课程设计任务书及指导书水利水电工程专业专科适用教师：简新平河北工程大学水电学院年月日Ⅰ《水电站》课程设计任务书1 课程设计的目的课程设计的目的，是培养学生运用本课程及相关课程基本理论和技术解决实际问题，进一步提高运算、绘图和使用技术资料的能力，通过具体工程实例设计提高设计观念和分析解决工程问题的能力。

2 课程设计成果及要求2.1 课程设计成果（1）设计说明书一份，内容包括：A、封面；B、课程设计任务书；C、中文摘要；D、英文摘要；E、目录；F、正文；G、谢辞；H、参考文献；I、附录（附录为可选内容）。

（2）设计图纸一张，内容为：设计过程中的辅助图、蜗壳、尾水管单线图。

采用大米格纸或1号AutoCAD打印图纸，文字书写必须采用符合制图规范的长仿宋体。

2.2设计成果要求※请大家务必按以下要求完成设计成果，否则，审查时不予通过。

2.2.1说明书内容要求（1）摘要。

中文摘要在300字左右，外文摘要以250个左右实词为宜，关键词一般以3～5个为妥。

（2）目录。

按三级标题编写（即：1……、1.1……、1.1.1……），附录也应依次列入目录。

（3）量和单位。

量和单位必须采用中华人民共和国的国家标准GB3100～GB3102-93，它是以国际单位制（SI）为基础的。

非物理量的单位，可用汉字与符号构成组合形式的单位。

（4）正文标题层次。

全部标题层次应有条不紊，整齐清晰。

相同的层次应采用统一的表示体例，正文中各级标题下的内容应同各自的标题对应，不应有与标题无关的内容。

章节编号方法应采用分级阿拉伯数字编号方法，两级之间用下角圆点隔开，每一级的末尾不加标点。

分级阿拉伯数字的编号一般不超过四级。

各层标题均单独占行书写。

第一级标题居中书写；第二级标题序数顶格书写，后空一格接写标题，末尾不加标点；第三级和第四级标题均空两格书写序数，后空一格书写标题。

第四级以下单独占行的标题顺序采用A.B.C.…和a.b.c.两层，标题均空两格书写序数，后空一格写标题。

正文中对总项包括的分项采用⑴、⑵、⑶…单独序号，对分项中的小项采用①、②、③…的序号或数字加半括号，括号后不再加其他标点。

（5）公式。

公式号以章分组编号，如（2•4）表示第2章的第4个公式。

公式应尽量采用公式编辑程序录入，选择默认格式，公式号右对齐，公式和编号之间不加虚线，公式调整至基本居中。

（6）表格。

每个表格应有表序和表题，表序以章分组编号。

表序和表题应写在表格上放正中，表序后空一格书写表题。

表格允许下页接写，表题可省略，表头应重复写，并在右上方写"续表××"。

（7）插图。

插图必须精心制作，线条粗细要合适，图面要整洁美观。

每幅插图应有图序和图题，图序以章分组编号，如（图2•4）表示第2章的第4个图，图序和图题应放在图位下方居中处。

图应在描图纸或在白纸上用墨线绘成，也可以用计算机绘图。

（8）参考文献。

一律放在文后，参考文献的书写格式要按国家标准GB7714－87规定。

参考文献按文中出现的先后统一用阿拉伯数字进行自然编号，序码宜用方括号括起。

书写格式为：[序号]主要责任者．论文题目[J]．刊名，年，卷（期）：起止页码．[序号]主要责任者．书名[M]．出版地：出版者，出版年，起止页码．[序号]标准编号，标准名称[S]．例如：[1]曾维川，王金敏．AutoCAD2000绘图基础[M]．天津：天津大学出版社，2001．2.2.2 排版打印格式说明书可以打印或手写，并装订整齐。

手写说明书时，必须整洁，字体大小适中，符合格式要求，并采用河北工程大学课程设计专用纸。

打印说明书时，应满足以下要求：（1）页面设置：A4纸，单面打印。

上3cm，下2.5cm，左2.5cm，右2cm，装订线0.5cm，选择“不对称页边距”，页眉1.8cm，页脚1.5cm。

（2）页眉设置：居中以小五号宋体字键入“河北工程大学课程设计”。

（3）页脚设置：插入页码，居中。

（4）正文文字：内容字型一律采用宋体，标题加黑，章节题目用小三号字，内容采用小四号字汉字宋体和四号Times New Roman英文。

（5）正文段落格式：行距固定值，20磅，段前、段后均为0行。

标题可适当加宽，设置为段前、段后均为0.5行。

设计图纸必须整洁，符合水利工程制图规范。

可采用大号米格纸或1号AutoCAD 打印图纸，文字书写必须采用符合制图规范的长仿宋体。

未尽事宜，按指导教师要求完成。

3 设计题目及基本资料3.1 设计题目大江水电站水轮机选型设计3.2 基本资料大江水电站，最大净水头H max=35.87m，最小净水头H min=24.72m，设计水头H p=28.5m，电站总装机容量N装=68000kW，尾水处海拔高程▽=24.0m，要求吸出高Hs>-4m.3.3 设计内容水轮机是水电站中最主要的动力设备之一，它关系到水电站助工程投资、安全运行、动能指标及经济效益等重大问题，正确地进行水轮机选择是水电站设计中的主要任务之一。

本次设计的内容有：(1)确定机组台数与单机容量。

(2)确定水轮机的型号与装置方式(3) 确定水轮机的转轮直径与转速。

(4)确定水轮机的吸出高度与安装高程。

(5)绘制水轮机运转特性曲线。

(6)确定蜗壳、尾水管的型式与尺寸(7)选择调速器与油压装置。

Ⅱ《水电站》课程设计指导书1 机组台数建议选择4台机组，立轴布置。

详细参考《水电站》教材中相关内容。

2 水轮机型号根据该电站水头变化范围，可选用混流式和铀流式两种机型，转轮型号为HL 240和ZZ 440两种方案。

因此，两种方案的水轮机参数和运行范围图都必须计算和绘制出来，并进行方案的分析、比较。

方案分析比较的主要内容：1)水轮机技术性能比较①所选水轮机模型转轮推荐的使用水头范围要满足水电站的水头变化范围。

②对所选方案的转轮直径和额定转速进行比较。

③比较各方案效率的高低。

它包括两方面的内容：一是最高效率和平均效率的大小；二是水轮机的运行范围。

这对充分利用水力资源是十分重要的。

同时也为水轮机经济运行创造条件。

④比较各方案的汽蚀性能和水轮机吸出高度。

在选型时要选择汽蚀系数小、吸出高度大的方案，有利于减少土建的开挖工程量。

⑤比较设计水头时水轮机出力的大小、应能保证满足水电站负荷的需要。

2)考虑水轮机设备的制造、运输和安装条件①应尽可能利用国内已生产的通用机组和套用机组；②应尽量选用结构比较简便的机型、便于生产制造和安装。

3)水轮机的运行与维护条件比较①机组台数越少，运行维护工作量越小。

②同一电站机组型号和尺寸应相同。

③机组的自动化程度越高越便于运行和管理。

4)经济指标分析在合理开发水力资源的前提下，考虑综合利用的效益，尽可能节省水电站的投资和钢材。

5)水电站能量指标分析水电站能量指标是选择水轮机的主要因索之一，它主要包括水电站的装机容量、多年平均电能、年利用小时数等指标。

小水电站的单位千瓦投资比较便宜，一般在2000—3000元之间。

年利用小时数一般在2000—6500h之间。

小型水电站年利用小时数更低些，可低到1500h左右。

综上所述，水轮机的选型工作是十分重要的，必须从技术、经济和能源政策等多方面进行综合比较，分析各方案的优缺点后才能确定最佳方案。

3 蜗壳、尾水管的型式与尺寸对方案比较后确定采用的水轮机，应确定蜗壳、尾水管的型式与尺寸，并绘出单线图，包括平面图、立面图（或断面图）等。

4 其它说明书中采用相关理论和选择相关参数时，都必需有详细的论证。

可以采用手工计算和绘图，也可以采用电子表格计算，AutoCAD绘图，但计算过程和计算结果都必须在说明书中详细叙述，说明书中应有必要的插图。

建议参考资料：《水轮机》，河北水利专科学校，顾锡元主编《水电站》专科教材5 设计用图附注：红岩河床式水电站基本资料1.1 流域概况与气候条件1、流域概况红岩水电站位于第二松花江的上游，在丰满水库干流回水的末端，坝址以上的流域面积为20300平方公里，其上游38公里处的水库末端为白山水电站。

红岩电站系松花江上游白山电站与丰满电站之间的一个梯级电站。

红岩以上流域位于长白山脉的西北坡，发源于长白山的天池，分头道江、二道江，并在下两江口汇合成为第二松花江干流，流向西北。

本流域南临鸭绿江上游，东北为图门江与牡丹江，其西南为浑江流域。

白山到红岩区间的流域面积为1300平方公里，较大支流均在右侧：有苇沙河，控制流域面积534平方公里；色洛河，控制流域面积456平方公里。

此二大支流占全区间面积的76%，且流经山谷之中，河道的平均比降6‰左右。

流域内为山林区，植被尚好。

由于两支流长度相近，暴雨后的洪水集流较快，区间流量较大。

红岩流域概况见图1。

2、气候条件红岩以上流域处于高寒地区，冬季较长，积雪较深，夏秋季多雨。

红岩站的年降雨量变化在600～1000毫米，多年平均雨量为854毫米。

夏秋季（6～9月份）雨量约占全年雨量的（60～70）%，年蒸发量据白山占观测资料统计，变化在850～1174毫米。

从红岩站现有气象观测资料中统计，多年平均气温为3℃，最低气温-36.5℃，最高气温38℃，最大风速为25.3m/s（西北方向），由于观测年限不长，这些气象数据仅供设计时参考。

表1-1 红岩站气温统计表红岩河段冰期较长，一般在十月中旬即可见冰，十一月上旬开始流凌，十一月下旬开始封冻，直到次年四月上旬才进入无冰期，整个冰期可达5～6个月。

1.2 水文站与径流资料红岩水文站位于坝址下游二公里处，1936年建站，1945年～1950年缺测，解放后继续观测至今。

白山水文站位于红岩坝址上游约38公里处，1957年建站，连续观测至今。

白山至红岩区间各支流均未设站进行观测。

在苇沙河上的夹皮沟仅有一处雨量站，约有20年的观测资料。

因此区间的洪水参数主要石根据邻近地区河流的水文观测资料综合分析出来的。

由于白山水库（有效兴利库容28亿m3）已经蓄水发电，红岩坝址的天然来水将被调节，因此红岩电站的年月径流主要石根据白山水库调节后的径流和白山坝址至红岩坝址区间的径流综合而成。

白山站的年月径流资料经插补延长可得1933年以来约40余年的径流系列，其多年平均径流量为239m3/s；红岩站的年月径流资料经插补延长也可得到40余年，其多年平均径流量为258m3/s。

白山至红岩间未进行过专门水文水文观测，仅有干流两站1957年以来同步对应的观测资料，区间的径流由两站相减而得。

经红岩站长短径流系列比较，采用1956年～1971年的代表段系列，其多年平均流量为258m3/s。

在这个代表段中既由明显得丰水段（1960-1964年），平均流量为297m3/s，也由枯水期（1967-1970年），平均流量为194m3/s。

这个系列基本上可反应出径流的年际与年内的各种分布情况，详见表2和表5。