第11章 引水式地面廠房布置設(shè)計(jì)4

1、第八節(jié) 主廠房的輪廓尺寸,水電站主廠房空間尺寸的設(shè)計(jì)原則是在滿足設(shè)備布置和安裝、維護(hù)、運(yùn)行、管理的前提下，盡量減小廠房尺寸，降低造價(jià)。,一、主廠房平面設(shè)計(jì) (一) 主廠房的長(zhǎng)度 L= nL0 + L安 + △L 1．機(jī)組段長(zhǎng)度L0 機(jī)組段長(zhǎng)度是指相鄰兩臺(tái)機(jī)組中心線之間的距離——機(jī)組間距。 機(jī)組段間距一般由下部塊體結(jié)構(gòu)中水輪機(jī)蝸殼的尺寸控制，在高水頭情況下常由發(fā)電機(jī)定子外徑控制。 L1= L+ x +

2、 L-x,(1) 蝸殼層,(2) 尾水管層,(3) 發(fā)電機(jī)層,機(jī)組段長(zhǎng)度應(yīng)綜合考慮蝸殼、尾水管和發(fā)電機(jī)層的影響,2．邊機(jī)組段附加長(zhǎng)度△L =B / 2+0.5m(剎車)+0.3m(裕量) 由于外側(cè)有主廠房的端墻，為了使機(jī)組設(shè)備和輔助設(shè)備處于橋吊工作范圍內(nèi)，遠(yuǎn)離安裝間一端的機(jī)組段需要加長(zhǎng)△L。,3．安裝間長(zhǎng)度 安裝間的寬度一般與主廠房相同，安裝間的長(zhǎng)度一般取L安＝(1.0～l.5) L0,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)上機(jī)架、水輪機(jī)

3、轉(zhuǎn)輪、水輪機(jī)頂蓋四大部件要布置在主鉤的工作范圍內(nèi)，其中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)全部置于主鉤起吊范圍內(nèi)。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪周圍要留有1～2m的工作場(chǎng)地。,(二) 主廠房的寬度,應(yīng)分別考慮: 發(fā)電機(jī)層、吊車、水輪機(jī)層和蝸 殼層的布置要求。,,(1) 發(fā)電機(jī)層,廠房總寬度為　　 B=Bs + Bx 　 Bs =φ3 / 2+δ3＋A上 Bx =φ3 / 2+δ3＋A下 或 蝸殼尺寸＋外包砼厚度Bs —上游

4、側(cè)寬Bx —下游側(cè)寬δ3 —發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚，0.3～0.4mφ3 —發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑A—風(fēng)罩外壁至上游墻內(nèi)側(cè)（或柱邊)的凈距A上=上游側(cè)電氣設(shè)備尺寸＋通道尺寸（主通道 2.0m)A下 =下游側(cè)電氣設(shè)備尺寸＋(通道尺寸)(次通道 1.0m),(1) 發(fā)電機(jī)層發(fā)電機(jī)層交通應(yīng)暢通無(wú)阻。主要通道寬2～3m，次要通道寬1～2m。在機(jī)旁盤前還應(yīng)留有1m寬的工作場(chǎng)地，盤后應(yīng)有0.8～1m寬的檢修場(chǎng)地，以便于運(yùn)行人員操作。,(2) 吊車標(biāo)

5、準(zhǔn)寬度Lk：當(dāng)寬度基本確定后，最后要根據(jù)尺寸相近的吊車標(biāo)準(zhǔn)寬度Lk驗(yàn)證，廠房寬度必須滿足吊車安裝的要求。,(3) 水輪機(jī)層 一般上下游側(cè)分別布置水輪機(jī)輔助設(shè)備(即油水氣管路等)和發(fā)電機(jī)輔助設(shè)備(電流電壓互感器、電纜等)。以這些設(shè)備布置后，不影響水輪機(jī)層交通來(lái)確定水輪機(jī)層的寬度。(4) 蝸殼層 一般由設(shè)置的檢查廊道、進(jìn)人孔等確定寬度。蝸殼和尾水管進(jìn)人孔的交通要通暢，集水井水泵房設(shè)置應(yīng)有足夠的位置，以此確定蝸殼層平面寬度。,在低

6、水頭水電站中常由下部塊體結(jié)構(gòu)確定廠房寬度在高水頭電站中，常由發(fā)電機(jī)層布置要求確定廠房的寬度,二、主廠房的剖面設(shè)計(jì),水輪機(jī)安裝高程是水電站廠房的控制高程。,1．水輪機(jī)安裝高程,對(duì)混流式水輪機(jī) X=b0/2 　　　 對(duì)軸流式水輪機(jī) X=0.41D1 水輪機(jī)的安裝高程確定以后，就可以依據(jù)結(jié)構(gòu)和設(shè)備的布置要求確定各層高程了。,,,2．主廠房基礎(chǔ)開挖高程▽F =▽T - ( h3+h

7、2+ h1) (h2+h3)——尾水管的高度； h1——尾水管底板混凝土厚度 (根據(jù)地基性質(zhì)和尾水管結(jié)構(gòu)形式而定，一般取1~2m) 3．水輪機(jī)層地面高程▽S =▽T + h4 h4=蝸殼進(jìn)口半徑+蝸殼頂部混凝土層厚度。金屬蝸殼頂部混凝土一般不低于1.0m，混凝土蝸殼頂板厚根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算決定。 4．發(fā)電機(jī)裝置高程▽G =▽S +h5＋h6 h5——發(fā)

8、電機(jī)機(jī)墩進(jìn)人孔高度 (一般取1.8m~2.0m)；還須滿足水輪機(jī)層附屬設(shè)備油氣水管道和發(fā)電機(jī)出線布置要求的高度。 h6——進(jìn)人孔頂部混凝土厚度(一般為1.0m左右)，,5． 發(fā)電機(jī)層樓板高程▽2 除應(yīng)滿足發(fā)電機(jī)層布置要求外，還應(yīng)滿足下列條件：保證水輪機(jī)層的凈高不少于3.5～4.0m，否則發(fā)電機(jī)出線和油氣水管道布置困難。保證下游設(shè)計(jì)洪水不淹廠房。一般情況下，發(fā)電機(jī)層樓板面和裝配場(chǎng)樓板面高程齊平。當(dāng)河流洪水期與枯

9、水期水位相差懸殊，若將發(fā)電機(jī)層樓板面設(shè)在下游設(shè)計(jì)洪水位以上是不經(jīng)濟(jì)的。將發(fā)電機(jī)層樓板面高程布置在下游設(shè)計(jì)洪水位以下。在廠房大門和對(duì)外的交通口，設(shè)置止水閘門、沿進(jìn)廠的交通道路設(shè)防水墻、或采用垂直進(jìn)廠方式。,6．起重機(jī)(吊車)的安裝高程▽C,h7——上機(jī)架高度；若不在機(jī)組上方吊運(yùn)，可取0h8——吊運(yùn)部件與固定的機(jī)組或設(shè)備間的垂直凈距；水平凈距0.3m，垂直凈距0.6～1.0m(如采用剛性?shī)A具，為0.25～0.5m)h9——最大吊運(yùn)部件

10、的高度(往往是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶輪或水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪帶軸)；h10——吊運(yùn)部件與吊鉤間的距離(一般在1.0～1.5m左右)，取決于發(fā)電機(jī)起吊方式和掛索、卡具；h11——主鉤最高位置(上極限位置)至軌頂面距離，可從起重機(jī)要參數(shù)表查出。,,,7．屋頂高程屋頂高程▽R,應(yīng)根據(jù)屋頂結(jié)構(gòu)尺寸和形式確定，并應(yīng)滿足起重機(jī)部件安裝與檢修、廠房吊頂和照明設(shè)施布置等要求。 ▽R=▽C+ h12+ h13

11、 h12——小車高度；h13——為檢修吊車需要在小車上方留有距離，一般取0.5m。,,,作 業(yè),某水電站廠房裝設(shè)四臺(tái)單機(jī)容量為3200kw的水輪發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)型號(hào) HL240-LJ-140，允許吸出高Hs≤0.9m, 發(fā)電機(jī)型號(hào)TS325/36-20，調(diào)速器型號(hào)DT-1800，橋式吊車起重量30/5 t。電站為壩后引水式，最低尾水位174.1m，設(shè)計(jì)尾水位179.60m，安裝間設(shè)在主機(jī)間的右側(cè)。 要求決定以下尺寸：,

12、作 業(yè),、主廠房的主要高程確定1．安裝高程（Hs’≤０.9ｍ） 2．尾水管底板高程3．主廠房基礎(chǔ)開挖高程4．水輪機(jī)層高程5．發(fā)電機(jī)層高程6．橋機(jī)軌頂高程：主鉤吊轉(zhuǎn)子、副鉤吊主變鐘罩 7．屋頂高程 （大梁高h(yuǎn)＝l*l0 /10)8．蝴蝶閥層高程 廠房總高度 二、機(jī)組段長(zhǎng)度，安裝間長(zhǎng)度及主廠房總長(zhǎng)三、決定主廠房上、下游側(cè)寬度和總寬度,橋吊跨度,第十節(jié) 廠區(qū)布置,廠區(qū)布置是指水電站的主廠房、副廠房、主變壓器場(chǎng)、高

13、壓開關(guān)站、引水道 、尾水道及廠區(qū)交通的相互位置的安排。 廠區(qū)布置要綜合考慮 地形地質(zhì)、水流、施工條件、對(duì)外交通、運(yùn)行管理、環(huán)境保護(hù) 等因素，注意廠區(qū)的協(xié)調(diào)配合。,廠區(qū)布置可能方案,一、主廠房 主廠房是廠區(qū)的核心，對(duì)廠區(qū)布置起決定性作用。其位置要綜合考慮 地形地質(zhì)、水流、施工條件、對(duì)外交通、運(yùn)行管理等因素,主廠房 布置要點(diǎn) (1) 盡量減小壓力水管的長(zhǎng)度。對(duì)于壩后式水電站，主廠房應(yīng)盡量靠近攔河壩；引水式水電站主廠房

14、應(yīng)盡量靠近前池和調(diào)壓室。 (2) 尾水渠盡量遠(yuǎn)離溢洪道或泄洪洞出口，防止水位波動(dòng)對(duì)機(jī)組運(yùn)行不利。尾水渠與下游河道銜接要平順。 (3) 主廠房的地基條件要好，對(duì)外交通和出線方便，并不受施工導(dǎo)流干擾。,二、引水道、尾水道及對(duì)外交通線路的布置,引水道一般為正向引水，盡可能保證進(jìn)、出水水流平順。當(dāng)水管直徑很小時(shí)且根數(shù)較少時(shí)，也可側(cè)向引水；尾水渠一般為明渠，正向?qū)⑽菜畬?dǎo)入下游河道，少數(shù)情況也可側(cè)向?qū)胂掠魏拥馈Ｎ菜?/p>

15、為倒坡，取1:4～1:5尾水渠常設(shè)襯砌保護(hù)對(duì)于河床式廠房，廠壩之間常設(shè)導(dǎo)墻（可把縱向圍堰作為導(dǎo)墻）,對(duì)外交通一般為公路，也有的采用鐵路或水路的。引水式廠房一般沿河岸布置，進(jìn)廠公路可沿等高線從廠房一端進(jìn)入廠房。壩式電站進(jìn)廠公路一般從下游側(cè)進(jìn)入。公路、鐵路要直接通入主廠房的安裝間，并有回車場(chǎng)地。公路的坡度不宜大于8%，轉(zhuǎn)彎半徑不宜大于20m。進(jìn)廠交通線路一般要求高于下游最高洪水位。,三、副廠房,為了保證機(jī)組正常運(yùn)行，在主廠房近旁布置

16、的各種輔助機(jī)電設(shè)備、控制、試驗(yàn)、管理和運(yùn)行人員工作和生活的房間，稱為副廠房。(一) 副廠房的組成 副廠房的組成、面積和內(nèi)部布置取決于電站裝機(jī)容量、機(jī)組臺(tái)數(shù)、電站在電力系統(tǒng)中的作用等因素。 大型水電站的副廠房，按性質(zhì)可分為三類： 1、直接生產(chǎn)副廠房 中央控制室，繼電保護(hù)盤室，電纜室，蓄電池室，酸室和套間，蓄電池的通風(fēng)機(jī)室，充電機(jī)室，計(jì)算機(jī)室，載波通訊室，油、水、氣系統(tǒng)，廠內(nèi)變壓器室，巡回檢測(cè)裝置室等。,

17、2、 檢修試驗(yàn)副廠房 繼電保護(hù)試驗(yàn)室，精密儀器試驗(yàn)室，測(cè)量表計(jì)試驗(yàn)室，高壓試驗(yàn)室，電工修理間，機(jī)械修理間，電氣工具間，油化驗(yàn)室，水化實(shí)驗(yàn)室等。 3、 輔助用房 交接班室，運(yùn)行分場(chǎng)，檢修分場(chǎng)，水工分場(chǎng)，總工程師室，廠長(zhǎng)室，生產(chǎn)技術(shù)科，會(huì)議室，資料室，廁所、盥洗室。,（1）中控室 ① 盡量靠近主廠房 ② 避免振動(dòng) ③ 通風(fēng)、采光、隔音良好位置：①上游副廠房中間(n>4) ②主廠

18、房一端 (n<2) ③安裝間下游（河床式廠房）高度：4～5m（2）電纜夾層 面積同中控室，布置在中控室下層。 高度2～3m。,副廠房布置要點(diǎn),（3）通訊室 布置在中控室旁，高度3.5m 要求防塵防震、隔音，遠(yuǎn)離蓄電池室或強(qiáng)電設(shè)備。（4）直流系統(tǒng)用房 組成： ① 蓄電池室 ② 儲(chǔ)酸室 ③ 前室 ④ 通風(fēng)室 布置： ① 與地面同高，不允許布置在中

19、控室和通訊室上方 ② 防爆 ③ 室內(nèi)防腐裝修,（5）開關(guān)室（高壓開關(guān)柜室） 布置在發(fā)電機(jī)與主變之間位置：①下游副廠房(河床式) ②上游副廠房(引水、壩后式) ③端部副廠房（引水式）高程：與發(fā)電機(jī)同層（6）廠變、廠用盤室 廠變：安裝間下層或水輪機(jī)層副廠房，近開關(guān)室，不宜布置在發(fā)電機(jī)層或離中控室太近。每臺(tái)廠變布置在防火、防爆的單間。 廠用盤室：布置在發(fā)電機(jī)層副廠房,

20、（7）電氣試驗(yàn)室 布置在中控室附近，方便運(yùn)輸。（8）辦公室和生活用房 會(huì)議室、休息室布置在較安靜的地方。洗手間布置靠近裝配場(chǎng)。,(二) 副廠房的位置,(1)上游副廠房。電纜短、監(jiān)視機(jī)組方便、主廠房下游側(cè)采光通風(fēng)好；電氣設(shè)備線路與進(jìn)水系統(tǒng)相互交叉干擾。適用于引水式、壩后式廠房。(2)下游副廠房。集中在下游的電氣設(shè)備與進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)備不交叉干擾；影響主廠房的通風(fēng)、采光，需加長(zhǎng)尾水管。中央控制室及繼電保護(hù)設(shè)備易受尾水管振動(dòng)的

21、影響。適用于河床式廠房。(3)端部副廠房。受干擾小，通風(fēng)、采光、隔音好；當(dāng)機(jī)組臺(tái)數(shù)多時(shí)，這種布置會(huì)增加母線及電纜的長(zhǎng)度。適用于引水式、壩后式及地下式廠房,(三) 副廠房的面積,四、主變壓器場(chǎng),(一)主變壓器場(chǎng)的布置原則,主變壓器的位置應(yīng)結(jié)合安裝、檢修運(yùn)輸、消防通道、進(jìn)線出線、防火防爆要求確定。 (1) 盡量靠近廠房，以縮短昂貴的發(fā)電機(jī)電壓母線長(zhǎng)度，減小電能損失和故障機(jī)會(huì)，并滿足防火、防爆、防雷、防水霧和通風(fēng)冷卻的要求，安全可靠；

22、(2) 盡量與安裝間在同一高程上，便于主變壓器的運(yùn)輸、安裝和利用軌道推進(jìn)廠房的安裝間進(jìn)行檢修； (3) 變壓器的運(yùn)輸和高壓側(cè)出線要方便，且變壓器之間要留必要空間。 (4) 高程應(yīng)高于下游最高洪水位，且四周設(shè)置排水溝。,(二)主變壓器場(chǎng)可能布置的位置,(1)河床式廠房，由于尾水管較長(zhǎng)，可將升壓變壓器布置在尾水平臺(tái)上，這時(shí)尾水平臺(tái)的寬度，應(yīng)使升壓變壓器在檢修移出時(shí)符合最小安全凈距的要求 (2)壩后式廠房，可以利用廠壩之間的空間布置升

23、壓變壓器。 (3)引水式地面廠房，變壓器場(chǎng)可能的位置是廠房的一端進(jìn)廠公路旁、尾水渠旁、廠房上游側(cè)或尾水平臺(tái)上。 (4) 由于地形和場(chǎng)地的限制，一些水電站有將主變壓器布置在廠房頂上（洪枯水位差別大）,四、高壓開關(guān)站,高壓開關(guān)站布置各種高壓配電裝置和保護(hù)設(shè)備。如電纜、母線、各種互感器、各種開關(guān)繼電保護(hù)裝置、防雷保護(hù)、輸電線路以及桿塔構(gòu)架。高壓開關(guān)站分為露天布置和室內(nèi)布置。應(yīng)盡量靠近主變壓器場(chǎng)和中央控制室，且在同一高程上。多數(shù)布置在岸

24、邊，也有布置在山坡或主廠房頂上的。當(dāng)?shù)匦屋^陡時(shí)，可布置成階梯式和高架式，以減少挖方。高程在下游最高洪水位以上出線方便，對(duì)外交通方便,,,百色澄碧河水庫(kù)下游 ● 廠區(qū),高壓開關(guān)站,廠房,壓力管道,,,,,西津水電站廠區(qū)布置,左江山秀電站 廠頂變壓器場(chǎng)與GIS開關(guān)站,GIS,主變,,,左江金雞灘電站 廠頂下游人工平臺(tái)設(shè)變壓器場(chǎng),1＃主變,2＃主變,重點(diǎn)掌握的內(nèi)容,主廠房輪廓尺寸的確定廠區(qū)布置原則主廠房、主要副廠房、主變壓器場(chǎng)、高壓