水電站廠房設(shè)計(jì)

1、水電站廠房設(shè)計(jì)、 水電站廠房的任務(wù)水電站廠房是將水能轉(zhuǎn)為電能的綜合工程設(shè)施，包括廠房建筑、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)站等，也是運(yùn)行人員進(jìn)行生產(chǎn)和活動(dòng)的場(chǎng)所。水電站廠房的主要任務(wù)：(1)將水電站的主要機(jī)電設(shè)備集中布置在一起， 使其具有良好的運(yùn)行、管理、安裝、檢修等條件。(2)布置各種輔助設(shè)備，保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，保證發(fā)電質(zhì)量。(3)布置必要的值班場(chǎng)所，為運(yùn)行人員提供良好的工作環(huán)境。、 水電站廠房的組成（一）從設(shè)備布置和運(yùn)行要求的空間劃分主廠房：布置水電站的主要?jiǎng)恿υO(shè)備（水輪發(fā)電機(jī)組）和各種輔助設(shè)備，設(shè)置裝配場(chǎng)（安裝間）。副廠房：布置控制設(shè)備，電氣設(shè)備和輔助設(shè)備，是水電站運(yùn)行、控制、 監(jiān)視、

2、通訊、 試驗(yàn)、 管理和工作的房間。主變壓器場(chǎng)：裝設(shè)主變壓器的地方。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。高壓開關(guān)站：裝設(shè)高壓開關(guān)、高壓母線、和保護(hù)措施等設(shè)備的場(chǎng)所，高壓輸電線由此送往用戶。此外廠房樞紐中還有：進(jìn)水道、尾水道和交通道路等。水電站主廠房、副廠房、主變壓器場(chǎng)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，一般稱廠區(qū)樞紐。（二）從設(shè)備組成的系統(tǒng)劃分水電站廠房內(nèi)的機(jī)械及水工建筑物共分五大系統(tǒng)(1)水流系統(tǒng)。水輪機(jī)及其進(jìn)出水設(shè)備，包括壓力管道、水輪機(jī)前的進(jìn)水閥、蝸殼、水輪機(jī)、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(jī)及其引出線、母線、發(fā)電機(jī)電

3、壓配電設(shè)備、主變壓器和高壓開關(guān)站等。(3)電氣控制設(shè)備系統(tǒng)。即電氣二次回路系統(tǒng)，包括機(jī)旁盤、勵(lì)磁設(shè)備系統(tǒng)、中央控制室、各種控制及操作設(shè)備如各種互感器、表計(jì)、繼電器、控制電纜、自動(dòng)及遠(yuǎn)動(dòng)裝置、通迅及調(diào)度設(shè)備等直流系統(tǒng)。(4)機(jī)械控制設(shè)備系統(tǒng)。 包括水輪機(jī)的調(diào)速設(shè)備， 如接力器及操作柜，事故閥門的控制設(shè)備，其它各種閘門、減壓閥、攔污柵等操作控制設(shè)備。(5)輔助設(shè)備系統(tǒng)。包括為了安裝、檢修、維護(hù)、運(yùn)行所必須的各種電氣及機(jī)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(jī)械修理室、 試驗(yàn)室、 工具間、 通風(fēng)采暖設(shè)備等。水電站廠房組成（設(shè)

4、備組成）（三）從水電站廠房的結(jié)構(gòu)組成劃分1平面：主機(jī)室+安裝間主機(jī)室：水輪發(fā)電機(jī)組及輔助設(shè)備布置在主機(jī)室，是運(yùn)行和管理的主要場(chǎng)所；安裝間：是水電站機(jī)電設(shè)備卸貨、拆箱、組裝、檢修時(shí)使用的場(chǎng)地。2垂面：上部結(jié)構(gòu)+下部結(jié)構(gòu)(以發(fā)電機(jī)層樓板面為界)廠房橫剖面圖部結(jié)構(gòu)：大體積混凝土結(jié)構(gòu)，布置過流系統(tǒng)，是廠房的基礎(chǔ)。三、水電站廠房的基本類型(一)根據(jù)廠房與擋水建筑物的相對(duì)位置及其結(jié)構(gòu)特征，可分為三種基本類型：1引水式廠房特征：發(fā)電用水來自較長的引水道，廠房遠(yuǎn)離擋水建筑物，一般位于河岸。如若將廠房建在地下山體內(nèi)，則稱為地下廠房。我國的第一座水電站云南昆明石龍壩引水電站2壩后式廠房特征：廠房位于攔河壩的下游，

5、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。壩后廠房有時(shí)為了解決泄水建筑物布置與廠房建筑物布置之間的矛盾，可將廠房布置成以下型式：(1)溢流式廠房。將廠房頂作為溢洪道，成為壩后溢流式廠房。溢流廠房部結(jié)構(gòu)：與工業(yè)廠房基本相似，基本上是板、梁、柱結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；(2)壩內(nèi)式廠房。廠房移入溢流壩體空腹內(nèi)。壩內(nèi)廠房鳳灘壩內(nèi)廠房3河床廠房廠房位于河床中，成為擋水建筑物的一部分。河床式廠房（二）按機(jī)組主軸的裝置方式分：立式機(jī)組廠房和臥式機(jī)組廠房。第二節(jié) 水電站廠房設(shè)計(jì)程序我國大中型水電站的設(shè)計(jì)一般分四個(gè)階段：預(yù)可行性研究、可行性研究、招標(biāo)設(shè)計(jì)、施工詳圖。預(yù)可行性研究：在河流規(guī)劃和地區(qū)電

6、力負(fù)荷發(fā)展預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì) 擬建電站的建設(shè)條件進(jìn)行研究，該水電站在近期興建的必要性、技 術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性。此階段對(duì)廠房不進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，只選定電站的規(guī)模，初選樞紐布置和廠房型式，繪出廠房在樞紐中的位置。可行性研究：通過方案比較選定樞紐的總體布置及其參數(shù)，決定建 筑物的型式和控制尺寸，選擇施工方案、進(jìn)度和總布置，并編制工程投資預(yù)算，闡明工程效益。此階段中，對(duì)廠房設(shè)計(jì)要求是根據(jù)選定機(jī)組機(jī)型、電氣主接線圖及 主要機(jī)電設(shè)備，初步?jīng)Q定廠房的型式、布置及輪廓尺寸，繪出廠區(qū) 及廠房布置圖，進(jìn)行廠房穩(wěn)定計(jì)算及必要的結(jié)構(gòu)分析，提出廠房工程地質(zhì)處理措施。招標(biāo)設(shè)計(jì)：對(duì)可行性研究中遺留進(jìn)行必要的修改和補(bǔ)充，

7、落實(shí)選定 方案工程建設(shè)的技術(shù)、施工措施，提出較詳細(xì)的工程圖紙和分項(xiàng)工 程的工程量，提出施工、制造與安裝的工藝技術(shù)要求以及永久設(shè)備購置清單，編制招標(biāo)文件。施工詳圖：陸續(xù)對(duì)各項(xiàng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)部設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算，并擬定具體 的施工方法，繪出施工詳圖。在此階段，要進(jìn)行廠房每個(gè)構(gòu)件的細(xì) 部設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算，最終確定廠房各部分尺寸。對(duì)于招標(biāo)設(shè)計(jì)中的基本決定，一般不會(huì)有重大改變。、發(fā)電機(jī)類型及傳力方式（一）懸掛式發(fā)電機(jī)推力軸承位于轉(zhuǎn)子上方，支承在上機(jī)架上。發(fā)電機(jī)的傳力方式為：轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量（發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、 勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子、 水輪機(jī)轉(zhuǎn)固定部分重量（推力軸承、上機(jī)架、發(fā)電機(jī)定子、勵(lì)磁機(jī)定子）懸掛式發(fā)電機(jī)（二）傘式發(fā)電機(jī)推力軸承

8、位于轉(zhuǎn)子下方，設(shè)在下機(jī)架上。1普通傘式。有上下導(dǎo)軸承。發(fā)電機(jī)的傳力方式為：機(jī)架只支撐上導(dǎo)軸承和勵(lì)磁機(jī)定子。第三節(jié)水輪發(fā)電機(jī)輪）推力頭 推力軸承定子外殼機(jī)座；定子外殼機(jī)座。機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量推力頭和推力軸承下機(jī)架機(jī)座。2半傘式。有上導(dǎo)軸承，無下導(dǎo)軸承。發(fā)電機(jī)通常將上機(jī)架埋入發(fā)電機(jī)層地板以下。3全傘式。無上導(dǎo)軸承，有下導(dǎo)軸承。機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量通過推力軸承的支撐結(jié)構(gòu)傳到水輪機(jī)頂蓋上，通過頂蓋傳給水輪機(jī)座環(huán)。二、發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)作用：向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子供給形成磁場(chǎng)的直流電源。勵(lì)磁系統(tǒng)：勵(lì)磁機(jī)、勵(lì)磁盤(1)勵(lì)磁機(jī)直流發(fā)電機(jī)。 勵(lì)磁方式有采用與水輪發(fā)電機(jī)同軸的勵(lì)磁機(jī)的直接勵(lì)磁系統(tǒng)。(2)勵(lì)磁盤控制設(shè)備和自動(dòng)調(diào)整裝置的配電盤。、發(fā)電機(jī)的支承結(jié)構(gòu)(機(jī)座或機(jī)墩)1機(jī)座作用： 將發(fā)電機(jī)支承在預(yù)定位置上， 并為機(jī)組的運(yùn)行、 維護(hù)、安裝和檢修創(chuàng)造條件。2要求：具有足夠的強(qiáng)度和剛度，具有良好的抗振性能。3常見的機(jī)座形式：(1)圓筒式機(jī)座：結(jié)構(gòu)形式為厚壁鋼筋混凝土圓筒，其壁厚在以上。優(yōu)點(diǎn)：剛度較大，抗振、抗扭性能較好。缺點(diǎn)：水輪機(jī)直徑較小時(shí)，水輪機(jī)的安裝、