水电站厂房二

第三篇水电站厂房(2)第六节主厂房的轮廓尺寸

水电站主厂房空间尺寸的设计原则是在满足设备布置和安装、维护、运行、管理的前提下，尽量减小厂房尺寸，降低造价。

一、主厂房平面尺寸的确定(一)主厂房的长度

L=nL0+L安

+△L

1．机组段长度L0机组段长度是指相邻两台机组中心线之间的距离——机组间距。

机组段间距一般由下部块体结构中水轮机蜗壳的尺寸控制，在高水头情况下常由发电机定子外径控制。

(1)当机组段间距由蜗壳尺寸控制时L0=蜗壳平面尺寸+2△l△l——蜗壳外混凝土结构厚度。混凝土蜗壳一般取0.8~1.0m，金属蜗壳一般可取1~2m，边机组段一般取1~3m。(2)当机组段间距由发电机定子外径控制时L0=D风+d

D风——发电机风罩外缘直径；d——相邻两风罩外缘之间通道的宽度，一般取1.5~2.0m。机组段长度应综合考虑厂房分缝、蜗壳和尾水管混凝土厚度的影响，水轮机层和发电机层的布置要求，包括排架柱的布置(每个机组段布置2-3跨排架)、调速器接力器坑布置要求、楼梯、楼板孔洞和梁格系统布置的要求。为了减小机组间距，最好不将调速器、油压装置和楼梯等布置在两台机组中间。2．边机组段加长△L=(0.1~1.0)D1由于外侧有主厂房的端墙，为了使机组设备和辅助设备处于桥吊工作范围内，远离安装间一端的机组段需要加长△L。

3．安装间长度安装间的宽度一般与主厂房相同，安装间的长度一般取L安＝(1.0～l.5)L0

(二)主厂房的宽度以机组中心线为界，将厂房宽度分为上游侧宽度Bs和下游侧宽度Bx。则厂房总宽度为

B=Bx+Bs

在确定Bs和Bx时，应分别考虑:

发电机层、水轮机层和蜗壳层三层的布置要求。(1)发电机层首先决定吊运转子(带轴)的方式，若由下游侧吊运，则厂房下游侧宽度主要由吊运之转子宽度决定。若从上游侧吊运，则上游侧较宽。发电机层交通应畅通无阻。主要通道宽2～3m，次要通道宽1～2m。在机旁盘前还应留有1m宽的工作场地，盘后应有0.8～1m宽的检修场地，以便于运行人员操作。(2)水轮机层一般上下游侧分别布置水轮机辅助设备(即油水气管路等)和发电机辅助设备(电流电压互感器、电缆等)。以这些设备布置后，不影响水轮机层交通来确定水轮机层的宽度。

(3)蜗壳层：一般由设置的检查廊道、进人孔等确定宽度。蜗壳和尾水管进人孔的交通要通畅，集水井水泵房设置应有足够的位置，以此确定蜗壳层平面宽度。(4)吊车标准宽度Lk：当宽度基本确定后，最后要根据尺寸相近的吊车标准宽度Lk验证，厂房宽度必须满足吊车安装的要求。一般在高水头电站中，常由发电机层布置要求确定厂房的宽度，在低水头水电站中常由下部块体结构确定厂房宽度。厂房宽度度的确定定部位BxBs发电机层Bx1Bs1水轮机层Bx2Bs2蜗壳层Bx3Bs3尾水管层Bx4Bs4最大值BxmBsmB=Bxm+Bsm二、主厂厂房的高高度及各各层高程程的确定定水轮机安安装高程程是水电电站厂房房的控制制高程。。1．水轮机安安装高程对混流式水水轮机X=b0/2对轴流式水水轮机X=0.41D1水轮机的安安装高程确确定以后，，就可以依依据结构和和设备的布布置要求确确定各层高高程了。2．主厂房基基础开挖高高程=▽T-(h3+h2+h1)(h2+h3)——尾水管的尺尺寸；h1——尾水管底板板混凝土厚厚度(根据地基性性质和尾水水管结构形形式而定，，一般取1~2m)3．水轮机层层地面高程程▽S=▽T+h4h4=蜗壳进口半半径+蜗壳顶部混混凝土层厚厚度。金属属蜗壳顶部部混凝土≥1.0m，混凝土蜗蜗壳顶板厚厚根据结构构计算决定定。4．发电机装装置高程▽d=▽S+h5＋h6h5——发电机机墩墩进人孔高高度(一般取1.8m~2.0m)；还须满足足水轮机层层附属设备备、油气水水管道和发发电机出线线布置所要要求的高度度。h6——进人孔顶部部混凝土厚厚度(一般为1.0m左右)，5．发电电机层楼板板高程除应满足发发电机层布布置要求外外，还应满满足下列条条件：保证水轮机机层的净高高不少于3.5～4.0m，否则发电电机出线和和油气水管管道布置困困难。如果果发电机层层楼板面与与水轮机层层地面之间间加设出线线层，则出出线层底面面到水轮机机层地面净净高也不宜宜少于3.5m。保证下游设设计洪水不不淹厂房。。一般情况下下，发电机机层楼板面面和装配场场楼板面高高程齐平。。当河流洪水水期与枯水水期水位相相差悬殊，，若将发电电机层楼板板面设在下下游设计洪洪水位以上上是不经济济的。会增增加厂房下下部结构部部分的混凝凝土工程量量。将发电机层层楼板面高高程布置在在下游设计计洪水位以以下。在厂房大门门和对外的的交通口，，设置临时时性插板以以阻挡洪水水；沿进厂厂的交通道道路需设防防水墙。6．起重机(吊车)的安装高程程▽Ch7——发电机定子子高度和上上机架高度度之和(如果发电机机定子为埋埋入式布置置，h7就仅为上机机架的高度度)；h8——吊运部件与与固定的机机组或设备备间的垂直直净距；水水平净距0.3m，垂直净距距0.6～1.0m(如采采用用刚刚性性夹夹具具，，为为0.25～0.5m)h9———最大大吊吊运运部部件件的的高高度度(往往往是是发发电电机机转转子子带带轮轮或或水水轮轮机机转转轮轮带带轴轴)；h10———吊运运部部件件与与吊吊钩钩间间的的距距离离(一般般在在1.0～1.5m左右右)，取取决决于于发发电电机机起起吊吊方方式式和和挂挂索索、、卡卡具具；；h11———主钩钩最最高高位位置置(上极极限限位位置置)至轨轨顶顶面面距距离离，，可可从从起起重重机机要要参参数数表表查查出出。。起重重机机7．屋屋顶顶高高程程屋屋顶顶高高程程▽R应根根据据屋屋顶顶结结构构尺尺寸寸和和形形式式确确定定，，并并应应满满足足起起重重机机部部件件安安装装与与检检修修、、厂厂房房吊吊顶顶和和照照明明设设施施布布置置等等要要求求。。▽R=▽C+h12+h13h12———小车车高高度度；；h13———为检检修修吊吊车车需需要要在在小小车车上上方方留留有有距距离离，，一一般般取取0.5m。再考考虑虑屋屋顶顶结结构构，，确确定定厂厂房房建建筑筑顶顶部部高高程程。。确定定厂厂房房尺尺寸寸需需要要注注意意的的几几个个问问题题厂房房的的长长、、宽宽、、高高个个方方向向的的尺尺寸寸是是相相互互联联系系的的，，任任何何一一个个尺尺寸寸的的变变化化都都会会导导致致其其他他尺尺寸寸的的变变动动。。确定厂厂房尺尺寸的的过程程中，，可能能需要要反复复修改改。上述确确定厂厂房尺尺寸的的基本本原则则和规规律，，要灵灵活运运用，，全面面分析析，决决不能能简单单套用用，照照搬照照抄。。上面给给出的的确定定高程程或尺尺寸的的计算算公式式，仅仅仅是是反应应了其其原理理，不不能简简单背背诵或或套用用。某些经经验公公式多多是根根据统统计资资料得得出的的，常常用于于预可可行性性研究究阶段段或方方案比比较中中。第七节节副副厂房房为了保保证机机组正正常运运行，，在主主厂房房近旁旁布置置的各各种辅辅助机机电设设备、、控制制、试试验、、管理理和运运行人人员工工作和和生活活的房房间，，称为为副厂厂房。。(一)副厂房房的组组成副厂房房的组组成、、面积积和内内部布布置取取决于于电站站装机机容量量、机机组台台数、、电站站在电电力系系统中中的作作用等等因素素。大型水水电站站的副副厂房房，按按性质质可分分为三三类：：直接生生产副副厂房房，检修试试验副副厂房房，辅辅助用用房1、直接接生产产副厂厂房中央控控制室室，继继电保保护盘盘室，，电缆缆室，，蓄电电池室室，酸酸室和和套间间，蓄蓄电池池的通通风机机室，，充电电机室室，计计算机机室，，载波波通讯讯室，，油、、水、、气系系统，，厂内内变压压器室室，巡巡回检检测装装置室室等。。2、检修修试验验副厂厂房继电保保护试试验室室，精精密仪仪器试试验室室，测测量表表计试试验室室，高高压试试验室室，电电工修修理间间，机机械修修理间间，电电气工工具间间，油油化验验室，，水化化实验验室等等。3、辅助用房房交接班室，运运行分场，检检修分场，水水工分场，总总工程师室，，厂长室，生生产技术科，，会议室，资资料室，厕所所、盥洗室。。二、副厂房的的位置副厂房的位置置应紧靠主厂厂房，基本上上布置在主厂厂房的上游侧侧，下游侧和和端部，可集集中一处，也也可分两处布布置。(1)主厂房的上游游侧。适用于于坝后式水电电站。(2)尾水管顶板上上。影响主厂厂房的通风、、采光，需加加长尾水管管，从而增加加工程量。由由于尾水管在在机组运行时时振动较大，，不宜布置中中央控制室及及继电保护设设备。(3)主厂房的两端端。当机组台台数多时，这这种布置会增增加母线及及电缆的长长度。三、几个主要要的副厂房布布置中央控制室(简称中控室)一般布置控制制盘、直流盘盘、继电保护护盘和信号盘盘、厂用盘、、自动调频盘盘等。位置要便于电电站的控制、、监视并迅速速消除故障，，电缆长度尽尽量短，一般般布置在发电电机层的中部部。中控室不不宜布置在主主变压器场的的下层或尾水水平台上。中控室要求宽宽敞明亮、干干燥舒适、安安静，具有良良好的工作环环境。面积根据电电站规模、、性质和对对电站的要要求而定，，一般为60~100m2。室内净高高一般为4~5m。集缆室(电缆夹层)布置在中控控室和继电电保护盘室室的下层，，面积等于于或稍小于于中央控制制室。室内只有电电缆和电缆缆吊架，布布置简单，，室内净高高一般为2~3m。安全出口不不少于两个个，并应做做好防潮设设计。继电保护盘盘室布置在中控控室附近，，当开关站站距主厂房房较远，尤尤其是在高高程相差很很大情况下下，可将输输电线路保保护盘室布布置在开关关站。发电机电压压配电装置置室(低压开关室室)主要布置发发电机电压压母线和发发电机电压压断路器等等设备，通通常这些设设备成套地地集成于一一个金属柜柜中，称为为开关柜。。开关柜布置置在高度为为4~5m、宽度为为6~8m的房间中中。低压开关关室的位位置布置置在主变变压器与与发电机机之间，，与发电电机层同同高程的的副厂房房内。要满足通通风、防防潮、防防火、防防爆的要要求。长度超过过7m时，须在在两端设设出口，，超过60m或通向防防爆间隔隔通道长长度大于于40m时，宜设设三个出出口，门门朝外开开，两个个出口相相距不宜宜超过30m。耐火火等级级不应应低于于2级。尽尽量采采用自自然通通风。。通讯室室及远远动装装置室室当输电电电压压在110kV以上时时，为为了电电站与与系统统调度度中心心联系系，由由系统统调度度中心心指挥挥电站站运行行，专专设载载波电电话通通讯室室、自自动电电话交交换机机室、、微波波或其其他无无线电电通讯讯室和和远动动装置置室等等。这些房房间要要毗邻邻于中中控室室且在在同一一高程程，室室内最最小高高度为为3.2～3.5m。要求求防尘尘防震震，避避免过过大的的噪声声、不不应与与蓄电电池室室或强强电设设备邻邻近。。微波或或其他他无线线电通通讯室室，应应在其其屋顶顶或附附近设设无线线或微微波发发射塔塔。直流流设设备备室室包括括蓄蓄电电池池室室、、储储酸酸室室、、充充电电机机室室、、通通风风机机室室及及套套间间等等。。这这些些房房间间作作为为整整套套布布置置在在一一起起，，一一般般布布置置在在副副厂厂房房的的一一端端，，并并靠靠近近用用电电设设备备，，以以缩缩短短直直流流配配电电盘盘的的电电缆缆长长度度。。不允许布置置在中控室室、配电装装置室（开开关室）和和通讯室的的上方，以以免酸性残残液渗到下下面房间。。蓄电池室。采用人工工照明，不不设窗户。。门窗、墙墙壁、顶棚棚、蓄电池池台架和调调配池均应应用耐酸材材料铺设，，地面和墙墙裙用白色色瓷砖铺设设。储酸室应尽量靠近近蓄电池室室。酸室一一般用套间间与其他房房间分开，，墙壁要较较厚，地板板、墙壁、、顶棚要考考虑耐酸问问题。通风机室和套间，应应采用单独独的通风系系统。充电机室最好布置在在与蓄电池池室毗邻的的房间内。。厂用用电电设设备备室室厂用用变变压压器器可可布布置置在在厂厂外外主主变变压压器器旁旁；；如如厂厂内内有有空空间间，，也也可可布布置置在在厂厂内内，，尽尽可可能能靠靠近近开开关关室室，，以以缩缩短短连连接接母母线线的的长长度度。。每台台厂厂用用变变压压器器应应布布置置在在防防火火、、防防爆爆的的单单独独小小间间，，并并与与水水轮轮机机层层同同高高，，且且设设专专用用走走廊廊。。厂厂变变一一般般就就地地检检修修，，门门朝朝外外开开，，地地面面有有2％坡坡度度倾倾向向集集油油槽槽(干式式变变压压器器可可不不设设坡坡)。厂用用高高压压成成套套开开关关柜柜，，通通常常布布置置在在水水轮轮机机层层母母线线室室附附近近，，不不宜宜布布置置在在发发电电机机层层或或距距中中控控室室太太近近。。厂厂用用低低压压配配电电装装置置，，又又称称动动力力盘盘，，一一般般应应集集中中布布置置在在单单独独房房间间。。第八节采采光、、通风、、交通及及防火一、采光地面厂房房尽可能能采用自自然采光光，主副副厂房考考虑开窗窗。窗户尺寸寸：高度度不小于于房间进进深的1/4，，宽度不不要太小小，以使使照明均均匀。窗户位置置：构架架柱之间间的墙上上，下槛槛在发电电机层楼楼板以上上1~2m。日光不要要直接照照射在仪仪表盘上上。夜间及水水下部分分的房间间，采用用人工照照明。人工照明明分为工工作照明明、事故故照明、、安全照照明、检检修照明明和警卫卫照明。。中央控制制室的照照明不能能在仪表表上产生生反光。。二、通风风地面厂厂房尽尽量自自然通通风，，达不不到要要求时时采用用人工工通风风。某些产产生热热量较较多的的房间间(如如变压压器室室)或产生生有害害气体体的房房间(如蓄蓄电池池室、、油处处理室室等)，采采用人人工通通风。。主副厂厂房的的通风风量根根据设设备的的发热热量、、散湿湿量和和送排排风参参数等等决定定。水水轮机机层等等潮湿湿部位位以排排湿为为主，，产生生有害害气体体的房房间设设置专专门的的排风风系统统。人工通风系系统的进风风口要设在在排风口上上风，低于于排风口但但高于室外外地面2m以上，考虑虑防虫防灰灰沙。主通风机室室噪音较大大，要远离离中控室和和载波机室室。三、取暖厂内温度不不能太低，，以保证机机电设备正正常运行。。冬季水电站站正常发电电时，机电电设备发出出的热量可可满足发电电机层、出出线层、水水轮机层、、母线道等等处的热量量需求。发热量不足足的房间，，用电辐射射或电热取取暖。中央控制室室一般装设设空气调节节器，冬季季取暖，夏夏季制冷。。蓄电池室、、油处理室室的取暖必必须满足防防火和防爆爆的要求。。四、防潮过分潮湿可可能会造成成电气设备备短路、误误动作或失失灵，加速速设备的锈锈蚀，使工工作条件恶恶化。地面厂房水水下部分要要注意防潮潮，坝内及及地下厂房房的防潮问问题更为突突出。防潮措施：：防渗防漏。。混凝土满满足抗渗要要求，必要要时加设防防潮夹层，，减少设备备漏水，伸伸缩缝加设设止水，冷冷却水管、、混凝土墙墙等有结露露滴水的要要用绝缘材材料包扎。。加强排水，，加强通风风。局部烘烤。。主要用于于防止设备备受潮。五、厂内交交通对外交通用用大门。大大门平常关关闭，以保保持厂房的的清洁、干干燥和温度度。常用平平推门、上上卷门等活活动钢门。。安排各种房房间的开门门部位要考考虑防火的的安全出口口，其净宽宽不小于0.8m，门向外开。。可能产生负负压的房间间，如闸门门室，门最最好向里开开。主厂房内各各层及副厂厂房中布置置机电设备备的房间，，都要设有有过道，以以便运输设设备、安装装检修，并并供工作人人员通行。。发电机层和和水轮机层层设置贯通通全场的通通道，其宽宽度为1~2m。此外，还要要设置吊物物孔、蝶阀阀吊孔、水水泵吊孔等等。五、厂内交交通(续)不同高程各各层之间可可以设斜坡坡道、楼梯梯、攀梯、、转梯或者者电梯。斜坡道在20°以下，最好好为12°。楼梯的坡度度一般为20°~46°，以34°为宜。单人楼梯宽宽0.9m，双人并行行1.2~1.4m。每台机组最最好有专用用楼梯，至至少两台机机组设一座座。楼梯的的位置要保保证运行人人员巡视方方便，并保保证事故时时迅速到达达现场。只供少数人人员使用或或很少使用用的楼梯可可做成钢攀攀梯或转梯梯，电梯适适用于厂房房高度较大大或各层高高差较大时时。六、防火保保安要特别重视视。各种建筑物物及设备的的布置及设设计，要符符合防火保保安的专门门规定还要要满足国防防上的特殊殊要求。主副厂房各各层至少设设两个安全全出口，布布置疏散用用的走廊及及楼梯、消消防用的通通道及消防防器材，装装设事故照照明。厂房内的油油库要用防防火墙隔开开，墙的厚厚度大于0.3m，立柱的尺尺寸大于0.4m，门要能防防火。为了防止事事故中燃油油外流扩大大火势，油油库门要设设拦油槛，，其高度应应能使油库库形成一只只最大油桶桶油量的容容积，并有有相应的油油水排出设设施。要有有足够的消消防器材。。蓄电池室要要符合防火火防爆的要要求，有对对外的窗户户。第九节厂厂区布置厂区布置是是指水电站站的主厂房房、副厂房房、主变压压器场、高高压开关站站、引水道道、尾水水道及厂区区交通的相相互位置的的安排。一、主厂房房主厂房是厂厂区的核心心，对厂区区布置起决决定性作用用。其位置置要综合考考虑地形、地质质、水流条条件、施工工导流方案案和场地布布置、电站站的运行管管理等因素，注注意厂区的的协调配合合。二、引水道道、尾水道道及对外交交通线路的的布置引水道一般为正向向引水，尽尽可能保证证进、出水水水流平顺顺。当水管管直径很小小时且根数数较少时，，也可侧向向引水；尾水渠一般为明渠渠，正向将将尾水导入入下游河道道，少数情情况也可侧侧向导入下下游河道。。对外交通一般为公路路，也有的的采用铁路路或水路的的。引水式式厂房一般般沿河岸布布置，进厂厂公路可沿沿等高线从从厂房一端端进入厂房房。坝式电电站进厂公公路一般从从下游侧进进入。公路、铁路路要直接通通入主厂房房的安装间间，临近厂厂房一段应应是水平，，长度不小小于20m，并有回车车场地。公公路的坡度度不宜大于于10%~12%，转弯半径径大于20m。四、主变压压器(一)主变压器场场的布置原原则主变压器的的位置应结结合安装、、检修运输输、消防通通道、进线线出线、防防火防爆要要求确定。。(1)尽量靠近厂厂房，以缩短昂昂贵的发电电机电压母母线长度，，减小电能能损失和故故障机会，，并满足防防火、防爆爆、防雷、、防水雾和和通风冷却却的要求，，安全可靠靠；(2)尽量与安装装间在同一一高程上，便于主变变压器的运运输、安装装和利用轨轨道推进厂厂房的安装装间进行检检修；(3)变压器的运运输和高压压侧出线要要方便，且变压器器之间要留留必要空间间。(4)高程应高于于下游最高高洪水位，且四周设设置排水沟沟。(二)升压变压器器可能布置置的位置坝后式厂房房，可以利利用厂坝之之间的空间间布置主变变。河床式厂房房，由于尾尾水管较长长，可将主主变布置在在尾水平台台上，这时时尾水平台台的宽度，，应使主变变在检修移移出时符合合最小安全全净距的要要求(详见电气设设备规范)。引水式地面面厂房，变变压器场可可能的位置置是厂房的的一端进厂厂公路旁、、尾水渠旁旁、厂房上上游侧或尾尾水平台上上。由于地形和和场地的限限制，个别别水电站有有将主变压压器布置在在厂房顶上上。地下厂厂房的主变变压器可布布置在地下下洞室内。。四、高压开开关站高压开关站站布置各种种高压配电电装置和保保护设备。。如电缆、母母线、各种种互感器、、各种开关关继电保护护装置、防防雷保护、、输电线路路以及杆塔塔构架。高压开关站站一般为露露天布置。。应尽量靠靠近主变压压器场和中中央控制室室，且在同同一高程上上。通常布置在在附近山坡坡上，也有有布置在主主厂房顶上上的。当地形较陡时时，可布置成成阶梯式和高高架式，以减减少挖方。当当高压出线不不止一个等级级，可分设两两个或多个开开关站。新安江水电站站高压开关站站第十节装装置冲击式水水轮机的地面面厂房一、竖轴冲击击式水轮机厂厂房布置水头超过400-600m时，受气蚀条条件限制，反反击式水轮机机不适用，多多采用冲击式式水轮机。冲击式水轮机机安装高程较较高，尾水道道结构简单，，而引水管道道较复杂，这这都会影响到到厂房的结构构与布置。冲击式水轮发发电机组可以以竖轴布置，，也可以卧轴轴布置，但大大中型机组常常采用卧轴布布置。水电站水头=上游水位-喷嘴出口高程程(非下游水位)以磨坊沟二级级电站为例介介绍。磨坊沟沟二级级水电电站厂厂区布布置磨坊沟沟二级级电站站该水电电站设设计水水头458m，装置置3台12500kW机组，，水轮轮机型型号为为CJP2-L-170/2×15。由于该该水电电站的的水头头较高高，管管线较较长，，由一一根露露天压压力钢钢管供供水，，斜向向引近近厂房房，钢钢管在在厂房房前拐拐76°的弯，然然后分岔岔为三根根通入厂厂房。这种布置置的优点点在于万万一压力力钢管破破裂，顺顺山坡冲冲下来的的水流可可从厂房房一端排排人河道道，不致致直冲厂厂房。该水电站站的副厂厂房布里里在主厂厂房的上上游侧，，主变压压器在厂厂房一端端进厂公公路旁。。公路沿沿等高线线方向由由厂房端端部接入入主厂房房装配场场。厂房房附近山山坡陡峻峻，高压压开关站站布置在在厂房上上游边距距主变压压器约300m处公路旁旁。磨坊沟二二级水电电站厂房房横剖面面喷嘴喷出出的水流流落入尾尾水渠，，使尾水水渠水面面发生波波动。要要使转轮轮不受振振荡水面面的影响响，转轮轮底缘必必须比波波浪水面面至少高高出0.5~1.0m，该高度度称排出出高度。。水斗式水水轮机的的安装高高程由设设计最高高尾水位位、排出出高度和和1/2转轮直径径(卧轴机组组