第六章水電站廠房設(shè)計

1、第六章水電站廠房設(shè)計第一節(jié) 水電站廠房的任務(wù)、組成及類型一、水電站廠房的任務(wù)水電站廠房是水能轉(zhuǎn)為電能的生產(chǎn)場所，也是運行人員進行生產(chǎn)和活動 的場所。其任務(wù)是通過一系列工程措施，將水流平順地引入水輪機，使水能 轉(zhuǎn)換成為可供用戶使用的電能，并將各種必需的機電設(shè)備安置在恰當(dāng)?shù)奈?置，制造良好的安裝、檢修及運行條件，為運行人員提供良好的工作環(huán)境。 水電站廠房是水工建筑物、機械及電氣設(shè)備的綜合體，在廠房的設(shè)計、施工、 安裝和運行中需要各專業(yè)人員通力協(xié)作。二、水電站廠房的組成水電站廠房的組成可從不同角度劃分。(-)從設(shè)備布置和運行要求的空間劃分(1)主廠房。水能轉(zhuǎn)化為機械能是由水輪機實現(xiàn)的，機械轉(zhuǎn)化為電能

2、是 由發(fā)電機來完成的，二者之間由傳遞功率裝置連接，組成水輪發(fā)電機組。水 輪發(fā)電機組和各種輔助設(shè)備安裝在主廠房內(nèi)，是水電站廠房的要緊組成部 分。(2)副廠房。安置各種運行操縱和檢修治理設(shè)備的房間及運行治理人職 員作和生活用房。(3)主變壓器場。裝設(shè)主變壓器的地點。水電站發(fā)出的電能經(jīng)主變壓器 升壓后，再經(jīng)輸電線路送給用戶。(4)開關(guān)站(戶外配電裝置)。為了按需要分配功率及保證正常工作和檢 修，發(fā)電機和變壓器之間以及變壓器與輸電線路之間有不同電壓的配電裝 置。發(fā)電機側(cè)的配電裝置，通常設(shè)在廠房內(nèi)，而其高壓側(cè)的配電裝置一樣布 置在戶外，稱高壓開關(guān)站。裝設(shè)高壓開關(guān)、高壓母線和愛護設(shè)施，高壓輸電 線由此將電

3、能輸送給電力用戶。水電站主廠房、副廠房、主變壓器場和高壓開關(guān)站及廠區(qū)交通等，組成水電站廠區(qū)樞紐建筑物，一樣稱廠區(qū)樞紐。(-)從設(shè)備組成的系統(tǒng)劃分水電站廠房內(nèi)的機械及水工建筑物共分五大系統(tǒng)(1)水流系統(tǒng)。水輪機及其進出水設(shè)備，包括壓力管道、水輪機前的進 水閥、蝸殼、水輪機、尾水管及尾水閘門等。(2)電流系統(tǒng)。即電氣一次回路系統(tǒng)，包括發(fā)電機及其引出線、母線、 發(fā)電機電壓配電設(shè)備、主變壓器和高壓開關(guān)站等。(3)電氣操縱設(shè)備系統(tǒng)。即電氣二次回路系統(tǒng)，包括機旁盤、厲磁設(shè)備 系統(tǒng)、中央操縱室、各種操縱及操作設(shè)備如各種互感器、表計、繼電器、操 縱電纜、自動及遠(yuǎn)動裝置、通迅及調(diào)度設(shè)備等直流系統(tǒng)，如圖11-1所

4、示。(4)機械操縱設(shè)備系統(tǒng)。包括水輪機的調(diào)速設(shè)備，如接力器及操作柜， 事故閥門的操縱設(shè)備，其它各種閘門、減壓閥、攔污柵等操作操縱設(shè)備。(5)輔助設(shè)備系統(tǒng)。包括為了安裝、檢修、愛護、運行所必須的各種電 氣及機械輔助設(shè)備，如廠用電系統(tǒng)(廠用變壓器、廠用配電裝置、直流電系 統(tǒng))，油系統(tǒng)、氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)，起重設(shè)備，各種電氣和機械修理室、試驗 室、工具間、通風(fēng)采曖設(shè)備等。(=)從水電站廠房的結(jié)構(gòu)組成劃分1 .水平而上可分為主機室和安裝間。主機室是運行和治理的要緊場所, 水輪發(fā)電機組及輔助設(shè)備布置在主機室：安裝間是水電站機電設(shè)備卸貨、拆 箱、組裝、檢修時使用的場地。2.垂直面上，依照工程適應(yīng)主廠房以發(fā)電機

5、層樓板面為界，分為上部 結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)。(1)上部結(jié)構(gòu)。與工業(yè)廠房相似，差不多上是板、梁、柱結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。(2)下部結(jié)構(gòu)。為大體積混凝上整體結(jié)構(gòu)，要緊布置過流系統(tǒng)，是廠房 的基礎(chǔ)。圖11-1詳細(xì)表述了水電站廠房的組成及配合關(guān)系。三、水電站廠房的差不多類型水電站廠房型式往往是隨不同的地勢、地質(zhì)、水文等自然條件和水電站 的開發(fā)方式、水能利用條件、下游水位的變化、水利樞紐的總體布置而定。水電站廠房類型劃分方法專門多，依照廠房與擋水建筑物的相對位置及 其結(jié)構(gòu)特點，可分為三種差不多類型：1 .引水式廠房發(fā)電用水來自較長的引水道，廠房遠(yuǎn)離擋水建筑物，一樣位于河岸，其 軸線常平行河道。若將廠房建在地下山體內(nèi)，則

6、稱為地下廠房，如圖11-2 所示。H開關(guān)站（戶外融.配儂聞鹿廠慶rtI避懶1（戶內(nèi)配電裝團 疑修h上供油設(shè)冬| 輛空氣i國 -I供水設(shè)備I :才脈設(shè)備|T虹公腱制 卜檢修役備 -Tr用電|J_I加an傳主廠房二次回路 控we備T其他MT厲主廠房繼電斯I Mte Fam設(shè)備電廠自就化 探 一廠用卷力 艱明設(shè)備發(fā)電機透汨Kw逕畫癡ir房 畫矗赫m宓淅TRB標(biāo)叔夠統(tǒng)圖11-1水電站廠房組成圖圖112地下廠房剖面圖2 .壩后式廠房廠房位于攔河壩的下游，緊接壩后，在結(jié)構(gòu)上與大壩用永久縫分開，發(fā) 電用水由壩內(nèi)高壓管道引入廠房，如圖11-3所示。有時為了解決泄水建筑 物布置與廠房建筑物布置之間的矛盾，可將廠

7、房布置成以下型式。圖113水電站壩后廠房剖面圖(1)溢流式廠房。廠房位于壩后，將廠房頂作為溢洪道，成為壩后溢流 式廠房，如圖11-4所示。這種益流式廠房通常是承擔(dān)中、高水頭的電站廠 房。圖114溢流式廠房剖面(2)壩內(nèi)式廠房。廠房移入溢流壩體空腹內(nèi)，廠房與大壩全為一體。如 圖11-5所示。VI 35.4圖11-5壩內(nèi)式廠房剖面3 .河床廠房廠房位于河床中，成為擋水建筑物的一部分，廠壩結(jié)構(gòu)在河床上銜接為 一體，如圖11-6所示。23.75m55.40m34.60m進水段主機段出水我（上游¥臺 I7電泳旃圖11-6河床式廠房剖面如按機組主軸的裝置方式分，水電站廠房還可分為立式機組廠房和臥

8、式 機組廠房。本章要緊介紹立式機組廠房。第二節(jié) 水電站廠房設(shè)計所需資料和設(shè)計程序一、廠房設(shè)計所需資料水電站廠房布置設(shè)計涉及到各種機電設(shè)備的布置與其相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu) 布置，在進行其設(shè)計之前，應(yīng)收集有關(guān)的原始資料。（-）河流開發(fā)方案及建筑物等級一條河流要開發(fā)，應(yīng)先進行規(guī)劃設(shè)計，確定修建梯級電站的先后順序。 故設(shè)計之初應(yīng)有規(guī)劃報告的批文作為依據(jù)。應(yīng)依照工程規(guī)模、建壩高低、電站裝機容量等，確定電站建筑物等級 和相應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。此外還應(yīng)了解對廠房的專門要求。（二）地勢資料（1）庫區(qū)及取水樞紐1/20007/1000的地勢佟I。壩址軸線處1/200的地勢圖。（2）廠區(qū)樞紐處1/500的地勢圖。（3）廠房所在

9、處1/200的地勢圖。（4）若為引水式電站，還應(yīng)有1/20007/1000引水線路帶狀地勢圖。（三）工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料廠區(qū)地質(zhì)分析報告及圖紙，對廠區(qū)所屬范疇的地質(zhì)情形、巖層走向、傾 角、斷層走向、條數(shù)應(yīng)有了解。廠區(qū)內(nèi)有無滑坡體、廠區(qū)廠房后坡有無危巖 孤石、樞紐及廠區(qū)的地震級別有多大，也應(yīng)有了解。此外，對廠區(qū)的地基覆蓋層厚度、下覆基巖深度、上壤及巖石物理力 學(xué)指標(biāo)等，均應(yīng)了解清晰。對廠區(qū)內(nèi)地下水活動情形應(yīng)分析清晰，如地下水有無腐蝕性、巖層有 無承壓水、它的滲透性等。（四）水文及水能資料1 .站址的多年徑流資料，用以進行洪水、枯水、徑流等水文運算作依 據(jù)。2 .水庫的調(diào)洪方式，包括水庫及大壩的

10、各種水文及下泄流量，壩址及 廠址處的水位流量關(guān)系由線，尾水相應(yīng)的校核、設(shè)計及最小的各特點水位 值。3 .廠區(qū)所在河流的泥沙資料、河流冰凌資料以及山洪泥石流等資料。4 .電站的裝機容量、機組臺數(shù)、電站的最大最小和加權(quán)平均水頭。5 .電站的運行方式、輸電方向、電壓等級、輸電距離等。（五）施工組織資料了解施工單位的施工技術(shù)水平，包括施工方法及設(shè)備，施工材料的運輸 條件，施工工期、施工單價等資料。（六）機組與輔助設(shè)備資耨1 .主機組及總裝圖（立而和平面）及臺數(shù)。2 .發(fā)電機的尺寸和重量，冷卻方式及通風(fēng)道尺寸。3 .水輪機型號、直徑和重量，蝸殼和尾水管的型式和尺寸。4 .變壓器的臺數(shù)、重量和尺寸。5 .

11、機旁盤、各種配電板、發(fā)電機引出線接地等裝置圖：油開關(guān)等的地 腳螺栓基礎(chǔ)圖；調(diào)速器：高低壓空氣壓縮機、水泵等尺寸及基礎(chǔ)圖：吊車的 規(guī)格及技術(shù)資料。綜上所述，要設(shè)計廠房，須在地勢、地質(zhì)、水文、氣象、施工、機組等 差不多資料收集齊后，方可進行。二、水電站廠房的設(shè)計程序水電站廠房設(shè)計，依照電站規(guī)模和工程難易程度可分為兩個時期或三個 時期設(shè)計。一樣大中型電站按兩個時期設(shè)計，即初步設(shè)計和施工詳圖設(shè)計(或 技施設(shè)計，即技術(shù)設(shè)計和施工詳圖合并進行)。某些大型電站或比較復(fù)雜的 廠房，則可按三個時期設(shè)計，即初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、施工詳圖。1 .初步設(shè)計初步設(shè)計時期的要緊任務(wù)是通過技術(shù)經(jīng)濟論證，確定廠區(qū)總體布置、廠

12、房內(nèi)部布置等方案，具體包括：(1)闡述各比較方案的廠房及開關(guān)站布置的地勢、地質(zhì)、型式、布置、 工程量、施工及運行條件、勞動力及造價等情形。各比較方案的優(yōu)缺點和選 定方案的論證。(2)主副廠房的內(nèi)部布置、結(jié)構(gòu)型式、面積、高程和要緊尺寸的選定， 廠房結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固運算及工程地質(zhì)處理措施等。(3)尾水建筑物的結(jié)構(gòu)型式、操縱高程、斷面尺寸、長度、尾水閘門及 操作平分布置的選定。尾水建筑物的水力運算以及提出尾水渠和下游河床防 護整治措施方案的意見。(4)開關(guān)站和主變壓器的位置、場地布置、面積、高程的選定。2 .技術(shù)設(shè)計技術(shù)設(shè)計時期是在批準(zhǔn)初步設(shè)計基礎(chǔ)上進行各建筑物的詳細(xì)設(shè)計。包括 建筑物的細(xì)部布置、結(jié)構(gòu)布置

13、，確定要緊結(jié)構(gòu)的運算原則及編寫出設(shè)計大綱, 進行結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的設(shè)計和運算。為施工組織設(shè)計和編制工程預(yù)算提供更詳細(xì) 的工程量，編制該時期的設(shè)計文件，包括技術(shù)設(shè)計書、專題報告等。3 .施工詳圖施工詳圖時期是在技術(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)上進行的。包括各建筑物的基礎(chǔ)開挖 圖，邊坡及基礎(chǔ)處理圖，混凝上澆筑分層分塊圖，各澆筑層預(yù)埋件圖，各結(jié) 構(gòu)及構(gòu)件鋼筋圖，水下結(jié)構(gòu)的止水排水設(shè)計圖，各建筑物的觀測設(shè)備埋設(shè)圖 及其它構(gòu)造詳圖。初步設(shè)計是關(guān)鍵，技術(shù)經(jīng)濟上是否合理要緊取決于初步設(shè)計時期，因此 必須做到充分論證、精心設(shè)計。第三節(jié)水輪發(fā)電機發(fā)電機是實現(xiàn)機械能向電能轉(zhuǎn)化的要緊電氣設(shè)備，其型式和布置對主廠 房的布置和尺寸阻礙專門大。

14、一、發(fā)電機類型及傳力方式豎軸水輪發(fā)電機就其傳力方式可分為二大類：(-)懸掛式發(fā)電機如圖11-7所示，推力軸承位于轉(zhuǎn)子上方，支承在上機架上。懸掛式發(fā) 電機轉(zhuǎn)動部分(包括發(fā)電機轉(zhuǎn)子、水輪機轉(zhuǎn)輪、大軸和作用于轉(zhuǎn)輪上的水壓 力)的重量，通過推力頭和推力軸承傳給上機架，上機架傳給定子外殼，定 子外殼再把力傳給機墩，整個機組仿佛在上機架上掛著一樣，因此稱為懸掛 式。圖11-7懸掛式發(fā)電機示意圖下機架的作用是支撐下導(dǎo)軸承和制動閘，下導(dǎo)軸承是防止擺動的。當(dāng)機 組停機時，需用制動閘將轉(zhuǎn)子頂起，以防燒毀推力頭和推力軸承。制動閘反推力、下導(dǎo)軸承自重等通過下機架傳給機墩。發(fā)電機樓板自重 和樓板上設(shè)備重量通過通風(fēng)道外殼

15、傳到機墩上。高轉(zhuǎn)速的發(fā)電機則多做成懸 掛式的，因其轉(zhuǎn)子直徑小、高度大、重心高。從圖中可看出，這種發(fā)電機的傳力方式為：轉(zhuǎn)動部分胃腎喘臂誓:士輪推力頭一推力軸1定子外殼I機轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)輪上的水樂力等 J承一上機架4 J "幾皿八J包括推力軸承、上機架' 1f 固定部分喘澈機定子、發(fā)電機定子卜機墩(-)傘式發(fā)電機如圖11-8所示，傘式發(fā)電機推力軸承位于轉(zhuǎn)子下方，設(shè)在下機架上。 整個發(fā)電機象把傘，推力頭象傘柄，轉(zhuǎn)子象傘布，故稱傘式發(fā)電機。1 . 一般傘式。有上下導(dǎo)軸承，見圖11-8 (a)。機組轉(zhuǎn)動部分的重量通過推力頭和推力軸承傳給下機架，下機架再把力 傳給機墩。上機架只支撐上導(dǎo)軸承和勵

16、磁機定子。由于利用水輪機和發(fā)電機 之間的軸安放推力頭，上機架的高度可減小，軸長可縮短，因而降低了廠房 高度。發(fā)電機的重量比懸掛式要小，發(fā)電機轉(zhuǎn)子可單獨吊出，不需卸掉推力 頭，安裝檢修都比較方便。傘式發(fā)電機轉(zhuǎn)子重心在推力軸承之上，重心較高，運轉(zhuǎn)時容易發(fā)生擺動, 應(yīng)用范疇受到限制。關(guān)于大容量、低轉(zhuǎn)速的發(fā)電機，由于轉(zhuǎn)子直徑大、高度 小、重心低，多做成傘式。2 .半傘式。有上導(dǎo)軸承，無下導(dǎo)軸承，見圖ll-8(b).此種形式的發(fā)電 機通常將上機架埋入發(fā)電機層地板以下。3 .全傘式。無上導(dǎo)軸承，有下導(dǎo)軸承。見圖11-8(0。機組轉(zhuǎn)動部分的 重量通過推力軸承的支撐結(jié)構(gòu)傳到水輪機頂蓋上，通過頂蓋傳給水輪機墩

17、環(huán)。這種發(fā)電機的上機架僅僅支撐勵磁機定子和上導(dǎo)軸承的重量，結(jié)構(gòu)簡 單，尺寸小。下機架只支撐下導(dǎo)軸承和制動閘的反作用力，結(jié)構(gòu)尺寸也較小。 這種傳力方式進一步縮短了發(fā)電機的軸長，減小了轉(zhuǎn)子的重量，同時也降低 了廠房的高度。A圖11-8傘式發(fā)電機剖面圖水輪發(fā)電機要緊數(shù)據(jù)：如定子和轉(zhuǎn)子直徑、有效鐵蕊高度、軸長和總高 度、轉(zhuǎn)子帶軸重量和總重量，均由水輪發(fā)電機制造廠提供。二、發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)是向發(fā)電機轉(zhuǎn)子供給形成磁場的直流電源。一樣每臺發(fā)電機都 設(shè)各自獨立的勵磁系統(tǒng)。勵磁系統(tǒng)包括勵磁機和勵磁盤。(1)勵磁機。實際上是直流發(fā)電機，其勵磁方式有采納與水輪發(fā)電機同 軸的勵磁機的直截了當(dāng)勵磁系統(tǒng)。采納直流

18、發(fā)電機，由水銀整流器組成的離 子勵磁系統(tǒng)、半導(dǎo)體整流等非直截了當(dāng)勵磁系統(tǒng)。大型水輪發(fā)電機多采納靜 電可控硅勵磁方式。(2)勵磁盤。它是裝設(shè)水輪發(fā)電機勵磁回路的操縱設(shè)備和自動調(diào)整裝置 的配電盤，其作用是操縱和調(diào)整水輪發(fā)電機的勵磁電流。每臺發(fā)電機一樣有 35塊勵磁盤。一樣布置在發(fā)電機層的上游側(cè)或下游側(cè)。三、發(fā)電機的支承結(jié)構(gòu)(機墩)機墩是發(fā)電機的支承結(jié)構(gòu)，其作用是將發(fā)電機支承在預(yù)定位置上，并為 機組的運行、愛護、安裝和檢修制造條件。關(guān)于立式機組的機墩承擔(dān)水輪發(fā) 電機組的全部動、靜荷載，這些荷載通過機墩傳到水下混凝土。為保證機組 正常運行，要求機墩具有足夠的強度和剛度，同時具有良好的抗振性能，一 樣為

19、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。常見的機墩形式有：(1)圓筒式機墩。如圖ll-9(a)所示，其結(jié)構(gòu)形式為厚壁鋼筋混凝上圓筒, 其壁厚在1m以上。外部形狀但是圓形，也但是八角形。內(nèi)壁為圓形的水輪 機井，其直徑一樣為L3T.4倍的轉(zhuǎn)輪直徑。圓筒式機墩的優(yōu)點是剛度較大，抗壓、抗振、抗扭性能較好，結(jié)構(gòu)簡單, 施工方便。我國大中型電站采納較多。其缺點是水輪機井空間狹小，水輪機 的安裝、修理、愛護不方便。(c)圖11-9發(fā)電機機墩(2)環(huán)形梁立柱式機墩。如圖ll-9(c、d)所示，由環(huán)形梁和立柱組成, 發(fā)電機座落在環(huán)形梁上，立柱底部固結(jié)在蝸殼上部混凝土上，并將荷載傳到 下部塊體結(jié)構(gòu)。此種機墩的優(yōu)點是混凝上用量省，水輪機頂

20、蓋處寬敞，立柱 間凈空對設(shè)備的布置、機組的出線、安裝、修理均比較方便。缺點是機墩剛 度小，抗振、抗扭性能較差，一樣用中小型機組。(3)構(gòu)架式機墩。如圖U-12(e)所示，機墩是由兩個縱向剛架和兩根橫 梁組成。發(fā)電機支承在框架上部的梁系上，并由框架將荷載經(jīng)蝸殼外圍混凝 上傳至下部塊體結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是節(jié)約材料，施工簡單，造價低。構(gòu)架下面的 空間便于布置管路和輔助設(shè)備，機組安裝、檢修都較方便。缺點是剛度更小, 僅適用于小型機組。(4)塊體機墩。如圖ll-12(b)所示。其剛度較大，抗振性能專門好，但 混凝上用量大，大型機組專門是大型傘式機組可考慮采納這種形式。四、發(fā)電機的布置方式發(fā)電機的布置方式是按發(fā)

21、電機與發(fā)電機層樓板的相互位置劃分的，常見 的有定子外露式、定子埋入式、上機架埋入式三種。(1)外露布置也叫開敞式，如圖1170(a)所示。發(fā)電機定子完全露出于 發(fā)電機層地面以上。此種布置在大型機組中不多見，因其占去發(fā)電機層地板 專門多位置，顯得擁擠，同時水輪機層高度小，不便其間布置夾層。(2)埋入式布置，如圖llTO(b)所示。發(fā)電機定子埋入發(fā)電機層樓板下 機坑內(nèi)。此種布置使得發(fā)電機層較寬敞，由于提高了發(fā)電機層高程而增高了 水輪機層高度，可利用增設(shè)中間層布置發(fā)電機引出線及電氣設(shè)備。目前采納 較多。(3)當(dāng)單機容量在100MW以上的大型機組常采納上機架埋入布置，即 發(fā)電機定子及上機架全部埋設(shè)在發(fā)

22、電機層樓板之下，發(fā)電機層只留有勵磁 機。如此要增加一些廠房的高度，但發(fā)電機層較寬敞，檢修場地大，利于各 種操縱設(shè)備和輔助設(shè)備的布置，有可能減小廠房的寬度。(a)定子外露式布置(b)定子埋入式布宣圖11/0發(fā)電機的布置方式第四節(jié)水電站廠房內(nèi)的輔助設(shè)備輔助設(shè)備是保證機組正常運行和安裝所必需的，對廠房的布置和尺寸也 有一定的阻礙。要緊有：調(diào)速系統(tǒng)、技術(shù)供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、油壓系統(tǒng)、 氣系統(tǒng)和起重設(shè)備。一、調(diào)速系統(tǒng)每臺機組裝設(shè)一套包括調(diào)速器、油壓裝置等附屬設(shè)備組成的調(diào)速系統(tǒng), 依照電力系統(tǒng)要求自動調(diào)整機組的出力，同時使機組保持一定的額定轉(zhuǎn)速。 調(diào)速設(shè)備一樣由下列三部分組成：調(diào)速器柜、作用筒(接力器)、

23、油壓裝置。 三部分之間用管路聯(lián)系。(a)調(diào)速柜外形圖(b)接力器示意圖圖11/1調(diào)速設(shè)備1 .調(diào)速器柜。單機容量不同，機型不同，調(diào)速系統(tǒng)也不一樣，調(diào)速柜 的外形尺寸變化不大，一樣為方形，尺寸為800nlmX800n】n】X 1900mm,如 圖ll-ll(a)所示。它以機械的傳動桿和油管與作用筒相聯(lián)。因作用筒多布置 在機墩的上游側(cè)，因此調(diào)速柜也多布置在發(fā)電機的上游側(cè)。2 .作用筒(接力器)。作用筒是個油壓活塞，大中型機組都采納兩個， 用來推轉(zhuǎn)調(diào)劑環(huán)。調(diào)劑環(huán)帶動導(dǎo)水葉來操縱水輪機的引用流量，以調(diào)劑機組 的出力。因蝸殼上游斷而尺寸較小，作用筒一樣布置在上游側(cè)機墩內(nèi)，如圖 11-11(b)所示。3

24、.油壓裝置。油壓裝置是由壓力油罐、儲油槽和油泵組成。油罐內(nèi)油 壓為2.5MPa,供推動活塞用。油壓靠壓縮空氣堅持，因此油桶內(nèi)上部為壓 縮空氣。工作后的油回到儲油槽，罐內(nèi)油量不足時，由油泵將油槽中的油打 入罐內(nèi)。油泵一樣為兩臺，一臺工作，一臺備用。油壓裝置示意圖為12-12 所示。圖11-12油田裝置示意圖二、油系統(tǒng)1 .作用及分類水電站油系統(tǒng)任務(wù)有兩方面：一是供給機組軸承的潤滑油和操作用的壓 力油，稱為透平油。其作用是潤滑、散熱及傳遞能量；二是供給變壓器、油 開關(guān)等電氣設(shè)備的絕緣油，其作用是絕緣、散熱及火弧。兩種油的性質(zhì)不同, 應(yīng)有兩套獨立的油系統(tǒng)。2 .油系統(tǒng)的組成及布置(1)油庫。同意和貯

25、存油地點，油庫設(shè)有油罐。透平油的用油設(shè)備均在 廠內(nèi)，故透平油庫一樣布置在廠內(nèi)，只有在油量專門大時才在廠外另設(shè)存貯 新油的油庫。絕緣油用量大的主變壓器和開關(guān)站都在廠外，因此絕緣油庫常 布置在廠外主變壓器和開關(guān)站鄰近。油庫要專門注意防火，大于loot時油 庫應(yīng)設(shè)在廠外。(2)油處理室。設(shè)有油泵和濾油機，有時還有油再生裝置。油處理室一 樣設(shè)在油庫旁。透平油與絕緣油常合用油處理室。相鄰水電站可合用一套油 處理設(shè)備。(3)補給油箱。設(shè)在主廠房的吊車梁下。當(dāng)設(shè)備中的油有消耗時，補給 油罐自流補給新油。當(dāng)不設(shè)補給油箱時，可利用油泵補給新油。(4)廢油槽c在每臺機組的最低點設(shè)廢油槽，收集漏出的廢油。(5)事故

26、油槽.當(dāng)變壓器、油開關(guān)、油庫發(fā)生燃燒事故時迅速將油排走, 以免事故擴大。油可排入事故油槽中或直截了當(dāng)排入下游河道。事故油槽應(yīng) 布置在便于充油設(shè)備排油的位置，并便于滅火。(6)油管。油的輸送設(shè)備，一樣布置在水輪機層。三、供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。(一)供水系統(tǒng)1 .供水對象及要求水電站廠房內(nèi)的供水系統(tǒng)包括技術(shù)供水、生活供水、消防供水。技術(shù)供水包 括冷卻及潤滑用水，如發(fā)電機的空氣冷卻器、機組導(dǎo)軸承和推力軸承的油冷 卻器、水潤滑導(dǎo)軸承、空氣壓縮機氣缸冷卻器、變壓器的冷卻設(shè)備等。耗水 量最大的是發(fā)電機和變壓器的冷卻用水，可達技術(shù)用水的80%左右，要求 水質(zhì)清潔、不含對管道和設(shè)備有害的化學(xué)成分。2 .供水系統(tǒng)

27、布置及供水方式一樣供水系統(tǒng)是從壓力管道取水、上游水庫取水、下游水泵取水和地下 水源取水。供水系統(tǒng)由水源、供水設(shè)備、水處理設(shè)備、管網(wǎng)和測量操縱元件 組成。管路應(yīng)盡可能靠近機組，以縮短管線并減少水頭缺失。供水泵房應(yīng)布 置在水輪機層或以下的洞室內(nèi)。為保證水質(zhì)，用水管把水引向過濾設(shè)備，通 過濾后再分配用水。(1)水泵供水：當(dāng)水電站的水頭太低(水壓力不夠)或太高(需要減壓設(shè)備)時采納此方式供水。(2)自流供水:適用于水頭在1260m之間的水電站，但當(dāng)水頭大于40m 時需要減壓設(shè)備。壩后式廠房從水庫引水，引水式廠房從壓力水管引水。(3)混合式供水：水電站水頭變化較大時采納，高水頭用自流方式，低 水頭時用水

28、泵。消防用水要求水流能噴射到建筑物的最高部位，水量一樣為15Us。消防用 水可從上游壓力管道、下游尾水渠或生活用水的水塔取水，同時應(yīng)設(shè)置兩個 水源。生活用水依照工作人員的多少決定。(-)排水系統(tǒng)1.排水系統(tǒng)的作用和排水方式廠房內(nèi)的生活用水、技術(shù)用水、閥門或建筑物及其他設(shè)備的滲漏水，均 需及時排走。發(fā)電機冷卻用水等均自流排往下游。不能自流排除的用水和滲 水，則集中到集水井，再用水泵排到下游，那個系統(tǒng)稱為滲漏排水系統(tǒng)。機組檢修經(jīng)常需要排空蝸殼和尾水管，為此需設(shè)檢修排水系統(tǒng)。檢修時, 將檢修機組前蝴蝶閥或進水閘門關(guān)閉，將蝸殼及尾水管中的水自流經(jīng)尾水管 排往下游。當(dāng)蝸殼和尾水管中的水位等于下游尾水時，

29、關(guān)閉尾水閘門，利用 檢修排水泵將余水排走。檢修排水可采納下列幾種方式：(1)集水井。各尾水管與集水井之間以管道相連，并設(shè)閥門操縱，尾水 管的積水可自流排入集水井，再用水泵排走。(2)排水廊道。在廠房最低處沿縱軸線設(shè)一廊道，各尾水管的積水直截 了當(dāng)排入廊道，再以水泵排走。由于廊道體積大，尾水管中積水排除迅速， 可縮短檢修時刻。(3)分段排水。在每兩臺機組之間設(shè)集水井和水泵，擔(dān)負(fù)兩臺機組的檢 修排水。(4)移動水泵。需檢修某臺機組時，臨時移動水泵裝在該處進行排水。2.排水系統(tǒng)的布置要求水泵集中在水泵房內(nèi)，集水井設(shè)在水泵房的下層。集水井通常布置在安裝間 下層、廠房一端、尾水管之間或廠房上游側(cè)。集水井

30、的底部高程要足夠低， 以便自流集水。每個集水井至少設(shè)兩臺水泵，一臺工作，一臺備用。四、氣系統(tǒng)1 .壓氣系統(tǒng)的用途壓縮空氣分為低壓壓縮空氣和高壓壓縮空氣。（1）低壓壓縮空氣系統(tǒng)。機組制動；調(diào)相運行壓水：蝶閥關(guān)閉時，將壓 縮空氣通入閥上的空氣圍帶，使其膨脹而減少漏水：檢修時清掃設(shè)備，供風(fēng) 動工具使用：通向攔污柵，防凍清污。額定氣壓為O.5O.8MPa.（2）高壓壓縮空氣系統(tǒng)。廠房中所有調(diào)速器油壓裝置的壓力油箱充氣， 調(diào)速器壓力油箱中約有2/3的體積為壓縮空氣，以保證調(diào)速器用油時無過大 的壓力波動，額定氣壓為2.5MPa及4MPa。配電裝置如空氣斷路器的火弧 和操作的用氣，以及開關(guān)和少油斷路器的操作

31、用氣，額定氣派壓為25MPa。2 .壓氣系統(tǒng)的組成及布置壓氣系統(tǒng)的組成有空壓機、儲氣罐、輸氣管、測量操縱元件。用氣設(shè)備如遠(yuǎn)離廠房（如高壓開關(guān)站及進水口），則在該處另設(shè)有壓氣系 統(tǒng)，廠房內(nèi)高低壓系統(tǒng)均要設(shè)置?？諝鈮嚎s機室一樣布置在水輪機層，安裝 間的下面，其噪聲專門大，要遠(yuǎn)離中央操縱室，并滿足防火防爆要求。五、水電站廠房的起重設(shè)備為了安裝和檢修機組及其輔助設(shè)備，廠房內(nèi)要裝設(shè)專門的起重設(shè)備。最 常見的起重設(shè)備是橋式起重機（橋吊）。橋吊由橫跨廠房的橋吊大梁及其上部 的小車組成，橋吊大梁可在吊車梁頂上沿主廠房縱向行駛，橋吊大梁上的小 車可沿該大梁在廠房橫向移動，如圖11-13所示。圖U-I3吊車構(gòu)造圖

32、（單位:mm）起重設(shè)備的型式和吊運方式對廠房上部結(jié)構(gòu)和尺寸阻礙較大，正確選擇起重 設(shè)備和吊運方式，可減小其寬度或高度。(一)橋吊的起重量和臺數(shù)橋吊的最大起重量取決于所吊運的最重部件，一樣為發(fā)電機轉(zhuǎn)子，懸式 發(fā)電機的轉(zhuǎn)子需帶軸吊運，傘式發(fā)電機的轉(zhuǎn)子可帶軸吊運，也可不帶軸。關(guān) 于低水頭電站，最重部件也可能是帶軸或不帶軸的水輪機轉(zhuǎn)輪。少數(shù)情形下, 橋吊的起重量決定于主變壓器(主變需要在廠內(nèi)檢修時)。橋式起重機有單小車和雙小車兩種。單小車設(shè)有主鉤和副鉤，當(dāng)起重量 不大時一樣采納一臺雙鉤橋吊：雙小車是在橋吊大梁上設(shè)有兩臺能夠單獨或 聯(lián)合運行的小車，每臺小車只有一個起重吊鉤，起重量大于75t時，可采納 雙

33、小車橋吊。與單小車相比，雙小車橋吊不僅重量輕、外形尺寸小，而且用 平穩(wěn)梁吊運帶軸轉(zhuǎn)子時，大軸能夠超出主鉤極限位置以上，從而可降低主廠 房的高度。當(dāng)機組較大而且臺數(shù)多于6臺時，也可考慮采納兩臺吊車。兩臺 橋吊可降低廠房高度，運用較靈活。(二)橋吊跨度與工作范疇橋吊跨度是指橋吊大梁兩端輪子的中心距。選擇橋吊躋度時應(yīng)綜合考慮 下列因素：(1)橋吊跨度要與主廠房下部塊體結(jié)構(gòu)的尺寸相適應(yīng)，使主廠房構(gòu)架直 截了當(dāng)座落在下部塊體結(jié)構(gòu)的一期混凝土上。(2)滿足發(fā)電機層及安裝間布置要求，使主廠房內(nèi)要緊機電設(shè)備均在主 副鉤工作范疇之內(nèi)，以便安裝和檢修。(3)盡量采納起重機制造廠家所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)跨度。橋式起重機的工作

34、范疇是指主鉤和副鉤所能到達的范疇，起重機產(chǎn)品名目上 給出的吊鉤各方向上的極限位置構(gòu)成吊車的工作范疇。如圖11-14所示。0. 5 m圖11-14起重機工作范疇圖第五節(jié)主廠房的布置水電站主廠房是安裝水輪發(fā)電機組及其輔助設(shè)備的場所，依照設(shè)備布置 的需要通常在高度方向上分為數(shù)層，如圖11-15所示。廠房內(nèi)部布置應(yīng)依照 機電布置、設(shè)備安裝、檢修及運行要求結(jié)合水工結(jié)構(gòu)布置統(tǒng)一考慮。一、發(fā)電機層設(shè)備布置發(fā)電機層為安放水輪發(fā)電機組及輔助設(shè)備和外表表盤的場地，也是運行 人員巡回檢查機組、監(jiān)視外表的場所。要緊設(shè)備有發(fā)電機、調(diào)速柜、油壓裝 置、機旁盤、勵磁盤、蝶閥孔、樓梯、吊物孔等，如圖11-16所示.ffi 1

35、1-15某摩電站廠康事出由圈下圖11-15某水電站廠房橫剖面圖11-16水電站廠房發(fā)電機層平面圖1 .機旁盤（自動、愛護、量測、動力盤）。與調(diào)速器布置在同一側(cè)，靠 近廠房的上游或下游增。2 .調(diào)速柜。應(yīng)與下層的接力器相和諧，盡可能靠近機組，并在吊車的 工作范疇之內(nèi)。3 .勵磁盤。為操縱勵磁機運行而設(shè)置，常布置在發(fā)電機近旁。4 .蝶閥孔。假如在水輪機前裝設(shè)蝴蝶閥，則其檢修需要在發(fā)電機層的 安裝間內(nèi)進行，這就需要在發(fā)電機層與其相應(yīng)的部位預(yù)留吊孔，以方便檢修 和安裝。5 .樓梯。每隔一段距離需要設(shè)置一個樓梯，一樣兩臺機組設(shè)置一個。 由發(fā)電機層到水輪機層至少設(shè)兩個樓梯，分設(shè)在主廠房的兩端，便于運行人

36、員到水輪機層巡視和操作、及時處理事故。樓梯不應(yīng)破壞發(fā)電機層樓板的梁 格系統(tǒng)。6 .吊物孔。在吊車起吊范疇內(nèi)應(yīng)設(shè)供安裝檢修的吊物孔，以勾通上下層之間的運輸，一樣布置在既不阻礙交通、又不阻礙設(shè)備布置的地點，其大 小與吊運設(shè)務(wù)的大小相適應(yīng)，平常用鐵蓋板蓋住。發(fā)電機層平而設(shè)備布置應(yīng)考慮在吊車主、副鉤的工作范疇內(nèi)，以便樓而所有 設(shè)備都能由廠內(nèi)吊車起吊。二、水輪機層設(shè)備布置水輪機層是指發(fā)電機層以下，蝸殼大塊混凝上以上的這部分空間。在水 輪機層一樣布置調(diào)速器的接力器、水力機械輔助設(shè)備（如油、氣、水管路）、 電氣設(shè)備（如發(fā)電機引出線、中性點引出線、接地、火磁裝置等）、廠用電 的配電設(shè)備，如圖11-17所示。1

37、 .調(diào)速器的接力器。位于調(diào)速器柜的下方，與水輪機頂蓋連在一起， 并布置在蝸殼最小斷而處，因為該處的混凝上厚度最大。2 .電氣設(shè)備的布置。發(fā)電機引出線和中性點側(cè)都裝有電流互感器，一 樣安裝在風(fēng)罩外壁或機墩外壁上。小型水電站一樣不設(shè)專門的出線層，引出 母線敷設(shè)在水輪機層上方，而各種電纜架設(shè)在其下方。水輪機層比較潮濕， 對電纜不利。對發(fā)電機引出母線要加裝愛護網(wǎng)。3 .油、氣、水管道。一樣沿墻敷設(shè)或布置在溝內(nèi)。管道的布置應(yīng)與使 用和供應(yīng)地點相和諧，同時幸免與其他設(shè)備相互干擾，且與電纜分別布置在 上下游側(cè)，防止油氣水滲漏對電纜造成阻礙。4 .水輪機層上、下游側(cè)應(yīng)設(shè)必要的過道。要緊過道寬度不宜小于 水輪機

38、機墩壁上要設(shè)進人孔，進人孔寬度一樣為1.2m-1.8m, 高度不小于且坡度不能太陡。圖11-17水電站廠房水輪機層平面圖三、蝸殼層的布置圖11-18為某水電站廠房蝸殼層平面布置，蝸殼層除過水部格外，均為 大體積混凝土，布置較為簡單。1 .主閥。當(dāng)引水式電站采納聯(lián)合供水或分組供水時，在蝸殼進口前設(shè) 置一道快速閘門或蝴蝶閥，一樣稱為主閥。主閥能夠裝設(shè)在廠內(nèi)也能夠裝設(shè)在廠外，設(shè)在廠內(nèi)時運行治理安裝等都 比較方便，但增加了廠房寬度。主閥的上游側(cè)要安裝伸縮節(jié)，以方便其拆裝。 主閥布置在主閥層內(nèi)，其操縱設(shè)備就近布置。2 .進人孔。在下部塊體結(jié)構(gòu)中要設(shè)有通向蝸殼和尾水管的進人孔，并 設(shè)置通道。一樣進人孔的直

39、徑為60cm,進人孔通道尺寸不小于IX 1m。3 . 一樣電站在蝸殼層以下的上游側(cè)或下游側(cè)均設(shè)有檢查、排水廊道， 作為運行人員進入蝸殼、尾水管檢查的通道，有的電站還同時兼作到水泵室 集水井的過道。ICZ-iW6令 離仄e11-18水電站廠房蝸殼層平曲圖集水井位于全廠最低處，除要求能容納運行時的滲漏水，還要擔(dān)負(fù)機組 檢修時的集水、排水任務(wù)。排水泵室一樣布置在集水井的上層，有樓梯、吊物孔與水輪機層連接。 電站排水都通向下游尾水渠。四、安裝間的布置(-)安裝間的位置與高程1 .安裝間的位置水電站對外交通運輸?shù)缆纺軌蚴氰F路、公路或水路。關(guān)于大中型水電站, 由于部件大而重，運輸量又大，因此常建設(shè)專用的鐵

40、路線，中小型水電站多 采納公路。對外交通通道必須直達安裝間，車輛直截了當(dāng)開入安裝間以便利 用主廠房內(nèi)橋吊卸貨，因而安裝間一樣均布置在主廠房有對外道路的一端。 如圖11-16所示。2 .安裝間的高程安裝間的高程要緊取決于對外道路的高程及發(fā)電機層樓板的高程。安裝 間最好與對外道路同高，均高于下游最高水位，以保持洪水期對外交通暢通 無阻。安裝間最好也與發(fā)電機層同高，以充分利用場地，安裝檢修工作方便。當(dāng)水電站的下游尾水過高時，發(fā)電機層樓板常低于下游最高尾水位，從 而也低于對外道路，這時能夠有以下幾種方案：(1)安裝間與對外道路同高，均高于發(fā)電機層，洪水期對外交通可保持 通暢，但安裝間與發(fā)電機層相鄰部分

41、的場而不能加以充分利用，安裝間可能 因之要稍加長些，同時橋吊的安裝高程將取決于在安裝間處吊運最大部件的 要求，整個主廠房將加高。(2)安裝間與發(fā)電機層同高，均低于下游最高水位。這時又有兩種處理 方式，一種是對外道路在靠近廠房處下坡，由低于下游最高水位處起在路邊 筑擋水墻，擋水墻一直截了當(dāng)主廠房。這種方式的好處是可保持對外交通通 暢，但下游水位專門高時擋水墻的工程量將太大。二是將主廠房大門做成擋 水閘門，洪水時將大門關(guān)閉，斷絕對外運輸，值班人員可由高處的通道進入 廠房。(3)安裝間與發(fā)電機層同高，而在安裝間上專門劃出一塊貨車停車卸貨 處，此停車處高于安裝間而與對外道路同高。這時安裝間場而不能充分

42、利用, 而廠房的高度可能取決于卸貨的要求。(-)安裝間的面積和布置1 .安裝間的面積。安裝間與主廠房同寬以便橋吊通行，因此安裝間的面積就決定了它的長 度。安裝間的而積可按一臺機組擴大性檢修的需要確，一樣考慮放置四大部 件，即發(fā)電機轉(zhuǎn)子、發(fā)電機上機架、水輪機轉(zhuǎn)輪、水輪機頂蓋。四大部件要 布置在主鉤的工作范疇內(nèi)，其中發(fā)電機轉(zhuǎn)子應(yīng)全部置于主鉤起吊范疇內(nèi)。發(fā) 電機轉(zhuǎn)子和水輪機轉(zhuǎn)輪周圍要留有12m的工作場地。在缺乏資料時，安裝 間的長度可取1.251.5倍機組段長：多機組電站，安裝間而積可依照需要增 大或加設(shè)副安裝間。2 .安裝間的布置安裝間平面布置見圖11-19。安裝間的大門尺寸要滿足運輸車輛進廠要

43、求，如通行標(biāo)準(zhǔn)軌距的火車，其寬度不小于4.2m,高度不小于5.4m。通行 載重汽車的大門寬度不小于3.3m,高度不小于4.5m。發(fā)電機轉(zhuǎn)子放在安裝間上時軸要穿過地板，地板上在相應(yīng)位置要設(shè)大軸孔，面積要大于大軸法蘭盤。為了組裝轉(zhuǎn)子時使軸直立，在軸下要設(shè)大軸承 臺，并預(yù)埋底腳螺栓。1 一發(fā)電機轉(zhuǎn)子;2發(fā)電機主軸孔;3水輪機轉(zhuǎn)輪;4一上機架;5卡車；6一吊物孔;7主變坑圖11-19安裝間平面布置1 一發(fā)電機轉(zhuǎn)子：2發(fā)電機主軸孔：3水輪機轉(zhuǎn)輪4一上機架：5卡車：6吊物孔：7一主變器坑主變樂器有時也要推入安裝間進行大修，這時要考慮主變壓器運入的方 式及停放的地點。因為主變重量專門大，尺寸也專門大，安裝間

44、的樓板常常 要專門加固，地板應(yīng)設(shè)專門軌道，大門也可能要放大。主變壓器大修經(jīng)常需吊芯檢修，在安裝間上設(shè)尺寸相當(dāng)?shù)淖儔浩骺?，?將整個變壓器吊人坑內(nèi)，再吊鐵芯，以免增加廠房高度。目前大型變壓器常 做成鐘罩式，檢修時吊芯改為吊罩，起重量和起吊高度大為減小，安裝間不 再設(shè)變壓器坑。主變吊裝如圖11-20所示。第六節(jié)主廠房的輪廓尺寸水電站主廠房布置設(shè)計確實是確定主廠房的空間尺寸。其設(shè)計原則是在 滿足設(shè)備布置和安裝、愛護、運行、治理的前提下，盡量減小廠房尺寸，以 降低造價。水電站主廠房的空間尺寸指主廠房的長度、寬度和高度，其中長度和寬 度稱為廠房的平而尺寸。圖1120主變吊裝圖(a)檢修變壓器吊出鐵芯 S

45、)檢修鐘罩式變壓器吊起鐘跟一、主廠房平面尺寸的確定(-)主廠房的長度主廠房的長度包括機組段長度、安裝間長度以及邊機組段加長。即:L=nU)+L u+zAL式中L主廠房的總長度：n機組臺數(shù)：Lo一一機組段長度：L堂一一安裝間長度：AL一一邊機組段加長。(a)蝸殼與機組間距的關(guān)系(b)發(fā)電機及其通風(fēng)設(shè)備與機組間距的關(guān)系圖1121 機組間距1 .機組段長度Lo機組段長度是指相鄰兩臺機組中心線之間的距離，也稱為機組間距，見 圖11-21所示。機組段間距一樣由下部塊體結(jié)構(gòu)中水輪機蝸殼的尺寸操縱， 在高水頭水電站情形下也可能由發(fā)電機定子外徑操縱。當(dāng)機組段間距由水輪機蝸殼尺寸操縱時，蝸殼平面尺寸確定后，機組

46、段 長度Lo=蝸殼平面尺寸+2AL AL為蝸殼外的混凝上結(jié)構(gòu)厚度，混凝上蝸 殼一樣取。81.0m,金屬蝸殼一樣可取l<m,邊機組段一樣取l3m°某 些情形下(專門是低水頭電站)，下部塊體結(jié)構(gòu)的尺寸可能取決于尾水管的平 面尺寸。當(dāng)機組段間距由發(fā)電機定子外徑操縱時，機組段長度尸。除+瓦 式中 D風(fēng)為發(fā)電機風(fēng)罩外緣直徑，B為相鄰兩風(fēng)罩外緣之間通道的寬度，一樣取 1.52.0m。為了減小機組間距，最好不將調(diào)速器、油壓裝置和樓梯等布置在 兩臺機組中間。機組段長度應(yīng)綜合考慮廠房分縫、蝸殼和尾水管厚度的阻礙，水輪機層 和發(fā)電機層的布置要求，包括排架柱的布置、調(diào)速器接力器坑布置要求、樓 梯、樓

47、板孔洞和梁格系統(tǒng)布置的要求。2 .邊機組段加長由于遠(yuǎn)離安裝間一端的機組段外側(cè)有主廠房的端墻，為了使機組設(shè)備和 輔助設(shè)備處于橋吊工作范疇內(nèi)，邊機組段需要加長AL，一樣取4L3 .安裝間長度安裝間的寬度一樣與主廠房相同，其面積在第四行安裝間布置中已講 述，這時不再重復(fù)。安裝間的長度一樣取L安=(1.01.5)。(-)主廠房的寬度能夠機組中心線為界，將廠房寬度分為上游側(cè)寬度B,和下游側(cè)寬度員, 如圖11-22所示。則廠房總寬度為B=BX+BX(12-1)在確定民和反時，應(yīng)分別考慮發(fā)電機層、水輪機層和蝸殼層三層的布 置要求。圖11-22主廠房寬度示意圖(1)發(fā)電機層中，第一決定吊運轉(zhuǎn)子(帶軸)的方式，

48、是由上游側(cè)依舊下 游側(cè)吊運。若由下游側(cè)吊運,則廠房下游側(cè)寬度要緊由吊運之轉(zhuǎn)子寬度決定。 若從上游側(cè)吊運，則上游側(cè)較寬。此外，發(fā)電機層交通應(yīng)暢通無阻。一樣要 緊通道寬23m,次要通道寬12m。在機旁盤前還應(yīng)留有hn寬的工作場 地，盤后應(yīng)有0.81m寬的檢修場地，以便于運行人員 操作。(2)水輪機層中，一樣上下游側(cè)分別布置水輪機輔助設(shè)備(即油水氣管路 等)和發(fā)電機輔助設(shè)備(電流電壓互感器、電纜等)。以這些設(shè)備布置后，不阻 礙水輪機層交通來確定水輪機層的寬度。(3)蝸殼層一樣由設(shè)置的檢查廊道、進人孔等確定寬度。蝸殼和尾水管進入孔的交通要通暢，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。

49、一樣由廠房機組中心線為基準(zhǔn)，分別確定各層上游側(cè)和下游側(cè)所需寬 度，再分別找出各層上下游側(cè)的最大值瓦和瓦，則主廠房寬度為幾十員。(4)當(dāng)寬度差不多確定后，最后要依照尺寸相近的吊車標(biāo)準(zhǔn)寬度心驗 證，廠房寬度必須滿足吊車安裝的要求。一樣在高水頭電站中，常由發(fā)電機層布置要求確定廠房的寬度，而在低 水頭水電站中常由下部塊體結(jié)構(gòu)確定廠房寬度。二、主廠房的高度及各層高程的確定水電站廠房的各層高程中，起基準(zhǔn)作用的高程是水輪機安裝高程。水輪 機的安裝高程確定以后，其他高程就可逐個確定下來。1.水輪機的安裝高程水輪機的安裝高程是一個基準(zhǔn)高程，與水輪機的型式、承諾吸出高度和 電站下游尾水位等有關(guān)。其運算公式為：V

50、f = “. + H $ + X(12-2)VH、=10 (b + zXb)”(m)(12-3)900式中Vr水輪機安裝高程，m：VH.水電站正常運行時可能顯現(xiàn)的最低下游水位，一樣可取臺機組的過流量相應(yīng)的尾水位，m；H,水輪機承諾吸出高度，m：。一一氣蝕系數(shù)，依照水輪機特性曲線確定：Ao-氣蝕系數(shù)的 修正值，由水輪機廠家提供；H運算水頭，m：V水電站廠房所在地點的海拔高程。X水輪機壓力最低點與安裝高程之間的高差，與水輪機的型式有 關(guān)，見圖11-23 oX=l川2混流式水輪機(12-4)X=0.41Di軸流式水輪機(12-5)水輪機的安裝高程確定以后，就能夠依據(jù)結(jié)構(gòu)和設(shè)備的布置要求確定各 層高程

51、了。主廠房的各層高程見圖11-24。圖1123不同類型的水輪機吸出高度(a)豎軸混流式水輪機：(b)豎軸軸流式水輪機：A壓力最低點2 .主廠房基礎(chǔ)開挖高程/從水輪機安裝高程，向下減去尾水管的尺寸(生+自)，再減去尾水管 底板混凝土厚度人(依照地基性質(zhì)和尾水管結(jié)構(gòu)形式而定)，就得到廠房基礎(chǔ) 開挖高程V/?？捎孟率奖硎荆篤f = Vr -(/13+A2+ hi)(12-6)3 .水輪機層地面高程H水輪機層設(shè)計的原則是要保證蝸殼頂部混凝土的強度，因此要求蝸殼頂 部混凝土要有足夠的厚度，一樣不低于1.0m,從水輪機安裝高程丁向上加 上蝸殼進口半徑和蝸殼頂部混凝土層厚度1%可得水輪機層地面高程。金 屬蝸

52、殼的愛護層一樣許多于l.Omo混凝土蝸殼頂板厚依照結(jié)構(gòu)運算決定， 或依照國內(nèi)外已建電站的體會采納，然后在結(jié)構(gòu)設(shè)計時進行復(fù)核。中央控制室的或廊道油開關(guān)室集水井迸人孔圖1124主廠房的各層高程示意圖水輪機層地面高程一樣取100mm的整倍數(shù)?？捎孟率奖硎?(12-7)4 .發(fā)電機裝置高程V。從水輪機層地而高程加上發(fā)電機機墩進人孔高度兒（一樣取18n2.0m） 和進人孔頂部厚度/%（混凝土強度要求，一樣為1.0m左右），就可得發(fā)電機 定子裝置高程。可用下式表示：弓=V）+hs+hs（12-8）式中h5還須滿足水輪機層附屬設(shè)備油氣水管道和發(fā)電機出線布置要求的高 度。5 .發(fā)電機層樓板高程發(fā)電機層地面高程

53、除應(yīng)滿足發(fā)電機層布置要求外，還應(yīng)考慮水輪機層設(shè)備布置及母線電纜的敷設(shè)和下游尾水位阻礙。一樣情形下，發(fā)電機層樓板高程應(yīng)滿足下列條件：（1）保證水輪機層的凈高許多于3.54.0m,否則發(fā)電機出線和油氣水 管道布置困難。假如發(fā)電機層樓板而與水輪機層地而之間加設(shè)出線層，則出 線層底而到水輪機層地而凈高也不宜少于3.5m。（2）保證下游設(shè)計洪水不淹廠房。一樣情形下，發(fā)電機層樓板而和裝配 場樓板而高程齊平。大中型水電站廠房總是期望將發(fā)電機層樓板而設(shè)在下游 設(shè)計洪水位以上0.51.0m（由廠房等級而定）。上述條件并不是在任何情形下均必須滿足的。有的河流洪水期與枯水期 水位相差懸殊，山區(qū)河流專門是如此，因而在

54、這種情形下將發(fā)電機層樓板面 設(shè)在下游設(shè)計洪水位以上是不經(jīng)濟的。如此不僅會增加廠房下部結(jié)構(gòu)部分的 混凝上工程量，而且機組主軸增長，既增加金屬的消耗，又對機組運行穩(wěn)固 性帶來不利。這時，可將發(fā)電機層樓板而高程布置在下游設(shè)計洪水位以下。 但必須在廠房大門和對外的交通口，設(shè)置臨時性插板以擋洪水：窗臺下的墻 體采納混凝土防滲，沿進廠的交通道路設(shè)防水塔：或者將裝配場樓板面高動 身電機層樓板而并高于洪水位。6 .起重機（吊車）的安裝高程起重機的安裝高程是指吊車軌頂高程，它是確定主廠房上部結(jié)構(gòu)高度的 重要因素。它取決于下列要求：機組拆卸檢修起吊最大和最長部件（往往是 發(fā)電機轉(zhuǎn)子帶輪或水輪機轉(zhuǎn)輪帶軸）時與固定的

55、機組、設(shè)備、墻、柱、地而 之間保持水平凈距0.3m,垂直凈距0.61.0m（如采納剛性夾具，垂直凈距 可減小為0.250.5m）,以免由于掛索放松或吊件擺動而碰壞設(shè)備或墻柱； 另一方面在裝配場檢修變壓器時，還需滿足吊起變壓器鐵芯所需要的高度。 可用下式表示（見圖11-25 ）：V c = V 2 + /?7 + + 0 + "11（12-9）式中hl發(fā)電機定子高度和上機架高度之和（假如發(fā)電機定子為埋入式布置，加就僅為上機架的高度）：自一一吊運部件與固定的機組或設(shè)備間的垂直凈距：尿一一最大吊運部件的高度；/no吊運部件與吊鉤間的距離(一樣在1.01.5m左右)，取決于 發(fā)電機起吊方式和

56、掛索、卡具，如圖11-25：/m主鉤最高位置(上極限位置)至軌頂面距離，可從起重機要緊 參數(shù)表查出。發(fā)機謝tmcn(a)(W圖12-25 發(fā)電機起吊方式和掛索、卡具(a)懸掛式發(fā)電機帶軸轉(zhuǎn)子的起吊方式(b)傘式發(fā)電機帶軸轉(zhuǎn)子的起吊方式圖11-25中團2為起重機軌頂至小車頂面的凈空尺寸，能夠從起重機要 緊參數(shù)表查出：而加3為小車頂與屋面大梁或屋架下弦底面的凈距。當(dāng)采納 肋形結(jié)構(gòu)或屋架時，加3=0.20.3m(指屋架下弦底或屋面大梁底)，小車可在 兩根屋架間或兩極大梁間進行檢修；當(dāng)采納整片屋而厚板時，可在裝配場上 方留出小車檢修用的空間或在廠頂預(yù)留吊孔，而不必過多地抬高廠房的高 度。圖11-26兩臺吊不聯(lián)合運行利用平穩(wěn)梁大型水電站機組臺數(shù)較多，為了降低主廠房的高度，同時為幸免設(shè)置一 臺吊車起重量太大，常設(shè)兩臺吊車來吊裝發(fā)電機和水輪機。這時，用平穩(wěn)梁 做連接構(gòu)件。因此除了吊裝部件外，必須考慮平穩(wěn)梁的重量，通常約增加起重量的 10%。當(dāng)兩臺吊車聯(lián)合運行時，水輪機軸用法蘭連接于平穩(wěn)梁上，而發(fā)電機 轉(zhuǎn)子軸可穿過平穩(wěn)梁孔，用固定裝置連接在平穩(wěn)梁上（如圖11-26）。因此裝 有兩臺吊車的水電站廠房能夠降低軌頂高程，但在