死水位，下库为正常蓄水位的情况（根据经验假设出现的概率为15%）：H3=H死（上库）-H正（下库）-5%（H死（上库）-H正（下库））=1460-1050-5%（1460-1050）=389.5m上库为死水位，下库为死水位的情况（根据经验假设出现的概率为5%）：H4=H死（上库）-H死（下库）-5%（H死（上库）-H死（下库））=399.0m 由上述情况得出： Hmax=H2=427.025m Hmin=H3=389.5m 根据各水头出现的频率计算加权平均水头为： Hav=417.145m 抽水蓄能电站的设计水头的计算近似于引水式电站的设计水头计算，即 Hr=Hav=417.145m2挡水、泄水建筑物基本尺寸计算2.1防浪墙顶高程的计算坝顶高程的计算，应该同时考虑以下四种情况，①设计洪水位加正常运用情况的坝顶安全超高；②校核洪水位加非常运用情况的坝顶安全超高；③正常蓄水位加正常运用情况的坝顶安全超高；④正常蓄水位加非常运用情况的坝顶安全超高再加地震区安全超高。
最后取其中最大值作为坝顶高程工况一 设计洪水位加正常运用情况的坝顶安全超高1计算风速采用多年平均最大风速1.5～2倍,即=（1.5～2）多年平均最大风速=（1.5～2）×24=（38～48）m/s，吹程D取900 m2波浪要素计算波浪要素采用莆田公式计算： （2-1） （2-2）解得：=0.632m= 3.53s平均波长按照下式计算： （2-3）对于深水波，即当时，上式可以简化为（2-4）=19.46m.3最大波浪爬高计算R值可参见SL274——2001《碾压式土石坝设计规范》附录A即： （2-5）表2-1糙率及渗透系数护面类型光滑不透水护面（沥青混凝土）1.00混凝土或混凝土板0.90草皮0.85～0.90砌石0.75～0.80抛填两层块石（不透水基础）0.60～0.65抛填两层块石（透水基础）0.50～0.55表2-2经 验 系 数≤11.522.533.54≥51.001.021.081.161.221.251.281.30注：表中W和H分别为计算风速和坝前水深由不规则波法查得不同频率下的爬高与平均爬高的比值关系（见《碾压式土石坝设计规范SL274-2001》），即可以由求得R，此处取最大波浪爬高为百年一遇。
即R=R1%2-6）.4最大风浪雍高计算=（2-7）.5坝顶防浪墙高程计算 安全加高A=1.5m 坝顶安全超高Y=R+e+A= （2-8） 坝顶防浪墙高程 工况二 校核洪水位加非常运用情况的坝顶安全超高1计算风速采用多年平均最大风速,即=多年平均最大风速=24m/s，吹程D取950m2波浪要素计算波浪要素采用莆田公式计算：（2-9）（2-10）解得：=0.369m= 2.696s平均波长按照下式计算：（2-11）对于深水波，即当时，上式可以简化为（2-12）=11.348m.3最大波浪爬高计算R值可参见SL274——2001《碾压式土石坝设计规范》附录A即：（2-13）糙率及渗透系数护面类型光滑不透水护面（沥青混凝土）1.00混凝土或混凝土板0.90草皮0.85～0.90砌石0.75～0.80抛填两层块石（不透水基础）0.60～0.65抛填两层块石（透水基础）0.50～0.55 经 验 系 数≤11.522.533.54≥51.001.021.081.161.221.251.281.30注：表中W和H分别为计算风速和坝前水深由不规则波法查得不同频率下的爬高与平均爬高的比值关系（见《碾压式土石坝设计规范SL274-2001》），即可以由求得R，此处取最大波浪爬高为百年一遇。
即R=R1%2-14）.4最大风浪雍高计算=.5坝顶防浪墙高程计算 安全加高A=0.7m 坝顶安全超高Y=R+e+A= 坝顶防浪墙高程 工况三 正常蓄水位加正常运用情况的坝顶安全超高1计算风速采用多年平均最大风速1.5～2倍,即=（1.5～2）多年平均最大风速=（1.5～2）×24=（38～48）m/s，吹程D取850m2波浪要素计算波浪要素采用莆田公式计算：解得：=0.616m= 3.484s平均波长按照下式计算：对于深水波，即当时，上式可以简化为=18.95m.3最大波浪爬高计算R值可参见SL274——2001《碾压式土石坝设计规范》附录A即：糙率及渗透系数护面类型光滑不透水护面（沥青混凝土）1.00混凝土或混凝土板0.90草皮0.85～0.90砌石0.75～0.80抛填两层块石（不透水基础）0.60～0.65抛填两层块石（透水基础）0.50～0.55 经 验 系 数≤11.522.533.54≥51.001.021.081.161.221.251.281.30注：表中W和H分别为计算风速和坝前水深由不规则波法查得不同频率下的爬高与平均爬高的比值关系（见《碾压式土石坝设计规范SL274-2001》），即可以由求得R，此处取最大波浪爬高为百年一遇。
即R=R1%4最大风浪雍高计算=.5坝顶防浪墙高程计算 安全加高A=1.5m 坝顶安全超高Y=R+e+A= 坝顶防浪墙高程工况四正常蓄水位加非常运用情况的坝顶安全超高，再按照SL203-97-规定加地震安全超高1计算风速采用多年平均最大风速,即=多年平均最大风速=24m/s，吹程D取850m2波浪要素计算波浪要素采用莆田公式计算：解得：=0.351m= 2.63s平均波长按照下式计算：对于深水波，即当时，上式可以简化为=10.81m.3最大波浪爬高计算R值可参见SL274——2001《碾压式土石坝设计规范》附录A即：糙率及渗透系数护面类型光滑不透水护面（沥青混凝土）1.00混凝土或混凝土板0.90草皮0.85～0.90砌石0.75～0.80抛填两层块石（不透水基础）0.60～0.65抛填两层块石（透水基础）0.50～0.55 经 验 系 数≤11.522.533.54≥51.001.021.081.161.221.251.281.30注：表中W和H分别为计算风速和坝前水深由不规则波法查得不同频率下的爬高与平均爬高的比值关系（见《碾压式土石坝设计规范SL274-2001》），即可以由求得R，此处取最大波浪爬高为百年一遇。
即R=R1%4最大风浪雍高计算=.5坝顶防浪墙高程计算 上水库枢纽工程抗震烈度为7度，且建筑物级别为1级建筑物，则大坝工程抗震设防类别为甲类则地震区的安全加高=1.0m,安全加高A=0.7m 坝顶安全超高Y=R+e+A+= 坝顶防浪墙高程2.2泄水建筑物截面尺寸坝址地带河谷窄，右岸山坡陡峭若采用明挖溢洪道，开挖量大，造价高，固采用隧洞泄洪方案，布置于右岸，利用施工期间导流隧洞改建成有压泄洪隧洞设计最大下泄流量为142，隧洞进口底高程取为设计死水位1460m流速按照有压流公式计算：==24.7m/s隧洞过水断面面积由下式求的：=隧洞采用城门洞型，尺寸为3水电站引水建筑物3. 1 输水系统布置3. 2输水系统各组成建筑物设计引水隧洞参照上库进出水口设计部分，对于丰宁抽水蓄能电站，考虑取引水隧洞流速为V0=4.5m/s，计算的隧洞直径d=8.3m压力管道1. 压力管道的内径引水隧洞后接有一定坡度的压力钢管，压力管道经济流速为5～6m/s，取V1=6m/s，则由公式 （3-1）计算得压力管道直径为D1=7.2m，管壁厚度=13.0mm,取为13.0mm2.岔管直径 岔管采用内加强肋小Y形岔管布置，采用彭德舒公式来初步确定大中型压力钢管的经济直径：（3-2）式中：钢管的最大设计流量 H——设计水头。
计算得与压力钢管连接的分叉管的直径为3.62m，管壁厚度=8.53mm取为9mm,岔管段的长度=（1～1.2）D1，取为8.5m3.压力钢管渐变段 引水隧洞直径为8.3m，压力钢管直径为7.2m，在压力管道中设置一段渐变段，取其长度为12m,渐变段的扩散角为5.2°＜6°～8°，满足要求 压力钢管与蜗壳进水口的直径也不同，也需要设置渐变段此渐变段要求由直径3.62m变到3.15m,取这段渐变段长度为6m，扩散角为4.5°，满足要求 尾水隧洞尾水隧洞的设计直径同引水隧洞，其与尾水支洞之间的连接也采用内加强肋小Y形岔管，布置形式与上游类似，为了使各机机组支管的水头损失尽可能接近，主次分岔点对应的机组与上游侧岔管相反，各机组的尾水支管与尾水管平顺连接，并且设置事故闸门3.3 上下库进出水口进出水口位置选择 进出水口的轮廓尺寸确定 .1隧洞直径 丰宁抽水蓄能电站设计采用两个独立的水力单元，每一单元三台机组共用一条引水隧洞，则三台机组满发时，隧洞的过流量为=245.54m3/s通常，抽水蓄能电站在发电工况下，输水隧洞内最大平均流速为5m/s，在抽水工况下，输水隧洞内最大平均流速为4m/s，对于丰宁抽水蓄能电站，考虑取引水隧洞流速为4.5m/s,则由Q=A V 计算得隧洞的直径.2进/出水口的参数①进/出水口最大断面尺寸根据水流经过拦污栅的平均流速Vm，可以确定进/出水口的最大断面积。
从而可以确定进/出水口断面一般流过拦污栅的平均流速为0.8～1m/s，这里取 Vm=0.9m/s，对于侧式进/出水口，在立面上应扩散，一般底板作成水平的，顶板向上扩散，一般扩散角小于10°，使进/出水口的高度由隧洞直径d 渐增至D，D 值应不小于隧洞直径的1.5 倍，在平面上一定要有扩散段，但扩散角过大，出流时水流会脱离边墙，对于矩形断面水平扩散角＜10°～12°取D=12.5m则顶板扩散角=8°，满足要求进/出口最大断面，即扩散段出口面积为为243.54m，进/出口扩散段出口的净宽度为为19.5m，水平扩散角°，为满足要求，在扩散段设三个分流墩，则有=5.3°，满足要求分流墩的布置和体型设计，包括墩尾的型式参考相当规模和进/出水口布置相似的抽水蓄能电站调整确定②最小淹没深度为了避免水流流进引水隧洞时产生漩涡，最低水位到进水口顶的距离要大于最小淹没深度H，其经验公式为：式中：C——与进水口几何形状有关的系数，进水口设计良好、伸入水库较远，满足水流对称要求时取0.55；边界复杂、伸入水库较近，不满足水流对称条件时，取0.73，取为0.55；V——闸门处流道中的流速；d——计算断面高度。
③进水口底高程上水库：进/出水口底高程为：=1440m 进/出水口顶高程为：=1452.5m下水库: 进/出水口底高程为：=1020.5m 进/出水口顶高程为：=1033m④防涡梁设计对于侧式进出水口，常在孔口处的上方设置固定的防涡梁，用来遮蔽旋涡的流心，防止其发展梁距要适中，如果太窄则旋涡会转至梁的前方，如果太宽则旋涡仍会进入水道参考类似规模抽水蓄能电站进出水口的布置设计设置防涡梁，共设三根，高度为2.5m，宽度为2.0m，间距为1.5m同时，在防涡梁段与扩散段之间设一调整段8.5m⑤进/出水口闸门段闸门高度应高于上水库最高水位1504m，根据丰宁抽水蓄能电站输水系统工程地质剖面图上地形和水位的情况，定出闸门轴线位置距进水口190m由于此段距离很长，所以进水口到闸门设置两个两个渐变段，即由进水口的矩形变为圆形隧洞，再由圆形隧洞变为矩形闸门的过渡段，通常采用圆角过渡渐变段的长度一般为隧洞直径的1.5～2.0 倍，侧面扩散角以6°～８°为宜故取渐变段长度为12m⑥闸门通气孔通气孔的面积：最大进气流量出现在事故闸门紧急关闭时，可以近似认为等于进水口的最大引用流量，即=243.54 ，进气流速一般为70～80m/s,取V=75 m/s，计算得A=3.25㎡，则通气孔的直径为2.0m。
⑦拦污栅设计拦污栅栅片宽度不超过2.5m，高度不超过4m栅条厚度一般为8～12㎜，取为10㎜，栅条宽100～200mm,取为200mm栅条净距，取为100mm矩形边框由角钢或槽钢焊成，纵向的栅条常用扁钢制成，上下两端焊在边框上，沿栅条的长度方向等间距设置带有槽口的横隔板3.4 调压室详见调压室专题部分4.电站部分参数计算4.1水泵水轮机参数的计算 4.1.1水泵水轮机的额定出力Nr Nr=Ngr/ηgr 其中：Ngr为电动发电机的额定出力；ηgr为电动发电机的额定效率 丰宁抽水蓄能电站的额定出力为29万KW，可取ηgr=0.97～0.98，则Nr=29/0.97=29.90万KW 4.1.2水泵水轮机的最大引用流量Q 取水轮机工况效率ηT=0.9，根据公式 （4-1） 计算得 = 81.18m3/s 水泵水轮机的性能参数计算 鉴于丰宁抽水蓄能电站的运行水头介于350～450m,因此由下表和下图水泵水轮机选型应用范围，可以选用单级混流可逆式水泵水轮机表4-1各型水泵水轮机适用范围形式 适用水头范围（m）比转速范围（m.kw）混流式斜流式轴流式贯流式 20～600 25～200 15～40 ＜30 70～250 100～350 400～900图4-1 可逆式水泵水轮机水头应用范围 1-轴流式 2-斜流式 3-混流式 ① 已知水轮机工况额定水头Hr,利用经验公式，初步选取水轮机比转速nst。
对于Hr≥400m时考虑用K=2400；对于400m≥Hr≥200m时考虑用K=2200；对于Hr≤200m时考虑用K=2000或K=1800 表4-2 可逆式水泵水轮机水头与比转速统计关系曲线 根据可逆式水泵水轮机水头与比转速统计关系曲线图，在水轮机工况下，由Hr=417.145m>400m，考虑采用K=2400（K为表征水头与比转速的特点的系数）初步选取水轮机比转速 ==117.51r/min （4-2）② 已知水轮机额定功率P（KW）,初步计算单位流量Q11（m3/s）和转轮直径D（m） Q11=0.0039nst-0.15=0.0039*117.51-0.15=0.31m3/s （4-3） ==3.58m③ 初步计算单位转速n11 n 11=78.5+0.0918nst=78.5+0.0918*117.51=89.287r/min （4-4）同步转速 （4-5）原则上应该选取与之相接近偏大的同步转速，考虑到上述计算仅为试算过程，且计算值与偏大的同步转速相差很大，与同步转速500r/min,极为相近，因此选取同步转速n=500r/min。
④ 根据选择的同步转速重新计算上述参数：比转速 （4-6）单位流量Q11=0.0039nst-0.15=0.0039*145.03-0.15=0.42r/min （4-7）转轮直径m⑤ 用水轮机工况额定点比转速nst和最大水头Hmax计算机组的吸出高度Hs(m)由经验公式得 =-71.24m取Hs=-71.0m水泵水轮机主要尺寸和重量估算⑴转轮内缘直径:m（4-8）取D2=2.16m ⑵导叶高度： =(0.262～0.394)m （4-9） 取b0=0.36m ⑶转轮总高度： =0.001*(5.4～5.8)*3.09*(145.03)0.8 =(0.89～0.96)m （4-10） 取B=1.00m ⑷导叶轴线的圈围直径： D0≈1.2D1=1.2*3.09=3.71m （4-11） 导叶数Z0=20～24 取Z0=24⑸座环外径： （4-12） 式中系数：小值用于水头H=80m，大值用于水头H=600m。
计算得Da=5.10m，取Db=4.45m⑹转轮重量： （4-13） 式中系数λ可以由下图查得，它与D2/D1和水头H有关 计算得G=16.23t 表4-3 混流式水泵水轮机的各主要尺寸和确定转轮重量的关系曲线4.2蜗壳与尾水管 蜗壳尺寸∵水头范围389.5m ~ 427.0m＞40m∴采用金属蜗壳，最大包角为蜗壳应尽可能满足两种工况要求，但由于水泵水轮机的外部装有活动和固定导叶，水泵工况水流通过两道导叶得到相应的扩散，对蜗壳扩散作用要求减少，尺寸与常规水轮机蜗壳相近，因此，采用与常规水轮机蜗壳一致的算法对于高水头混流水轮机，采用圆形焊接或铸造结构蜗壳查图1-1得，= 10.0m/s 表4-4 蜗壳进口断面平均流速曲线又已知= 81.18m3/s ，ra= =2.55m，则计算结果如下表表4-2 蜗壳各断面尺寸表断面0-03451574412456981-13001467401754842-22551353390352563-32101228377850064-41651088363847265-5120928347844066-675734328440187-73046430143478 尾水管尺寸参阅《抽水蓄能发电技术》的相关介绍，抽水蓄能电站的尾水管尺寸与常规电站的尾水管没有大的差别，故参照1988年版提供的常规电站的尺寸作为本电站的尺寸，具体如下表：表4-32.931.241.681．240.652.51.685.71L6.332.683．632.681．345.43．6312.334.3 发电电动机的类型选择 电动发电机外形尺寸基于已经确定的水泵水轮机的同步转速500r/min和给出的单机容量P=29万KW，参照常规发电机的尺寸估算方法和相应公式，计算发电电动机的主要参数（部分参数参照已用机型SF40-12/425）。
1.极距Sf=Nf/cos=cos,参照已用机型SF40-12/425，取为0.9 =（8～10）（103.28～129.1）cm （4-14） 取=130cm校核发电机在飞逸状态下，转子的飞逸线速度Vf是否在转子材料的允许范围内 = V= （4-15）2.定子内径Di = （4-16） 取Di= 500cm3.定子铁芯长度lt lt = = （4-17） 表4-4系数 C冷却方式空冷水冷额定容（KVA） C10000以下2×10-6～4×10-610000～1000004×10-6～6.5×10-6110000～3500006×10-6～8×10-685000～35000010×10-6～13×10-6取lt为340cm4.定子铁芯外径Da(机座号) ne＞166.7rpm, Da= Di+=500+130=630㎝ （4-18）Da=630cm计算结果：，，，= 630cm 外形尺寸估算.1平面尺寸估算 ① 定子机座外径D1ne≥500rpm D1=1.30Da =1.3×630=819㎝ （4-19）②风罩内径D2 Sf ＞20000KVA D2=D1+2.4m=8.2+2.4=10.6m （4-20）③转子外径D3D3=Di-2δ=500cm （4-21）④下机架最大跨度D4Sf ＞100000KVA D4=D5+1.2=4.32+1.2=5.52m （4-22）⑤推力轴承外径D6查表可得。
计算结果： =820cm， = 630cm，=1060cm，= 500cm，= 550cm， = 430cm， = 520cm， = 480cm.2 轴向尺寸计算①定子机座高度h1ne ＞214r/min=340+2×130=340+260=600cm (4-23）②上机架高度h2采用悬式发电机 h2=0.25Di=0.25×500=125cm (4-24)③推力轴承高度h3励磁机高度h4副励磁机高度h5永磁机高度h6根据经验确定④下机架高度h7悬式非承载机架 h7=0.12Di=0.12×500=60㎝ (4-25)⑤定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间的距离h8悬式非承载机架 h8=0.15Di=0.15×500=75㎝ (4-26)⑥转子磁轭轴向高度h10有风扇时 h10=lt+(700～1000)mm=3400+800=420㎝ (4-27)⑦下机架支承面主主轴法兰底面距离h9h9=700~1500mm(9)发电机主轴高度h11h11=（0.7~0.9）H=(1022～1314)cm (4-28)H=h1+h2+ h3+h4++h5++h6 +h8++h9 =600+125+180+220+100+80+75+80=1460㎝(10)定子铁芯水平中心线至法兰盘底面距h12H12=0.46h1+ h8+ h9=0.46×600+420=696㎝ (4-29)计算结果： = 600cm， =125cm， =180cm =220cm =100cm = 80cm， = 60cm = 75cm， =800cm， =420cm， = 1100cm，=700cm 发电机重量估算 （4-30）式中，K1—系数，伞式K1=8~10，发电机转子重=Gf计算结果：= 381.57t4.4 调速设备选择 调速功计算A=（200～250）QD1 （4-31）A=（200～250）×79.31× (4-32)计算得A=（576170.6～720213.3）＞30000，属于大型调速器，则接力器、调速柜和油压装置应该分别进行计算和选择。
接力器选择 .1接力器直径的计算采用两个接力器来操作水轮机的导水机构，选用额定油压为2.5Mpa，每个接力器直径ds由下式计算： ds=λD1 (4-33) 因此，在《水电站》表4-4中选择与之接近的标准接力器直径ds=650㎜.2接力器最大行程 计算 图4—5 HL120模型综合特性曲线（使用此图估算）水泵水轮机导叶最大开度a0max = （4-34）(由，，查得=25.7mm)最大行程Smax = (1.4~1.8) a0max =1113~1431mm 取Smax =1.3m (4-35).3接力器容积计算 = =0.205 (4-36) .4 主配压阀直径计算 = (4-37) 最终计算得：d故选用与之相邻而偏大的DT-150型电气液压型调速器尺寸见表4-3表4-5型号制造厂商机械柜尺寸(l×b×h)mm基础板尺寸(L×B)mm电器柜尺寸(M×N×H)mmDT-150东方电机厂750×950×13751200 ×1500550×804×2360图4-6 油压装置VK=20VS =20×0.205=4.1m3 (4-38)计算得VK =故选用与之相邻而偏大的YS-8型油压装置。
选用分离式油压装置YS-8型号容积V0m3筒外径D1mm基础架外径D0Mm总高Hmm桶高hmmYS-881848217841503175表4-6 油压装置尺寸型号油箱长度mmm油箱宽度nmm油箱体高kmm油箱总高LmmYS-82560280014402658表4-7 回油箱尺寸4.5 进水阀的选择考虑到丰宁抽水蓄能电站输水系统较长，且采用集中供水的方式，每台机组上游侧需设置进水阀因丰宁抽水蓄能电站的设计水头较大Hr=417.145m>200m，所以选用球阀选用QF-200-500 的球阀，其油压装置定为YS-4，选用旁通阀的直径取φ0.4mm，空气阀的直径取φ=0.3m，为便于进水阀安装有拆卸，附设伸缩节4.6主厂房主要尺寸的拟定 高度方向尺寸的确定1. 可逆式机组安装高程 对于立轴机组，其安装高程为：=1040-71+0.36/2=969.18m 计算得=969.18m2.尾水管底板高程尾水管底板高程=尾水管底板高程为962.2m3.水轮机层地面高程水轮机层地面高程=水轮机安装高程+蜗壳进口断面半径+蜗壳上部混凝土厚 =969.18+3.15/2+1.0=971.76m4.发电机层地面高程发电机层地面高程=水轮机层地面高程+进人孔高度+进人孔顶部梁高+定子高度+上机架高度=971.76+2+1+6+1.25=982.01m装配场层与发电机层同高。
5.吊车轨顶高程吊车轨顶高程=发电机层地面高程+调运物与固定物之间垂直安全距离+起吊设备高度+吊具高度+吊车平衡梁至轨顶最小距离=982.01+1.0+11+0.4+=994.01m6.厂房顶高程厂房顶板高程=吊车轨顶高程+轨道面至起重机顶距离+厂房顶净高+混凝土厚度=1000.01m厂房总高为：37.81m宽度方向尺寸的确定1.下部块体：上游侧宽度Bs=R75°+砼厚度+球阀阀室宽度=4.02+0.8+6.0=10.02m下游侧宽度Bx=R225°+砼厚度=5.256+0.8=6.056m故取总宽度为16.076m2.发电电动机层宽度考虑发电电动机的尺寸，以及发电电动机的布置、交通和调运物件等，确定发电电动机层总宽为17.8m综上分析，主厂房总宽度由发电机层控制，结合吊车梁的标称跨度，取桥吊跨度为19m长度方向尺寸的确定.1.机组段长度机组段长度由蜗壳、尾水管、发电电动机等设备在垂直水流方向上的尺寸决定，同时还应考虑到机组附属设备及主要通道、吊物孔的布置及所需尺寸1.蜗壳层=5.698+0.8=6.498m=4.726+0.8=5.526mL==12.024m2.尾水管层=2.7+0.5=3.2m③发电机层=D2+两风罩外缘净距的一半+电机保护层厚度=7.5m取L=15.0m故机组段长度取三种情况的最大尺寸，即机组段长度为15m。
2 端机组段长度在确定端部机组段尺寸时，除上述因素还应考虑:1.当采用一台起重机吊装发电机转子或进水阀是，应保证机组中心线或进水阀 中心线在吊钩极限位置以内，并有0.2~0.3m的裕量；2.当采用两台起重机吊装发电机转子时，应保证机组中心线在起吊平衡梁的位置以内并有0.2~0.3m的裕量；边机组中心到-X方向的尺寸，按机组段长度的一半应为0.5L=7.5m，其在+X方向的尺寸由主阀的起吊条件控制，取为10m，则端机组段长度为17.5m 装配场尺寸的确定常规的地下式厂房的安装间多位于厂房的一端国外不少电站安装间位于厂房的中间，由于丰宁抽水蓄能电站的机组多，机组段长，位于中间便于检修，且利于厂房的稳定，所以本电站设计将安装间布置于厂房中间，两侧各布置三台机组 装配场的长度主要满足检修时安放水轮机转轮、发电机转子、上机架、水轮机顶盖四大件的要求，取装配场长度为12.8m5 专题：上游调压室涌浪高度计算5．1判断是否需要设置调压室5.1.1上游引水道设置调压室的判断准则 由下式判断： Tw ＞［Tw］ （5-1） s 经计算得Tw =4.06s＞ 2～4 s ,所以需要设引水调压室。
尾水道设置调压室的判断准则 以尾水管内不产生液柱分离为准则： （5-2）=1173.42m经计算得 LW = 1173.42 m ,实际尾水道的长度为500米左右，小于计算的临界长度，故不需要设下游尾水调压室5.2 调压室的位置选择 进行调压室位置选择时宜避开不利的地质条件以减轻电站运行后渗水对围岩及边坡稳定结合地址地形条件，上游调压室设置在据上库进/出水口1050m处具体布置可参见压力引水道布置图5.3 上游调压室的稳定断面面积计算 调压室的临界断面，应该按照水电站在正常运行中可能出现的最小水头计算，上游的最低水位一般为死水位 引水系统的糙率是无法精确预测的，只能根据一般的经验选择一个范围，根据不同的设计情况，选择偏于安全的数值计算调压室的临界断面时，引水道应该选用可能的最小糙率，压力管道应该选用可能的最大糙率水头损失计算 以最小水头Hmin=389.5m时作为设计工况 单机引用最大流量Q= = （5-3） 引水隧洞段： 长度L = 1050m 糙率 n=0.012 流速V = 4.82 m/s 压力钢管段：长度L = 1892.71m 糙率 n=0.013 流速V = 6.4 m/s 分岔管段： 长度L = 100 m 糙率 n= 0.013 流速V = 8.44 m/s .1 引水隧洞的水头损失hw0Ⅰ.引水隧洞进口段的水头损失计算① 进水口水头损失 h1 进口平均流速 =② 拦污栅水头损失h2 通过拦污栅的水流平均流速 = (5-4)k ——污物附着影响系数，机械清污时 k = 1.1～1.3 ； ——与栅条形状有关的系数， 取为 1.67； ——与栅柱形状有关的系数， 取为1.67； ——栅条厚度，取为 10 mm；b ——栅条净距，取为 100 mm；——栅柱间净距，取为2440mm；——栅柱的厚度，取为600mm；——拦污栅与水平面相交的倾角，取为90°；V ——通过拦污栅的水流平均流速，1.07 m/s。
计算得 h2 = 0.024 m ③ 进口段沿程水头损失 h3 (5-5)④ 闸门段水头损失 h4 (5-6)⑤ 渐变段局部水头损失 h5 图5-1渐变段示意图——水头损失系数，==0.058； (5-7) 包括闸门井前后渐变段，进水口共有三处渐变段=3=0.0275m 进水口的总水头损失= = 0.8475mⅡ.闸门井后引水隧洞中的水头损失 hf 沿程水头损失 (5-8)综上所述，引水隧洞的总水头损失为 =1.9346m.2 压力管道的水头损失 Ⅰ.局部水头损失① 渐变段的水头损失 锥形管公式 ——水头损失系数，==0.058；② 圆角转管水头损失 图5-2 圆角转管示意图R = 5d = 36m =0.107 0.223 m③ 分岔管处第一次分岔水头损失 图5-3岔管示意图 ④ 分岔管处第二次分岔水头损失 =0.5 ⑤ 分岔管第一次转弯产生的水头损失 (选择分叉管中最长的一根计算其水头损失) 参见上图求得 ⑥ 分岔管第二次转弯产生的水头损失 同理参见上图求得= ⑦ 分岔管末端渐缩段局部水头损失 采用锥形管公式 近似计算——水头损失系数，==0.0796； 球阀处的局部水头损失可忽略不计。
综上所述，压力钢管局部水头损失为： =5.899mⅡ.压力钢管沿程水头损失① 压力钢管段沿程水头损失② 分岔管段沿程水头损失 =4.126m 压力钢管沿程水头损失=10.11m 压力钢管的总水头损失= 16.009m上游调压室的托马断面面积计算上游调压室的稳定断面面积按照托马（Thoma）准则计算并乘以系数k决定：A= = (5-9)=取d = 12.0m, 则取A=113.1m2 5.4上游调压室涌浪计算 调压室涌波水位计算工况选择及其对应水头损失计算 .1引水隧洞的水头损失hw0计算 Ⅰ.上库为正常蓄水位工况，共用同一调压室的全部机组满载运行瞬时丢弃全部负荷，流量采用最大引用流量Q=243.54 引水隧洞段： 长度L = 1050m 糙率 n=0.012 流速V = 4.5m/s⑴. 引水隧洞进口段的水头损失计算①进水口水头损失 h1 ——进水口平均流速，=1.61m/s;——进水口水头损失系数，=0.4② 拦污栅水头损失h2 =k ——污物附着影响系数，机械清污时 k = 1.1～1.3 ； ——与栅条形状有关的系数， 取为 1.67； ——与栅柱形状有关的系数， 取为1.67； ——栅条厚度，取为 10 mm；b ——栅条净距，取为 100 mm；——栅柱间净距，取为2440mm；——栅柱的厚度，取为600mm；——拦污栅与水平面相交的倾角，取为90°；V ——通过拦污栅的水流平均流速，1.0m/s。
计算得 h2 = 0.021m ③ 进口段沿程水头损失 h3 V 1 ——引水道中流速；C ——谢才系数， ；④ 闸门段水头损失 h4 ——阻力系数（包括闸门槽及闸门井），对于平板闸门，闸门竖井尺寸较小，系数采用0.2，闸门竖井尺寸较大，系数采用0.4，该处选用0.3 V1 ——闸门断面水流速度；⑤ 渐变段局部水头损失 h5 ——水头损失系数，==0.058； 包括闸门井前后渐变段，进水口共有三处渐变段=3=0.024 m 进水口的总水头损失= = 0.576m⑵.闸门井后引水隧洞中的水头损失 hf 沿程水头损失 综上所述，引水隧洞的总水头损失为 =1.526mⅡ.上库为校核洪水位工况，共用同一调压室的全部机组满载运行瞬时丢弃全部负荷由于缺乏水位流量关系曲线，所以假设上库水位为校核洪水位时下库也是校核洪水位，并取此时的水头对应的机组最大引用流量为计算水头损失时的流量，计算该流量为Q=231.09 引水隧洞段： 长度L = 1050m 糙率 n=0.012 流速V = 4.27m/s⑴ 引水隧洞进口段的水头损失计算①进水口水头损失 h1 ——进水口平均流速，=1.53m/s;——进水口水头损失系数，=0.4。
② 拦污栅水头损失h2 k ——污物附着影响系数，机械清污时 k = 1.1～1.3 ； ——与栅条形状有关的系数， 取为 1.67； ——与栅柱形状有关的系数， 取为1.67； ——栅条厚度，取为 10 mm；b ——栅条净距，取为 100 mm；——栅柱间净距，取为2440mm；——栅柱的厚度，取为600mm；——拦污栅与水平面相交的倾角，取为90°；V ——通过拦污栅的水流平均流速，0.948m/s③进口段沿程水头损失 h3 V 1 ——引水道中流速；C ——谢才系数，， ；④ 闸门段水头损失 h4 ——阻力系数（包括闸门槽及闸门井），对于平板闸门，闸门竖井尺寸较小，系数采用0.2，闸门竖井尺寸较大，系数采用0.4，该处选用0.3 V1 ——闸门断面水流速度；⑤渐变段局部水头损失 h5 ——水头损失系数，==0.058； 包括闸门井前后渐变段，进水口共有三处渐变段=3=0.0198m 进水口的总水头损失= = 0.519m⑵.闸门井后引水隧洞中的水头损失 hf 沿程水头损失 综上所述，引水隧洞的总水头损失为 =1.372mⅢ. 上库为死水位工况，共用同一调压室的机组由两台增加为三台。
选用两台机组正常运行时的流量来计算该工况下的水头损失，流量Q=162.36 引水隧洞段： 长度L = 1050m 糙率 n=0.016 流速V = 3.0m/s（1）.引水隧洞进口段的水头损失计算①进水口水头损失 h1 ——进水口平均流速，=1.076m/s;——进水口水头损失系数，=0.4②拦污栅水头损失h2 k ——污物附着影响系数，机械清污时 k = 1.1～1.3 ； ——与栅条形状有关的系数， 取为 1.67； ——与栅柱形状有关的系数， 取为1.67； ——栅条厚度，取为 10 mm；b ——栅条净距，取为 100 mm；——栅柱间净距，取为2440mm；——栅柱的厚度，取为600mm；——拦污栅与水平面相交的倾角，取为90°；V ——通过拦污栅的水流平均流速，0.666m/s③ 进口段沿程水头损失 h3 V 1 ——引水道中流速；C ——谢才系数，， ，；④ 闸门段水头损失 h4 ——阻力系数（包括闸门槽及闸门井），对于平板闸门，闸门竖井尺寸较小，系数采用0.2，闸门竖井尺寸较大，系数采用0.4，该处选用0.3。
V1 ——闸门断面水流速度；⑤ 渐变段局部水头损失 h5 ——水头损失系数，==0.0。