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1、第八节第八节 主厂房的轮廓尺寸主厂房的轮廓尺寸 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。减小厂房尺寸，降低造价。一、主厂房平面设计一、主厂房平面设计 (一一)主厂房的长度主厂房的长度 L=nL0+L安安+L 1机组段长度机组段长度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。机组间距。机组段间距一般由下部块体结构中水轮机蜗壳的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
2、常由发电机定子外径控尺寸控制，在高水头情况下常由发电机定子外径控制。制。L1=L+x +L-x (1)蜗壳层蜗壳层 (2)尾尾水管层水管层 (3)发电机层发电机层 机组段长度应综合考虑蜗壳、尾水管和发电机层的影响机组段长度应综合考虑蜗壳、尾水管和发电机层的影响 2边机组段附加长度边机组段附加长度L=B/2+0.5m(刹车刹车)+0.3m(裕量裕量)由于外侧有主厂房的端墙，为了使机组设备和辅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机组段需要加长L。3安装间长度安装间长度 安装间的宽度一般与主厂房相
3、同，安装间的长安装间的宽度一般与主厂房相同，安装间的长度一般取度一般取L安安(1.0l.5)L0 发电机转子、发电机上机架、水轮机转轮、水轮机发电机转子、发电机上机架、水轮机转轮、水轮机顶盖顶盖四大部件要布置在主钩的工作范围内，其中发四大部件要布置在主钩的工作范围内，其中发电机转子应全部置于主钩起吊范围内。发电机转子电机转子应全部置于主钩起吊范围内。发电机转子和水轮机转轮周围要留有和水轮机转轮周围要留有1 12m2m的工作场地。的工作场地。(二二)主厂房的宽度主厂房的宽度应分别考虑应分别考虑:发电机层、吊车、发电机层、吊车、水轮机层和蜗水轮机层和蜗 壳壳层的布置要求。层的布置要求。(1)(1)
4、发电机层发电机层厂房总宽度为厂房总宽度为 B=Bs+Bx Bs=3/2+3A上上 Bx=3/2+3A下下 或或 蜗壳尺寸外包砼厚度蜗壳尺寸外包砼厚度Bs 上游侧宽上游侧宽Bx 下游侧宽下游侧宽3 发电机风罩壁厚，发电机风罩壁厚，0.30.30.4m0.4m3 发电机风罩内径发电机风罩内径AA风罩外壁至上游墙内侧（或柱边风罩外壁至上游墙内侧（或柱边)的净距的净距A上上=上游侧电气设备尺寸通道尺寸（主通道上游侧电气设备尺寸通道尺寸（主通道 2.0m)A A下下 =下游侧电气设备尺寸下游侧电气设备尺寸(通道尺寸通道尺寸)()(次通道次通道 1.0m)(1)(1)发电机层发电机层发电机层交通应畅通无阻
5、。主要通道宽发电机层交通应畅通无阻。主要通道宽2 23m3m，次，次要通道宽要通道宽1 12m2m。在机旁盘前还应留有在机旁盘前还应留有1m1m宽的工作场地，盘后应有宽的工作场地，盘后应有0.80.81m1m宽的检修场地，以便于运行人员操作。宽的检修场地，以便于运行人员操作。(2)(2)吊车标准宽度吊车标准宽度L Lk k：l当宽度基本确定后，最后要根据尺寸相近的吊车标准当宽度基本确定后，最后要根据尺寸相近的吊车标准宽度宽度L Lk k验证，厂房宽度必须满足吊车安装的要求。验证，厂房宽度必须满足吊车安装的要求。(3)(3)水轮机层水轮机层 一般上下游侧分别布置水轮机辅助设备一般上下游侧分别布置
6、水轮机辅助设备(即油水气管即油水气管路等路等)和发电机辅助设备和发电机辅助设备(电流电压互感器、电缆等电流电压互感器、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。轮机层的宽度。(4)(4)蜗壳层蜗壳层 一般由设置的检查廊道、进人孔等确定宽度。蜗壳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。应有足够的位置，以此确定蜗壳层平面宽度。l在低水头水电站中常由下部块体结在低水头水电站中常由下部块体结构确定厂房宽
7、度构确定厂房宽度l在高水头电站中，常由发电机层布在高水头电站中，常由发电机层布置要求确定厂房的宽度置要求确定厂房的宽度二、主厂房的剖面设计二、主厂房的剖面设计水轮机安水轮机安装高程是装高程是水电站厂水电站厂房的控制房的控制高程。高程。1水轮机安装高程水轮机安装高程 对混流式水轮机对混流式水轮机 X=b0/2 对轴流式水轮机对轴流式水轮机 X=0.41D1 水轮机的安装高程确定以后，就可以依据结构水轮机的安装高程确定以后，就可以依据结构和设备的布置要求确定各层高程了。和设备的布置要求确定各层高程了。2主厂房基础开挖高程主厂房基础开挖高程F=T-(h3+h2+h1)(h2+h3)尾水管的高度；尾水
8、管的高度；h1尾水管底板混凝土厚度尾水管底板混凝土厚度(根据地基性质和尾根据地基性质和尾水管结构形式而定，一般取水管结构形式而定，一般取12m)3水轮机层地面高程水轮机层地面高程S=T+h4 h4=蜗壳进口半径蜗壳进口半径+蜗壳顶部混凝土层厚度蜗壳顶部混凝土层厚度。金属蜗。金属蜗壳顶部混凝土一般不低于壳顶部混凝土一般不低于1.0m，混凝土蜗壳顶板厚根，混凝土蜗壳顶板厚根据结构计算决定。据结构计算决定。4发电机装置高程发电机装置高程G=S+h5h6 h5发电机机墩进人孔高度发电机机墩进人孔高度(一般取一般取1.8m2.0m)；还须满足水轮机层附属设备油气水管道和发电机出线还须满足水轮机层附属设备
9、油气水管道和发电机出线布置要求的高度。布置要求的高度。h6进人孔顶部混凝土厚度进人孔顶部混凝土厚度(一般为一般为1.0m左右左右)，5 发电机层楼板高程发电机层楼板高程2 除应满足发电机层布置要求外，还应满足下列条件：除应满足发电机层布置要求外，还应满足下列条件：l保证水轮机层的净高不少于保证水轮机层的净高不少于3.54.0m，否则发电，否则发电机出线和油气水管道布置困难。机出线和油气水管道布置困难。l保证下游设计洪水不淹厂房保证下游设计洪水不淹厂房。一般情况下，发电一般情况下，发电机层楼板面和装配场楼板面高程齐平。机层楼板面和装配场楼板面高程齐平。l当河流洪水期与枯水期水位相差悬殊，若将发电
10、当河流洪水期与枯水期水位相差悬殊，若将发电机层楼板面设在下游设计洪水位以上是不经济的。机层楼板面设在下游设计洪水位以上是不经济的。l将发电机层楼板面高程布置在下游设计洪水位以将发电机层楼板面高程布置在下游设计洪水位以下。在厂房大门和对外的交通口，设置止水闸门、下。在厂房大门和对外的交通口，设置止水闸门、沿进厂的交通道路设防水墙、或采用垂直进厂方沿进厂的交通道路设防水墙、或采用垂直进厂方式。式。6起重机起重机(吊车吊车)的安装高程的安装高程Clh7上机架高度；若不在机组上方吊运，可取上机架高度；若不在机组上方吊运，可取0lh8吊运部件与固定的机组或设备间的垂直净距；吊运部件与固定的机组或设备间的
11、垂直净距；水平净距水平净距0.3m，垂直净距，垂直净距0.61.0m(如采用刚性夹具，如采用刚性夹具，为为0.250.5m)lh9最大吊运部件的高度最大吊运部件的高度(往往是发电机转子带轮往往是发电机转子带轮或水轮机转轮带轴或水轮机转轮带轴)；lh10吊运部件与吊钩间的距离吊运部件与吊钩间的距离(一般在一般在1.01.5m左右左右)，取决于发电机起吊方式和挂索、卡具；，取决于发电机起吊方式和挂索、卡具；lh11主钩最高位置主钩最高位置(上极限位置上极限位置)至轨顶面距离，至轨顶面距离，可从起重机要参数表查出。可从起重机要参数表查出。7 7屋顶高程屋顶高程屋顶高程屋顶高程R 应根据屋顶结构尺寸和
12、形式确定，并应满足起应根据屋顶结构尺寸和形式确定，并应满足起重机部件安装与检修、厂房吊顶和照明设施布重机部件安装与检修、厂房吊顶和照明设施布置等要求。置等要求。R=C+h12+h13 h12小车高度；小车高度；h13为检修吊车需要为检修吊车需要在小车上方留有距离，一般取在小车上方留有距离，一般取0.5m。作作 业业 某某水水电电站站厂厂房房装装设设四四台台单单机机容容量量为为3200kw的的水水轮轮发发电电机机组组，水水轮轮机机型型号号 HL240-LJ-140，允允许许吸吸出出高高Hs0.9m,发发电电机机型型号号TS325/36-20，调调速速器器型型号号DT-1800，桥桥式式吊吊车车起
13、起重重量量30/5 t。电电站站为为坝坝后后引引水水式式，最最低低尾尾水水位位174.1m，设设计计尾尾水水位位179.60m，安装间设在主机间的右侧。，安装间设在主机间的右侧。要求决定以下尺寸：要求决定以下尺寸：作 业1 1、主厂房的主要高程确定、主厂房的主要高程确定2 21 1安装高程（安装高程（Hs.9）3 32 2尾水管底板高程尾水管底板高程4 43 3主厂房基础开挖高程主厂房基础开挖高程5 54 4水轮机层高程水轮机层高程6 65 5发电机层高程发电机层高程7 76 6桥机轨顶高程：桥机轨顶高程：主钩吊转子、副钩吊主变钟罩主钩吊转子、副钩吊主变钟罩 8 87 7屋顶高程屋顶高程 （大
14、梁高大梁高hl*l0/10)9 98 8蝴蝶阀层高程蝴蝶阀层高程 1010 厂房总高度厂房总高度 1111二、机组段长度，安装间长度及主厂房总长二、机组段长度，安装间长度及主厂房总长1212三、决定主厂房上、下游侧宽度和总宽度三、决定主厂房上、下游侧宽度和总宽度,桥吊跨桥吊跨度度第十节第十节 厂区布置厂区布置厂区布置是指水电站的厂区布置是指水电站的主厂房、副厂房、主主厂房、副厂房、主变压器场、高压开关站、引水道变压器场、高压开关站、引水道、尾水道及、尾水道及厂区交通厂区交通的相互位置的安排。的相互位置的安排。l厂区布置厂区布置要综合考虑要综合考虑 地形地质、水流、施工地形地质、水流、施工条件、
15、对外交通、运行管理、环境保护条件、对外交通、运行管理、环境保护 等因等因素，注意厂区的协调配合。素，注意厂区的协调配合。厂厂区区布布置置可可能能方方案案 一、主厂房一、主厂房 主厂房是厂区的核心，对厂区布置起主厂房是厂区的核心，对厂区布置起决定性作用。其位置要综合考虑决定性作用。其位置要综合考虑 地形地地形地质、水流、施工条件、对外交通、运行管质、水流、施工条件、对外交通、运行管理理等因素等因素主厂房主厂房 布置要点布置要点 (1)(1)尽量减小压力水管的长度。对于坝后式尽量减小压力水管的长度。对于坝后式水电站，主厂房应尽量靠近拦河坝；引水式水水电站，主厂房应尽量靠近拦河坝；引水式水电站主厂房
16、应尽量靠近前池和调压室。电站主厂房应尽量靠近前池和调压室。(2)(2)尾水渠尽量远离溢洪道或泄洪洞出口，尾水渠尽量远离溢洪道或泄洪洞出口，防止水位波动对机组运行不利。尾水渠与下游防止水位波动对机组运行不利。尾水渠与下游河道衔接要平顺。河道衔接要平顺。(3)(3)主厂房的地基条件要好，对外交通和出主厂房的地基条件要好，对外交通和出线方便，并不受施工导流干扰。线方便，并不受施工导流干扰。二、引水道、尾水道及对外交通线路的布置二、引水道、尾水道及对外交通线路的布置l引水道一般为正向引水，尽可能保证进、出水水流引水道一般为正向引水，尽可能保证进、出水水流平顺。当水管直径很小时且根数较少时，也可侧向平顺
17、。当水管直径很小时且根数较少时，也可侧向引水；引水；l尾水渠一般为明渠，正向将尾水导入下游河道，少尾水渠一般为明渠，正向将尾水导入下游河道，少数情况也可侧向导入下游河道。数情况也可侧向导入下游河道。l尾水渠常为倒坡，取尾水渠常为倒坡，取1:41:5l尾水渠常设衬砌保护尾水渠常设衬砌保护l对于河床式厂房，厂坝之间常设导墙（可把纵向围对于河床式厂房，厂坝之间常设导墙（可把纵向围堰作为导墙）堰作为导墙）l对外交通一般为公路，也有的采用铁路或水对外交通一般为公路，也有的采用铁路或水路的。引水式厂房一般沿河岸布置，进厂公路的。引水式厂房一般沿河岸布置，进厂公路可沿等高线从厂房一端进入厂房。路可沿等高线从
18、厂房一端进入厂房。坝式电坝式电站进厂公路一般从下游侧进入站进厂公路一般从下游侧进入。l公路、铁路要直接通入主厂房的安装间，并公路、铁路要直接通入主厂房的安装间，并有回车场地。有回车场地。公路的坡度不宜大于公路的坡度不宜大于8%，转弯转弯半径不宜大于半径不宜大于20m。l进厂交通线路一般进厂交通线路一般要求高于下游最高洪水位要求高于下游最高洪水位。三、副厂房三、副厂房为了保证机组正常运行，在主厂房近旁布置的各种辅助为了保证机组正常运行，在主厂房近旁布置的各种辅助机电设备、控制、试验、管理和运行人员工作和生活的机电设备、控制、试验、管理和运行人员工作和生活的房间，称为房间，称为副厂房副厂房。(一一
19、)副厂房的组成副厂房的组成 副厂房的组成、面积和内部布置取决于电站装机容量、副厂房的组成、面积和内部布置取决于电站装机容量、机组台数、电站在电力系统中的作用等因素。机组台数、电站在电力系统中的作用等因素。大型水电站的副厂房，按性质可分为三类：大型水电站的副厂房，按性质可分为三类：1 1、直接生产副厂房、直接生产副厂房 中央控制室，继电保护盘室，电缆室，蓄电池室，酸中央控制室，继电保护盘室，电缆室，蓄电池室，酸室和套间，蓄电池的通风机室，充电机室，计算机室，室和套间，蓄电池的通风机室，充电机室，计算机室，载波通讯室，油、水、气系统，厂内变压器室，巡回检载波通讯室，油、水、气系统，厂内变压器室，巡
20、回检测装置室等。测装置室等。2 2、检修试验副厂房检修试验副厂房 继电保护试验室，精密仪器试验室，测量表计试继电保护试验室，精密仪器试验室，测量表计试验室，高压试验室，电工修理间，机械修理间，电验室，高压试验室，电工修理间，机械修理间，电气工具间，油化验室，水化实验室等。气工具间，油化验室，水化实验室等。3 3、辅助用房辅助用房 交接班室，运行分场，检修分场，水工分场，交接班室，运行分场，检修分场，水工分场，总工程师室，厂长室，生产技术科，会议室，资料总工程师室，厂长室，生产技术科，会议室，资料室，厕所、盥洗室。室，厕所、盥洗室。（1 1）中控室）中控室 尽量靠近主厂房尽量靠近主厂房 避免振动
21、避免振动 通风、采光、隔音良好通风、采光、隔音良好位置：位置：上游副厂房中间上游副厂房中间(n4)(n4)主厂房一端主厂房一端 (n2)(n2)安装间下游（河床式厂房）安装间下游（河床式厂房）高度：高度：4 45m5m（2 2）电缆夹层）电缆夹层 面积同中控室，布置在中控室下层。面积同中控室，布置在中控室下层。高度高度2 23m3m。副厂房布置要点副厂房布置要点（3 3）通讯室）通讯室 布置在中控室旁，高度布置在中控室旁，高度3.5m3.5m 要求防尘防震、隔音，远离蓄电池室或强电设备。要求防尘防震、隔音，远离蓄电池室或强电设备。（4 4）直流系统用房）直流系统用房 组成：组成：蓄电池室蓄电池
22、室 储酸室储酸室 前室前室 通风室通风室 布置：布置：与地面同高，不允许布置在中控室和通讯室上方与地面同高，不允许布置在中控室和通讯室上方 防爆防爆 室内防腐装修室内防腐装修（5 5）开关室（高压开关柜室）开关室（高压开关柜室）布置在发电机与主变之间布置在发电机与主变之间位置：位置：下游副厂房下游副厂房(河床式河床式)上游副厂房上游副厂房(引水、坝后式引水、坝后式)端部副厂房（引水式）端部副厂房（引水式）高程：与发电机同层高程：与发电机同层（6 6）厂变、厂用盘室）厂变、厂用盘室 厂变：安装间下层或水轮机层副厂房，近开厂变：安装间下层或水轮机层副厂房，近开关室，不宜布置在发电机层或离中控室太近
23、。关室，不宜布置在发电机层或离中控室太近。每台厂变布置在防火、防爆的单间。每台厂变布置在防火、防爆的单间。厂用盘室：布置在发电机层副厂房厂用盘室：布置在发电机层副厂房 （7 7）电气试验室）电气试验室 布置在中控室附近，方便运输。布置在中控室附近，方便运输。（8 8）办公室和生活用房）办公室和生活用房 会议室、休息室布置在较安静的地方。洗会议室、休息室布置在较安静的地方。洗手间布置靠近装配场。手间布置靠近装配场。(二二)副厂房的位置副厂房的位置(1)(1)上游副厂房上游副厂房。电缆短、监视机组方便、主厂房下。电缆短、监视机组方便、主厂房下游侧采光通风好；电气设备线路与进水系统相互交游侧采光通风
24、好；电气设备线路与进水系统相互交叉干扰。适用于引水式、坝后式厂房。叉干扰。适用于引水式、坝后式厂房。(2)(2)下游副厂房下游副厂房。集中在下游的电气设备与进水系统。集中在下游的电气设备与进水系统设备不交叉干扰；影响主厂房的通风、采光，需加设备不交叉干扰；影响主厂房的通风、采光，需加长尾水管。中央控制室及继电保护设备易受尾水管长尾水管。中央控制室及继电保护设备易受尾水管振动的影响。适用于河床式厂房。振动的影响。适用于河床式厂房。(3)(3)端部副厂房端部副厂房。受干扰小，通风、采光、隔音好；。受干扰小，通风、采光、隔音好；当机组台数多时，这种布置会增加母线及电缆的长当机组台数多时，这种布置会增
25、加母线及电缆的长度。适用于引水式、坝后式及地下式厂房度。适用于引水式、坝后式及地下式厂房(三三)副厂房的面积副厂房的面积四、主变压器场四、主变压器场(一一)主变压器场的布置原则主变压器场的布置原则 主变压器的位置应结合安装、检修运输、消防通主变压器的位置应结合安装、检修运输、消防通道、进线出线、防火防爆要求确定。道、进线出线、防火防爆要求确定。(1)(1)尽量靠近厂房尽量靠近厂房，以缩短昂贵的发电机电压母线长，以缩短昂贵的发电机电压母线长度，减小电能损失和故障机会，并满足防火、防爆、度，减小电能损失和故障机会，并满足防火、防爆、防雷、防水雾和通风冷却的要求，安全可靠；防雷、防水雾和通风冷却的要
26、求，安全可靠；(2)(2)尽量与安装间在同一高程上尽量与安装间在同一高程上，便于主变压器的运，便于主变压器的运输、安装和利用轨道推进厂房的安装间进行检修；输、安装和利用轨道推进厂房的安装间进行检修；(3)(3)变压器的运输和高压侧出线要方便变压器的运输和高压侧出线要方便，且变压器之，且变压器之间要留必要空间。间要留必要空间。(4)(4)高程应高于下游最高洪水位高程应高于下游最高洪水位，且四周设置排水沟。，且四周设置排水沟。(二二)主变压器场可能布置的位置主变压器场可能布置的位置 (1)(1)河床式厂房河床式厂房，由于尾水管较长，可将升压变压器，由于尾水管较长，可将升压变压器布置在尾水平台上，这
27、时尾水平台的宽度，应使升布置在尾水平台上，这时尾水平台的宽度，应使升压变压器在检修移出时符合最小安全净距的要求压变压器在检修移出时符合最小安全净距的要求 (2)(2)坝后式厂房坝后式厂房，可以利用厂坝之间的空间布置升压，可以利用厂坝之间的空间布置升压变压器。变压器。(3)(3)引水式地面厂房引水式地面厂房，变压器场可能的位置是厂房的，变压器场可能的位置是厂房的一端进厂公路旁、尾水渠旁、厂房上游侧或尾水平一端进厂公路旁、尾水渠旁、厂房上游侧或尾水平台上。台上。(4)(4)由于地形和场地的限制，一些水电站有将主变压由于地形和场地的限制，一些水电站有将主变压器布置在厂房顶上（洪枯水位差别大）器布置在
28、厂房顶上（洪枯水位差别大）四、高压开关站四、高压开关站高压开关站布置各种高压配电装置和保护设备高压开关站布置各种高压配电装置和保护设备。如。如电缆、母线、各种互感器、各种开关继电保护装置、电缆、母线、各种互感器、各种开关继电保护装置、防雷保护、输电线路以及杆塔构架。防雷保护、输电线路以及杆塔构架。高压开关站分为露天布置和室内布置高压开关站分为露天布置和室内布置。应尽量靠近。应尽量靠近主变压器场和中央控制室，且在同一高程上。主变压器场和中央控制室，且在同一高程上。多数布置在岸边多数布置在岸边，也有布置在山坡或主厂房顶上的。，也有布置在山坡或主厂房顶上的。当地形较陡时，可布置成阶梯式和高架式当地形
29、较陡时，可布置成阶梯式和高架式，以减少，以减少挖方。挖方。高程在下游最高洪水位以上高程在下游最高洪水位以上出线方便，对外交通方便出线方便，对外交通方便百色澄碧河水库下游百色澄碧河水库下游 厂区厂区 高压开关站高压开关站 厂房厂房 压力管道压力管道西津水电站厂区布置西津水电站厂区布置左江山秀电站左江山秀电站 厂顶变压器场与厂顶变压器场与GISGIS开关站开关站GIS主变主变左江金鸡滩电站左江金鸡滩电站 厂顶下游人工平台设变压器场厂顶下游人工平台设变压器场1主变主变2主变主变重点掌握的内容重点掌握的内容主厂房轮廓尺寸的确定主厂房轮廓尺寸的确定厂区布置原则厂区布置原则主厂房、主要副厂房、主变压器场、高主厂房、主要副厂房、主变压器场、高压开关站、引水道压开关站、引水道、尾水道及厂区交通、尾水道及厂区交通的布置要点的布置要点