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1、第七章第七章 水电站厂房设计水电站厂房设计7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型水电站厂房的任务、组成及基本类型7.2 主厂房设备主厂房设备7.3 立式机组主厂房的布置立式机组主厂房的布置7.4 主厂房的轮廓尺寸主厂房的轮廓尺寸7.5 卧式机组厂房的布置卧式机组厂房的布置7.6 副厂房的布置副厂房的布置7.7 厂房的采光、通风、交通及防火厂房的采光、通风、交通及防火7.8 厂区布置厂区布置水电站厂房水电站厂房 q水电站厂房是将水能转为电能的综合工程设施，水电站厂房是将水能转为电能的综合工程设施，包括厂房建筑、水轮机、发电机、变压器、开关包括厂房建筑、水轮机、发电机、变压器、开关站等，也是运行
2、人员进行生产和活动的场所。站等，也是运行人员进行生产和活动的场所。湖北水利水电职业技术学院7.1.1 水电站厂房的任务水电站厂房的任务q1.将水流平顺地引进水轮机将水流平顺地引进水轮机q2.使水能转变成可供用户使用的电能使水能转变成可供用户使用的电能q3.将各种必需的机电设备安置在恰当的位置，创将各种必需的机电设备安置在恰当的位置，创造良好的安装、检修及运行条件，为运行人员提造良好的安装、检修及运行条件，为运行人员提供良好的工作环境供良好的工作环境7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型水电站厂房的任务、组成及基本类型湖北水利水电职业技术学院7.1.2 水电站厂房的组成水电站厂房的组成q1.根
3、据设备布置和运行要求的空间划分根据设备布置和运行要求的空间划分v主厂房主厂房：安装水轮发电机组及各种辅助设备的房间。：安装水轮发电机组及各种辅助设备的房间。v副厂房副厂房：布置各种运行控制设备和检修管理设备的房间，：布置各种运行控制设备和检修管理设备的房间，以及运行管理人员工作和生活的用房。以及运行管理人员工作和生活的用房。v主变压器场主变压器场：安装升压变压器的地方。：安装升压变压器的地方。v开关站开关站（户外高压配电装置）：安装高压配电装置的地方（户外高压配电装置）：安装高压配电装置的地方v引水道引水道v尾水道尾水道v对外交通对外交通q水电站主厂房、副厂房、主变压器场和高压开关站及厂水电站
4、主厂房、副厂房、主变压器场和高压开关站及厂区交通等，组成水电站厂区枢纽建筑物，一般称区交通等，组成水电站厂区枢纽建筑物，一般称厂区枢厂区枢纽纽。7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型水电站厂房的任务、组成及基本类型Next湖北水利水电职业技术学院主厂房主厂房q主厂房布置水电站的主要动力设备主厂房布置水电站的主要动力设备水轮发电机组和水轮发电机组和各种为了保证机组正常运行而设置的辅助设备，以及组各种为了保证机组正常运行而设置的辅助设备，以及组装机组、检修设备的装配场。是水电站厂房的重要组成装机组、检修设备的装配场。是水电站厂房的重要组成部分。部分。q主厂房从下到上分为：主厂房从下到上分为：尾水
5、管层、蜗壳层、水轮机层、尾水管层、蜗壳层、水轮机层、发电机层、起重机层发电机层、起重机层等。其中发电机层以下称为等。其中发电机层以下称为下部结下部结构构，发电机层以上称为，发电机层以上称为上部结构上部结构。q在长度方向可分为在长度方向可分为主机间、安装间主机间、安装间等。等。湖北水利水电职业技术学院上部结构上部结构下部结构下部结构下部块体结构下部块体结构Back湖北水利水电职业技术学院副厂房副厂房q副厂房是水电站运行、控制、副厂房是水电站运行、控制、监视、通讯、试验、管理和运监视、通讯、试验、管理和运行人员工作的房间，主要布置行人员工作的房间，主要布置控制设备、电气设备、辅助设控制设备、电气设
6、备、辅助设备等。备等。q根据厂房类型不同，副厂房可根据厂房类型不同，副厂房可以设置在主厂房的上游侧、靠以设置在主厂房的上游侧、靠河岸一端、有的房间可以设在河岸一端、有的房间可以设在主厂房下游侧，有的水电站讲主厂房下游侧，有的水电站讲一部分房间集中起来单独建在一部分房间集中起来单独建在岸边的楼房中。岸边的楼房中。Back湖北水利水电职业技术学院主变压器场主变压器场 从低压配电装置（或直接从发电机）引出的电通过电从低压配电装置（或直接从发电机）引出的电通过电缆接至升压变压器，升压后用架空线接到高压开关站，再缆接至升压变压器，升压后用架空线接到高压开关站，再输送给用户。输送给用户。 变压器应尽量变压
7、器应尽量布置在露天场地布置在露天场地，保证良好的通风条，保证良好的通风条件；最好能件；最好能靠近低压配电装靠近低压配电装置和主厂房置和主厂房，可减少事故几，可减少事故几率；其率；其场地高程最好与装配场地高程最好与装配厂高程一致厂高程一致，并有轨道相连，并有轨道相连，以便于将变压器运送到装配以便于将变压器运送到装配厂进行检修。厂进行检修。湖北水利水电职业技术学院主变压器场主变压器场湖北水利水电职业技术学院主变压器：将水轮主变压器：将水轮发电机发出的电能发电机发出的电能升压，以便由高压升压，以便由高压输电线路送往用电输电线路送往用电负荷区。负荷区。Back湖北水利水电职业技术学院开关站开关站 高压
8、开关站一般都布置成露天式的，所需要的场地面高压开关站一般都布置成露天式的，所需要的场地面积比较大。通常布置在厂房的下游河岸上，为便于运行人积比较大。通常布置在厂房的下游河岸上，为便于运行人员工作，应与厂房在同一岸。员工作，应与厂房在同一岸。 开关站的高程应高出洪开关站的高程应高出洪水位，最好与交通线高程一水位，最好与交通线高程一致，以便于开关设备的运输。致，以便于开关设备的运输。湖北水利水电职业技术学院开关站开关站Back湖北水利水电职业技术学院引水道引水道 水电站的引水道主要是水电站的引水道主要是指厂房的引水建筑物，如引指厂房的引水建筑物，如引水隧洞、压力钢管等。其作水隧洞、压力钢管等。其作
9、用是将发电用水引进厂房。用是将发电用水引进厂房。 引水道要保证进水水流引水道要保证进水水流平顺，少拐弯，水头损失尽平顺，少拐弯，水头损失尽量小，引水道长度尽量短，量小，引水道长度尽量短，减少材料用量和工程量，以减少材料用量和工程量，以节省投资。节省投资。Back湖北水利水电职业技术学院尾水道尾水道 水电站的尾水水电站的尾水道主要是指下游的道主要是指下游的引水建筑物，将发引水建筑物，将发电以后的水导入原电以后的水导入原来的河道。来的河道。湖北水利水电职业技术学院Back湖北水利水电职业技术学院对外交通对外交通 厂区施工期间运输建筑材料，安装及检修时运载设备厂区施工期间运输建筑材料，安装及检修时运
10、载设备必须设有行驶车辆的进场道路，如铁路、公路或船舶。必须设有行驶车辆的进场道路，如铁路、公路或船舶。Back湖北水利水电职业技术学院厂区枢纽厂区枢纽主厂房主厂房副厂房副厂房变电站变电站开开关关站站湖北水利水电职业技术学院7.1.2 水电站厂房的组成水电站厂房的组成q2.根据设备组成的系统划分（五个系统）根据设备组成的系统划分（五个系统）v水流设备系统水流设备系统：水轮机及其进出水设备系统。：水轮机及其进出水设备系统。l压力管道、主阀（如蝴蝶阀）、水轮机引水室（如蜗压力管道、主阀（如蝴蝶阀）、水轮机引水室（如蜗壳）、水轮机、尾水管及尾水闸门等壳）、水轮机、尾水管及尾水闸门等 v电流设备系统电流
11、设备系统：水电站进行：水电站进行发电、变电、配电发电、变电、配电的电的电气一次回路系统。气一次回路系统。l发电机及其主引出线、发电机母线、发电机中性点引出发电机及其主引出线、发电机母线、发电机中性点引出线、发电机电压配电装置（户内开关室）、主变压器、线、发电机电压配电装置（户内开关室）、主变压器、高压配电装置（户外开关站）及各种电缆等。高压配电装置（户外开关站）及各种电缆等。 7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型水电站厂房的任务、组成及基本类型湖北水利水电职业技术学院7.1.2 水电站厂房的组成水电站厂房的组成q2.根据设备组成的系统划分（五个系统）根据设备组成的系统划分（五个系统）v电气
12、控制设备系统电气控制设备系统：操作、控制水电站运行的电气二次回路：操作、控制水电站运行的电气二次回路设备系统。设备系统。l机旁盘、励磁设备、中央控制室的各种电气设备，各种控制、机旁盘、励磁设备、中央控制室的各种电气设备，各种控制、监测及操作设备等。监测及操作设备等。 v机械控制设备系统机械控制设备系统：操作、控制厂房内水力机械的一系列设：操作、控制厂房内水力机械的一系列设备系统。备系统。l水轮机的调速设备（如接力器及操作柜）、事故阀门的控制设水轮机的调速设备（如接力器及操作柜）、事故阀门的控制设备，以及主阀、减压阀、进水口拦污栅和各种闸门的操作控制备，以及主阀、减压阀、进水口拦污栅和各种闸门的
13、操作控制设备等设备等 v辅助设备系统辅助设备系统：水电站安装、检修、维护、运行所必需的各：水电站安装、检修、维护、运行所必需的各种电气及机械辅助设备系统。种电气及机械辅助设备系统。l水、电、油、气、交通、起重水、电、油、气、交通、起重7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型水电站厂房的任务、组成及基本类型湖北水利水电职业技术学院机旁盘机旁盘励磁系统励磁系统湖北水利水电职业技术学院中央控制室中央控制室湖北水利水电职业技术学院7.1.2 水电站厂房的组成水电站厂房的组成q3.根据水电站厂房的结构组成划分根据水电站厂房的结构组成划分v水平面上：水平面上：l主机室主机室：运行管理的主要场所，水轮发电机
14、组及辅助设：运行管理的主要场所，水轮发电机组及辅助设备布置在主机室备布置在主机室l安装间安装间：水电站机械设备卸货、拆箱、组装和机组检修：水电站机械设备卸货、拆箱、组装和机组检修时使用的地方时使用的地方v垂直面上（垂直面上（以发电机层楼板面为界以发电机层楼板面为界）：）：l上部结构上部结构：与工业厂房基本相似，基本上是板、梁：与工业厂房基本相似，基本上是板、梁 、柱、柱结构系统；结构系统；l下部结构下部结构：大体积混凝土结构，布置过流系统，是厂房：大体积混凝土结构，布置过流系统，是厂房的基础。的基础。7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型水电站厂房的任务、组成及基本类型湖北水利水电职业技术学
15、院湖北水利水电职业技术学院湖北水利水电职业技术学院装配场1#机组2#机组3#机组4#机组主机间发电机层水轮机层、蜗壳层副厂房副厂房发电机组发电机组检修位置检修位置水轮机水轮机尾水平台尾水平台厂房平面图厂房平面图油压装置油压装置调速器调速器湖北水利水电职业技术学院湖南镇水电站（湖南镇水电站（1）厂厂房房横横剖剖面面图图湖北水利水电职业技术学院湖南镇水电站（湖南镇水电站（2）装配场横剖面图装配场横剖面图湖北水利水电职业技术学院湖南镇水电站（湖南镇水电站（3）装配场层图装配场层图湖北水利水电职业技术学院湖南镇水电站（湖南镇水电站（4）发电机层平面图发电机层平面图湖北水利水电职业技术学院湖南镇水电站（
16、湖南镇水电站（5）水轮机层平面图水轮机层平面图湖北水利水电职业技术学院湖南镇水电站（湖南镇水电站（6）蜗壳层平面图蜗壳层平面图湖北水利水电职业技术学院7.1.3 水电站厂房的基本类型水电站厂房的基本类型q1.按厂房结构特征分类按厂房结构特征分类v（1）引水式厂房）引水式厂房l特征：特征：发电用水来自较长的引水道，厂房远离挡水建筑发电用水来自较长的引水道，厂房远离挡水建筑物，一般位于河岸。如若将厂房建在地下山体内，则称物，一般位于河岸。如若将厂房建在地下山体内，则称为地下厂房。为地下厂房。7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型水电站厂房的任务、组成及基本类型广广西西天天湖湖水水电电站站湖北水利
17、水电职业技术学院7.1.3 水电站厂房的基本类型水电站厂房的基本类型q1.按厂房结构特征分类按厂房结构特征分类v（2）坝后式厂房）坝后式厂房l特征特征：厂房位于拦河坝的下游，紧接坝后，在结构上与：厂房位于拦河坝的下游，紧接坝后，在结构上与大坝用永久缝分开，发电用水由坝内高压管道引入厂房。大坝用永久缝分开，发电用水由坝内高压管道引入厂房。l坝后式厂房还可以变化为：坝后式厂房还可以变化为：溢流式厂房溢流式厂房、坝内式厂房坝内式厂房、挑越式厂房挑越式厂房等等 。7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型水电站厂房的任务、组成及基本类型坝后式厂房示意图坝后式厂房示意图Center Hill Lake a
18、nd DamNext湖北水利水电职业技术学院溢流式厂房溢流式厂房厂房位于溢流坝挑坎下面的混凝土中，水流从厂房顶部流过。厂房位于溢流坝挑坎下面的混凝土中，水流从厂房顶部流过。适用适用：河谷狭窄，洪水流量大，机组台数多、没有合适位置布：河谷狭窄，洪水流量大，机组台数多、没有合适位置布置厂房的情况。置厂房的情况。湖北水利水电职业技术学院溢流式厂房溢流式厂房q浙江新安江水电站厂房是我国第一座溢流式厂房浙江新安江水电站厂房是我国第一座溢流式厂房新安江水电站新安江水电站Back湖北水利水电职业技术学院坝内式厂房坝内式厂房厂房移入溢流坝体空腹内。厂房移入溢流坝体空腹内。适用适用：峡谷中建坝，坝轴线上：峡谷中
19、建坝，坝轴线上不容易布置水电站厂房和溢流不容易布置水电站厂房和溢流坝的情况坝的情况凤滩水电站凤滩水电站Back湖北水利水电职业技术学院挑越式厂房挑越式厂房乌江渡水电站乌江渡水电站Back厂房位于溢流坝挑坎下面，泄流时高速水流挑越过厂房顶，厂房位于溢流坝挑坎下面，泄流时高速水流挑越过厂房顶，落到下游的河床中。落到下游的河床中。适用适用：峡谷中建高坝，高水头大流量的情况：峡谷中建高坝，高水头大流量的情况湖北水利水电职业技术学院7.1.3 水电站厂房的基本类型水电站厂房的基本类型q1.按厂房结构特征分类按厂房结构特征分类v（3）河床式厂房）河床式厂房l特征特征：厂房位于河床中，成为挡水建筑物的一部分
20、：厂房位于河床中，成为挡水建筑物的一部分7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型水电站厂房的任务、组成及基本类型湖北水利水电职业技术学院7.1.3 水电站厂房的基本类型水电站厂房的基本类型q2.按机组主轴布置方式分类按机组主轴布置方式分类v（1）立式机组厂房）立式机组厂房l特征特征：水轮发电机主轴呈垂直：水轮发电机主轴呈垂直向布置。向布置。l适用适用：下游水位变幅大或下游：下游水位变幅大或下游水位较高的情况。水位较高的情况。l目前，装设流量较大的反击水目前，装设流量较大的反击水轮机（贯流式机组除外）的水轮机（贯流式机组除外）的水电站，几乎都采用立式机组厂电站，几乎都采用立式机组厂房。机组尺寸较
21、大的冲击式水房。机组尺寸较大的冲击式水轮机，喷嘴数多于轮机，喷嘴数多于26个时，个时，也用之。也用之。7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型水电站厂房的任务、组成及基本类型立式机组厂房立式机组厂房湖北水利水电职业技术学院7.1.3 水电站厂房的基本类型水电站厂房的基本类型q2.按机组主轴布置方式分按机组主轴布置方式分类类v（2）卧式机组厂房）卧式机组厂房l特征特征：水轮发电机组主轴呈：水轮发电机组主轴呈水平向布置且安装在同一高水平向布置且安装在同一高程地板上。程地板上。l适用适用：中高水头的中小型混：中高水头的中小型混流式水轮发电机组、高水头流式水轮发电机组、高水头小型冲击式水轮发电机组及小
22、型冲击式水轮发电机组及低水头贯流式机组均用之。低水头贯流式机组均用之。7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型水电站厂房的任务、组成及基本类型卧式机组厂房卧式机组厂房湖北水利水电职业技术学院7.2 主厂房设备主厂房设备q水电站厂房中的主要机电设备包括：水电站厂房中的主要机电设备包括：v1.主机组主机组：由：由水轮机水轮机、发电机发电机组成组成v2.电气设备电气设备：包括：包括主变压器主变压器、厂内供电及电动设备厂内供电及电动设备、开关设备开关设备、电流和电压保护设备电流和电压保护设备、互感器和测量仪互感器和测量仪表表等二次设备。等二次设备。v3.机械设备机械设备：包括：包括进水阀进水阀、起重设
23、备起重设备。q厂内的辅助设备包括：厂内的辅助设备包括：v1.调速设备调速设备v2.压缩空气系统压缩空气系统v3.排水系统排水系统湖北水利水电职业技术学院7.2.1 主厂房设备布置的内容和要求主厂房设备布置的内容和要求q1.厂房设备布置的主要内容厂房设备布置的主要内容v1）确定水轮机、发电机、调速设备、主阀、起重）确定水轮机、发电机、调速设备、主阀、起重设备以及其他辅助设备在厂房内的合理位置、布置设备以及其他辅助设备在厂房内的合理位置、布置形式和支承方式形式和支承方式v2）确定主、副厂房的布置方式以及主副厂房的尺）确定主、副厂房的布置方式以及主副厂房的尺寸。寸。v3）确定主厂房内垂直和水平通道的
24、位置和尺寸。）确定主厂房内垂直和水平通道的位置和尺寸。v4）提供设备布置的图纸和数据以供设备安装和厂）提供设备布置的图纸和数据以供设备安装和厂房结构设计使用。房结构设计使用。7.2 主厂房设备主厂房设备湖北水利水电职业技术学院7.2.1 主厂房设备布置的内容和要求主厂房设备布置的内容和要求q2.设备布置的要求设备布置的要求v结合水电站枢纽的地质地形条件、自然环境和水共结合水电站枢纽的地质地形条件、自然环境和水共建筑物在布置上的特点等，尽量减少土建工程量。建筑物在布置上的特点等，尽量减少土建工程量。v设备布置紧凑，位置合理，便于安装、运行、检修设备布置紧凑，位置合理，便于安装、运行、检修和操作管
25、理，尽量减少安装工程量。和操作管理，尽量减少安装工程量。v能满足劳动保护、自动化管理、防空、防火、防淹、能满足劳动保护、自动化管理、防空、防火、防淹、防潮等要求，能适应水电站分期建设和提前发电的防潮等要求，能适应水电站分期建设和提前发电的需要。需要。v能满足水工结合和建筑施工方面的要求，力求布置能满足水工结合和建筑施工方面的要求，力求布置整齐美观。整齐美观。7.2 主厂房设备主厂房设备湖北水利水电职业技术学院7.2.2 水轮发电机水轮发电机q组成组成v水轮发电机组是将旋转机械能转换为电能的设备，由水轮发电机组是将旋转机械能转换为电能的设备，由转子转子、定子定子、励磁机构励磁机构、上机架上机架、
26、下机架下机架组成。分为组成。分为悬式悬式和和伞式伞式两两种。种。q机组的支承结构机组的支承结构v水轮发电机组的重量、水流推力等荷载通过上、下机架传递水轮发电机组的重量、水流推力等荷载通过上、下机架传递到发电机的支承结构（机墩）上，由机墩传递到水下混凝土，到发电机的支承结构（机墩）上，由机墩传递到水下混凝土，进一步再传递到厂房的基础上。常见的机墩形式有：进一步再传递到厂房的基础上。常见的机墩形式有：圆筒式圆筒式机墩、平行墙式机墩机墩、平行墙式机墩、环形梁立柱式机墩环形梁立柱式机墩、框架式机墩框架式机墩q发电机的布置方式发电机的布置方式v开敞式开敞式、定子埋入式定子埋入式、上机架埋入式上机架埋入式
27、 7.2 主厂房设备主厂房设备湖北水利水电职业技术学院7.2.2 水轮发电机水轮发电机q1.发电机的类型及传力方式发电机的类型及传力方式v（1）悬挂式发电机）悬挂式发电机 l推力轴承位于转子上方，支承在上机架上。推力轴承位于转子上方，支承在上机架上。7.2 主厂房设备主厂房设备发电机的传力方式为：发电机的传力方式为：转动部分重量转动部分重量(发电机转子、发电机转子、励磁机转子、水轮机转轮励磁机转子、水轮机转轮)推力头推力头推力轴承推力轴承定子外定子外壳壳机座；机座；固定部分重量固定部分重量(推力轴承、上推力轴承、上机架、发电机定子、励磁机机架、发电机定子、励磁机定子定子) 定子外壳定子外壳机座
28、。机座。湖北水利水电职业技术学院7.2.2 水轮发电机水轮发电机q1.发电机的类型及传力方式发电机的类型及传力方式v（2）伞式发电机）伞式发电机 v推力轴承位于转子下方，设在下机架上推力轴承位于转子下方，设在下机架上v发电机的传力方式为：发电机的传力方式为：l机组转动部分的重量机组转动部分的重量推力头和推力轴承推力头和推力轴承下机架下机架机机座。座。l上机架只支撑上导轴承和励磁机定子。上机架只支撑上导轴承和励磁机定子。v 类型：类型：l1.普通伞式普通伞式 2.半伞式半伞式 3.全伞式全伞式7.2 主厂房设备主厂房设备Next湖北水利水电职业技术学院普通伞式普通伞式q有上下导轴承有上下导轴承。
29、Back湖北水利水电职业技术学院半伞式半伞式q有上导轴承，无下导轴承有上导轴承，无下导轴承。q发电机通常将上机架埋入发电机层地板以下。发电机通常将上机架埋入发电机层地板以下。 Back湖北水利水电职业技术学院全伞式全伞式q无上导轴承，有下导无上导轴承，有下导轴承。轴承。q机组转动部分的重量机组转动部分的重量通过推力轴承的支撑通过推力轴承的支撑结构传到水轮机顶盖结构传到水轮机顶盖上，通过顶盖传给水上，通过顶盖传给水轮机座环。轮机座环。 Back湖北水利水电职业技术学院7.2.2 水轮发电机水轮发电机q2.发电机的励磁系统发电机的励磁系统v作用作用：向发电机转子供给形成磁场的直流电源。一：向发电机
30、转子供给形成磁场的直流电源。一般每台发电机组都有各自独立的励磁系统。般每台发电机组都有各自独立的励磁系统。v励磁系统：励磁机、励磁盘励磁系统：励磁机、励磁盘l励磁机励磁机直流发电机。直流发电机。励磁方式励磁方式：直接励磁系统，用：直接励磁系统，用励磁机励磁机(与水轮发电机同轴与水轮发电机同轴)产生磁；可控硅整流励磁，可产生磁；可控硅整流励磁，可省去励磁机，并降低厂房高度。省去励磁机，并降低厂房高度。l励磁盘励磁盘控制设备和自动调整装置的配电盘。控制设备和自动调整装置的配电盘。作用作用是：是：控制和调整水轮发电机的励磁电流。每台发电机一般有控制和调整水轮发电机的励磁电流。每台发电机一般有35块励
31、磁盘。块励磁盘。7.2 主厂房设备主厂房设备湖北水利水电职业技术学院7.2.2 水轮发电机水轮发电机q3.发电机的支承结构发电机的支承结构(机座或机墩机座或机墩)v1）机座作用）机座作用l将发电机支承在预定位置上，并为机组的运行、维护、将发电机支承在预定位置上，并为机组的运行、维护、安装和检修创造条件。安装和检修创造条件。v 2）要求）要求l具有足够的强度和刚度，具有良好的抗振性能。一般为具有足够的强度和刚度，具有良好的抗振性能。一般为钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构。v3）常见的机墩形式）常见的机墩形式l圆筒式圆筒式 平行墙式平行墙式 环形梁立柱式环形梁立柱式 框架式框架式7.2 主厂房设备主
32、厂房设备Next湖北水利水电职业技术学院圆筒式机墩圆筒式机墩q结构形式为厚壁钢筋混凝结构形式为厚壁钢筋混凝土圆筒，其壁厚在土圆筒，其壁厚在1m以以上。上。v优点优点：刚度较大，抗振、：刚度较大，抗振、抗扭性能较好。抗扭性能较好。v缺点缺点：水轮机直径较小时，：水轮机直径较小时，水轮机的安装、维修、维水轮机的安装、维修、维护不方便护不方便 Back湖北水利水电职业技术学院平行墙式机墩平行墙式机墩q适用于大型机组，由平行适用于大型机组，由平行的钢筋混凝土墙和横梁组的钢筋混凝土墙和横梁组成。成。v 特点特点：水轮机顶盖处宽敞，：水轮机顶盖处宽敞，工作方便工作方便Back湖北水利水电职业技术学院环形梁
33、立柱式机墩环形梁立柱式机墩q由环形梁和立柱组成。由环形梁和立柱组成。v优点优点：混凝土需要量小，水轮：混凝土需要量小，水轮机顶盖处宽敞，设备的安装、机顶盖处宽敞，设备的安装、布置、维修等比较方便。布置、维修等比较方便。v缺点缺点：是抗振、抗扭性能较差，：是抗振、抗扭性能较差，结构刚度小。一般用结构刚度小。一般用中小型机中小型机组组。Back湖北水利水电职业技术学院框架式机墩框架式机墩q由两个纵向刚架和两根横梁组由两个纵向刚架和两根横梁组成。成。v优缺点优缺点与环形梁立柱式机座相与环形梁立柱式机座相同，但其刚度更小，仅同，但其刚度更小，仅适用适用于于小型机组。小型机组。Back湖北水利水电职业技
34、术学院7.2.2 水轮发电机水轮发电机q4.发电机的布置型式发电机的布置型式v1) 定子外露式定子外露式：l发电机定子完全露出于发电机定子完全露出于发电机层地面以上。发电机层地面以上。l缺点缺点：发电机层地板显：发电机层地板显得拥挤，同时水轮机层得拥挤，同时水轮机层高度小，不便其间布置高度小，不便其间布置夹层。采用较少。夹层。采用较少。7.2 主厂房设备主厂房设备湖北水利水电职业技术学院7.2.2 水轮发电机水轮发电机q4.发电机的布置型式发电机的布置型式v2) 定子埋入式定子埋入式：l发电机定子埋入发电机发电机定子埋入发电机层楼板下机坑内，上机层楼板下机坑内，上机架外露架外露。l便于悬式发电
35、机组的推便于悬式发电机组的推力轴承检修力轴承检修。l适用适用于单机容量在数十于单机容量在数十万万MW的大型机组。的大型机组。7.2 主厂房设备主厂房设备湖北水利水电职业技术学院7.2.2 水轮发电机水轮发电机q4.发电机的布置型式发电机的布置型式v3) 上机架埋入式上机架埋入式：l发电机定子和上机架埋入发电机定子和上机架埋入发电机层楼板下机坑内发电机层楼板下机坑内。l发电机层较宽敞，水轮机发电机层较宽敞，水轮机层高度大层高度大,采用较多采用较多。l适用适用于单机容量在于单机容量在100MW以上的大型机组。以上的大型机组。7.2 主厂房设备主厂房设备湖北水利水电职业技术学院7.2.3 主厂房内的
36、附属设备和辅助设备主厂房内的附属设备和辅助设备q1、水轮机调速设备水轮机调速设备：调速柜、：调速柜、 接力器、油压装置接力器、油压装置 q2、发电机附属设备发电机附属设备：主引出线、励磁盘、机旁盘：主引出线、励磁盘、机旁盘q3、油系统油系统 ： 透平油、绝缘油透平油、绝缘油 q4、气系统气系统：低压压缩空气系统、高压压缩空气系统：低压压缩空气系统、高压压缩空气系统q5、水系统水系统:v 供水系统：技术供水、生活供水、消防供水供水系统：技术供水、生活供水、消防供水 v 排水系统：渗漏排水系统、检修排水系统排水系统：渗漏排水系统、检修排水系统 q6、水电站厂房的起重设备水电站厂房的起重设备 7.2
37、 主厂房设备主厂房设备湖北水利水电职业技术学院八盘峡水电站发电机层的辅助系统八盘峡水电站发电机层的辅助系统压力油管压力油管回油油管回油油管湖北水利水电职业技术学院八盘峡水电站发电机层的辅助系统八盘峡水电站发电机层的辅助系统供 气 管湖北水利水电职业技术学院八盘峡水电站发电机层的辅助系统八盘峡水电站发电机层的辅助系统Next湖北水利水电职业技术学院1、水轮机调速设备、水轮机调速设备q作用作用v根据电力系统要求自动调整机组的出力，同时使机根据电力系统要求自动调整机组的出力，同时使机组保持一定的额定转速。组保持一定的额定转速。q组成组成v调速器柜、作用筒调速器柜、作用筒(接力器接力器)、油压装置。三
38、部分之、油压装置。三部分之间用管路联系。间用管路联系。湖北水利水电职业技术学院1、水轮机调速设备、水轮机调速设备q（1）调速柜）调速柜(操作柜操作柜)v外形一般为方形，尺寸为外形一般为方形，尺寸为8008001900(mm)，它以机械的传动杆和油管与作用筒相联。它以机械的传动杆和油管与作用筒相联。v多布置在多布置在发电机的上游侧发电机的上游侧v尽量尽量靠近接力器靠近接力器，以缩短油管，便于安排回复装置，以缩短油管，便于安排回复装置v尽可能尽可能靠近机旁盘靠近机旁盘，以便在开机或停机以及试验时，以便在开机或停机以及试验时进行手动操作。进行手动操作。湖北水利水电职业技术学院湖北水利水电职业技术学院
39、1、水轮机调速设备、水轮机调速设备q（2）接力器）接力器 (作用筒作用筒)v油压活塞，油压活塞，大中型机组都采用两个大中型机组都采用两个，直接控制导叶，直接控制导叶开度，调节水轮机的引用流量，以调节机组的出力开度，调节水轮机的引用流量，以调节机组的出力v一般布置在一般布置在上游侧机墩内上游侧机墩内。 湖北水利水电职业技术学院1、水轮机调速设备、水轮机调速设备q（3）油压装置）油压装置v组成组成：压力油罐、储油槽和油泵。：压力油罐、储油槽和油泵。v油罐内油压为油罐内油压为2.5MPa，供推动活塞用。油压靠压，供推动活塞用。油压靠压缩空气维持，所以油桶内上部为压缩空气。工作后缩空气维持，所以油桶内
40、上部为压缩空气。工作后的油回到储油槽，罐内油量不足时，由油泵将油槽的油回到储油槽，罐内油量不足时，由油泵将油槽中的油打入罐内。中的油打入罐内。油泵一般为两台，一台工作，一油泵一般为两台，一台工作，一台备用台备用。v调速系统的设备相互联系紧密，油压装置一般布置调速系统的设备相互联系紧密，油压装置一般布置在在发电机的上游侧，靠近调速柜并布置在同一高程发电机的上游侧，靠近调速柜并布置在同一高程 湖北水利水电职业技术学院Back湖北水利水电职业技术学院2、发电机附属设备、发电机附属设备q（1）发电机主引出线（母线）发电机主引出线（母线）v通常采用扁方形的汇流铜排或铝排，小型水电站也通常采用扁方形的汇流
41、铜排或铝排，小型水电站也可采用电缆。可采用电缆。v要求：厂房内母线长度应最短，并且是明线，没有要求：厂房内母线长度应最短，并且是明线，没有干扰，出线要畅通，母线道应干燥，通风散热条件干扰，出线要畅通，母线道应干燥，通风散热条件好。好。湖北水利水电职业技术学院2、发电机附属设备、发电机附属设备q（2）励磁盘）励磁盘v作用作用：控制和调整发电机励磁电流：控制和调整发电机励磁电流v每机有每机有35块块v最好最好布置布置在空气比较干燥的主机房内，或布置在于在空气比较干燥的主机房内，或布置在于发电机层同高的副厂房内。发电机层同高的副厂房内。湖北水利水电职业技术学院2、发电机附属设备、发电机附属设备q（3
42、）机旁盘）机旁盘v作用作用：监视和控制机组运行：监视和控制机组运行v每机每机35块块v布置布置：l发电机层主机的侧旁。发电机层主机的侧旁。l对于金属蜗壳的中高水头水电站厂房，机旁盘与调速器对于金属蜗壳的中高水头水电站厂房，机旁盘与调速器操作柜场布置在发电机层上游侧。操作柜场布置在发电机层上游侧。l机旁盘与厂房墙之间应有不小于机旁盘与厂房墙之间应有不小于0.8m的检修试验通道。的检修试验通道。Back湖北水利水电职业技术学院3、油系统、油系统q（1）作用及分类）作用及分类 v透平油透平油供给机组轴承的润滑油和操作用的压力供给机组轴承的润滑油和操作用的压力油，作用：润滑、散热及传递能量；油，作用：
43、润滑、散热及传递能量；v绝缘油绝缘油供给变压器、油开关等电气设备的，作供给变压器、油开关等电气设备的，作用：绝缘、散热及灭弧。用：绝缘、散热及灭弧。l注：两种油的性质不同，应有两套独立的油系统，不能注：两种油的性质不同，应有两套独立的油系统，不能相混。相混。q 供油管或高压油管：供油管或高压油管： q 回油管或低压排油管：回油管或低压排油管： 湖北水利水电职业技术学院机组需供油部位机组需供油部位 上导轴承上导轴承推力轴承推力轴承高压油顶高压油顶起起水轮机导水轮机导水机构水机构水轮机导水轮机导轴承轴承桨叶调整桨叶调整机构机构透平油透平油湖北水利水电职业技术学院3、油系统、油系统q（2）组成及布置
44、）组成及布置v油库油库l接受和贮存油地方，油库设有油罐。接受和贮存油地方，油库设有油罐。l透平油的用油设备均在厂内，故透平油的用油设备均在厂内，故透平油库一般布置在厂透平油库一般布置在厂内内，只有在油量很大时才在厂外另设存贮新油的油库。，只有在油量很大时才在厂外另设存贮新油的油库。l绝缘油用量大的主变压器和开关站都在厂外，所以绝缘油用量大的主变压器和开关站都在厂外，所以绝缘绝缘油库常布置在厂外主变压器和开关站附近油库常布置在厂外主变压器和开关站附近。v注：油库要特别注：油库要特别注意防火注意防火，大于，大于100吨时油库应设吨时油库应设在厂外。在厂外。湖北水利水电职业技术学院3、油系统、油系统
45、q（2）组成及布置）组成及布置v油处理室油处理室l设有油泵和滤油机，有时还有油再生装置。设有油泵和滤油机，有时还有油再生装置。一般设在油一般设在油库旁库旁。透平油与绝缘油常合用油处理室。相邻水电站可。透平油与绝缘油常合用油处理室。相邻水电站可合用一套油处理设备。合用一套油处理设备。v中间排油槽中间排油槽l当油库设于场外时，在当油库设于场外时，在厂房下部结构中布置厂房下部结构中布置中间排油槽，中间排油槽，以存放各种设备排出来的污油。以存放各种设备排出来的污油。v补给油箱补给油箱l设在设在主厂房的吊车梁下主厂房的吊车梁下。当设备中的油有消耗时，从补。当设备中的油有消耗时，从补给油箱自流补给新油。给
46、油箱自流补给新油。湖北水利水电职业技术学院3、油系统、油系统q（2）组成及布置）组成及布置v废油槽废油槽l在在每台机组的最低点设废油槽每台机组的最低点设废油槽，收集漏出的废油。，收集漏出的废油。v事故油槽事故油槽l当变压器、油开关、油库发生燃烧事故时迅速将油排走，当变压器、油开关、油库发生燃烧事故时迅速将油排走，以免事故扩大。油可排入事故油槽中或下游河道。以免事故扩大。油可排入事故油槽中或下游河道。l应布置在便于充油设备排油的位置，并便于灭火。应布置在便于充油设备排油的位置，并便于灭火。v油管油管l油系统各部分的连接管路，常油系统各部分的连接管路，常沿水轮机层的一侧布置干沿水轮机层的一侧布置干
47、管管。水管和油管要。水管和油管要避免布置在电气设备上方避免布置在电气设备上方。Back湖北水利水电职业技术学院4、气系统、气系统q（1）压气系统的分类和用途）压气系统的分类和用途v低压压缩空气系统低压压缩空气系统l作用作用：机组制动；调相运行压水；蝶阀关闭时，将压缩：机组制动；调相运行压水；蝶阀关闭时，将压缩空气通入阀上的空气围带，使其膨胀而减少漏水；检修空气通入阀上的空气围带，使其膨胀而减少漏水；检修时清扫设备，供风动工具使用；通向拦污栅，防冻清污。时清扫设备，供风动工具使用；通向拦污栅，防冻清污。l额定气压为额定气压为0.50.8MPa。v高压压缩空气系统高压压缩空气系统l作用作用：给油压
48、装置的压力油箱充气：给油压装置的压力油箱充气l调速器：额定气压为调速器：额定气压为2.5MPa；l配电装置如空气断路器的灭弧和操作的用气，以及开关配电装置如空气断路器的灭弧和操作的用气，以及开关和少油断路器的操作用气：额定气压为和少油断路器的操作用气：额定气压为25MPa。湖北水利水电职业技术学院4、气系统、气系统q（2）压气系统的组成及布置）压气系统的组成及布置 v组成组成：l空压机、储气罐、输气管、测量控制元件。空压机、储气罐、输气管、测量控制元件。v布置布置：l厂房内高低压系统均要设置厂房内高低压系统均要设置l空气压缩机室一般布置在水轮机层，安装间的下面空气压缩机室一般布置在水轮机层，安
49、装间的下面，其，其噪声很大，要远离中央控制室，并满足防火防爆要求。噪声很大，要远离中央控制室，并满足防火防爆要求。l输气管及阀门，一般与油、水管道一起布置在水轮机层输气管及阀门，一般与油、水管道一起布置在水轮机层的上游侧或下游侧的上游侧或下游侧。输气管一般涂成。输气管一般涂成 。Backwhite 湖北水利水电职业技术学院5、水系统、水系统q（1）供水系统）供水系统v供水系统分类供水系统分类l技术供水技术供水冷却及润滑。发电机的空气冷却器、机组冷却及润滑。发电机的空气冷却器、机组导轴承和推力轴承的油冷却器、水润滑导轴承、空气压导轴承和推力轴承的油冷却器、水润滑导轴承、空气压缩机气缸冷却器、变压
50、器的冷却设备等。耗水量最大的缩机气缸冷却器、变压器的冷却设备等。耗水量最大的是发电机和变压器冷却用水，要求水质清洁、不含对管是发电机和变压器冷却用水，要求水质清洁、不含对管道和设备有害的化学成分。道和设备有害的化学成分。l生活供水生活供水生活用水根据工作人员的多少决定。生活用水根据工作人员的多少决定。l消防供水消防供水消防用水要求水流能喷射到建筑物的最高消防用水要求水流能喷射到建筑物的最高部位。消防用水可从上游压力管道、下游尾水渠或生活部位。消防用水可从上游压力管道、下游尾水渠或生活用水的水塔取水，并且应设置两个水源。用水的水塔取水，并且应设置两个水源。 湖北水利水电职业技术学院机组需供水部位