水電站樞紐廠房設計及機組選型設計

1、二、機電設備的選擇（一）、水輪機的選擇1 、水輪機選擇的基本資料裝機容量 Nr =0.25MW設計水頭 H r69.95m, H max79m, H min64m2、水輪機型號的選擇根據(jù)設計水頭 H r69.95m ，參照金鐘元水力機械附表1，可以有兩種選 HL 220 型水輪機。3、單機容量的選擇水電站的裝機容量等于機組臺數(shù)和單機容量的乘積。根據(jù)已確定的裝機容量，就可以擬定可能的機組臺數(shù)方案。在選擇機組臺數(shù)時可從下列方面考慮：（1） 機組臺數(shù)與機電設備制造的關系機組臺數(shù)增多時，機組單機容量減小，尺寸減小，因而制造及運輸都有比較容易，這對于制造能力和運輸條件較差的地區(qū)是有利的。但實際上小機組單

2、位千瓦消耗的材料多，制造也較麻煩，故一般都希望選用較大的機組。（2） 機組臺數(shù)與水電站投資的關系當選用的機組臺數(shù)較多時，不僅機組本身單位千瓦的造價高，而且隨著機組臺數(shù)的增加。相應的閘門、管道、調(diào)速器，輔助設備和電氣設備的套數(shù)就要增加，電氣結線也較復雜，廠房平面尺寸也需加大，機組安裝維護的工作量也增加，因此從這些方面來看，水電站單位千瓦的投資將隨臺數(shù)的增加而增加。 但另一方面， 采用小機組則廠房的起重能力、安裝場地、機坑開挖量都可縮減，因此又可減小一些水電站投資?？偟膩碚f，機組臺數(shù)變化要引起水電站投資變化，在大多數(shù)情況下，臺數(shù)增多將增大投資。（ 3）機組臺數(shù)與水電站運行效率的關系機組臺數(shù)增多能夠

3、增加水電站的電能，但當增多到一定程度，再增多時對水電站的運行效率就不會有顯著的影響了。當水電站在電力系統(tǒng)中擔任基荷工作時，選擇機組臺數(shù)少，可合水輪機在較長時間內(nèi)以最優(yōu)工況運行，合水電站保持較高的平均效率。（ 4）機組臺數(shù)與水電站運行維護工作的關系機組臺數(shù)多，單機容量小，運行方式就比較靈活，機組發(fā)生事故后所產(chǎn)生的影響小，檢修也較容易安排。但因運行操作次數(shù)隨之增加，發(fā)生事故的機率增高了，同時管理人員增多，運行費用也提高了。因此不宜選用過多的機組臺數(shù)。在技術經(jīng)濟條件相近時，應盡量采用機組臺數(shù)較少的方案，但為了水電站運行的可靠性和靈活性，一般應不少于兩臺。故綜合考慮，采用兩臺機組，單機容量為N f12

4、500 KW 。NrN f12500/ 0.96 13021KWf式中Nr水輪機的額定出力N f 發(fā)電機的額定出力f發(fā)電機效率4 水輪機主要參數(shù)的確定（1） 轉(zhuǎn)輪直徑的計算D 1Nr9 . 81 Q 1 HrHr式中：Nr =8.25 ×103 KWH r =11.5 m由金鐘元水力機械附表1 查得該型水輪機在限制工況下的Q11400L / S1.4m3 / s ，=82.6% . 由此可假定水輪機在該工況下的效率為 86%。將以上各值代入公式得：D130211 .48 m13 69 .959 .81 69 .95 11 .590 %選用與之接近而偏大的標準直徑D1 =1.6 m .

5、（2）效率修正值的計算由附表1 查得： HL 310 型水輪機在最優(yōu)工況下模型的最高效率M max =89.6%,模型轉(zhuǎn)輪的直徑 D1M =0.39 m .則原型水輪機的最高效率max11M max5 D1M /D1110.9150.46 /1.6=93%考慮到制造水平的情況，取=1.0%,則效率修正值為：maxM max=0.93 0.91 0.01=0.01由此可求得水輪機在限制工況的效率應為：M=0.89+0.01=0.90( 與原來假定的數(shù)值相近 )（3）轉(zhuǎn)速的計算n n10H av / D1式中 n10n10 Mn1由附表 1 查得在最優(yōu)工況下的 n10M =70.0 r/min，同

6、時由于：n1m ax / M m ax 10 .93 / 0.91 1n10 M=0.022 0.03所以n1 可忽略不計，則以n10M =70.0 r/min代入上式得：n =(70.0 ×69.95 )/1.6=365.9 r/min選用與之接近而偏大的同步轉(zhuǎn)速n375rpm（4）工作范圍的檢驗計算在選定的 D1 =1.6 m ， n375rpm 的情況下，水輪機在最大的Q1 max 和各種特征水頭下相應的n 值分別為：在設計水頭 H r =11.5 m 以額定出力Nr 工作時，其相應的最大單位流量為 ：Nr13021Q 1 max9.81 1.63 69 .95 0.99. 8

7、1 D 1 Hr Hr=0.98 1.15 m 3 /s則水輪機的最大引用流量為：QmaxQ1 maxD12Hr=0.98 ×1.6 2×69.95 =21 m3/s對 n1值：在設計水頭H r=69.95m 時nD1375 1.6n1r71.8r / minHr69.95在最大水頭Hmax =79m 時n1minnD1375 1.667.4r / minH max79在最小水頭H min=64m 時n1maxnD1375 1.675r / minH min64在 HL220型水輪機的主要綜合特性曲線圖上, 分別畫出 n1max =75r/min ， n1min =67.4

8、 r / min 的直線，由圖可見，由這兩根直線與效率線所圍成的水輪機工作范圍基本上包含了該特性曲線的高效率區(qū)，所以對于 HL 220 型水輪機方案，所選定參數(shù)D1 =1.6 m ,n =375r / min 是合理的。(5) 水輪機吸出高 Hs 計算由水輪機的設計工況（ n1' r 71.8,Q1'max 0.98 ）在圖 3-7 上可查得相應的汽蝕系數(shù)0.115;由于設計水頭 H r69.95,在 (水力機械書 )上查得0.020, 則 可求得水輪機的吸出高為：H s 10.3() Hr10.34024.89 (0.115 0.020) 69.95 3.94m900900（

9、6）飛逸轉(zhuǎn)速的計算反擊式水輪機的飛逸轉(zhuǎn)速 n f 與水輪機凈水頭 H 、導葉開度0 有關。最大飛逸轉(zhuǎn)速 n f maxn1 f maxH max rpmD1式中：H max 最大水頭（米）n1 f max 最大單位飛逸轉(zhuǎn)速查表知， HL 220 水輪機采用的 n1 f max865 rpmn f max865 794755rpm1.6（7）軸向水推力 PZ 的計算PZK z2D1 H max4式 中K z軸向水推力系數(shù)，對于 HL220水輪機，K z 0.37 0.45, 取 0.37PZ0.373.141.62 79 58.7N45、水輪機安裝高程的確定對立軸混流式水輪機，安裝高程由下式確定

10、：Z sb0wH s2w 尾水位 m式中： H s 吸出高度b0 導葉高度m查表知， b00.25,故 b00.25160.4mD1Z swH sb04024.89 4.94 0.2 4024.14m2故機組安裝高程為4024.14 m 。（二）、水輪機結構與外型尺寸估算1、混流式水輪機主要由以下幾部分組成：（ 1）埋入部分：包括蝸殼、座環(huán)、尾水管等；（ 2）導水機構：包括頂蓋、底環(huán)、導葉和導葉操作機構等；（ 3）轉(zhuǎn)動部分：包括轉(zhuǎn)輪、主軸等；（4）導軸承、密封裝置及其他附屬裝置。2、蝸殼斷面形式本電站最大工作水頭超過40m故采用金屬蝸殼，蝸殼頂角點和底角點的變化形式有直線和拋物線兩種。直線變化

11、結構簡單，水力損失大；拋物線變化結構復雜，水力損失小。為了改善蝸殼的受力條件使水力損失最小，故選用拋物線變化規(guī)律的圓形斷面。工廠對圓形金屬蝸殼包角通常采用345 。則：蝸殼進口多面流量：Qmax21345 20.13m3/ sQC0360360Qmax 水輪機最大引用流量。蝸殼進口平均流速：由水輪機設計水頭Hr 查水利機械得蝸殼進口平均流速 VC8.5m / s 。蝸殼進口斷面面積：FcQcQmax020.132.37 m2Vc360Vc8.5斷面半徑：maxFcQmax00.87m360Vc由水利機械 附表 5 查得金屬蝸殼座環(huán)尺寸，水頭在70 米以下其座環(huán)外徑 Da =3.85m, Ra

12、=D a3.851.925 m22當 345 時iQmaxi213450.87m360Vc3603.14 8.5RDa2i1.925 20.873.67m2當 300時1.34mR3.55mi當 255時 1.23mR3.43mi當 210時i1.12mR3.29m當 165時i1.00mR3.13m當 120時0.85mR2.95mi當 75時0.67mR2.73mi當 30時0.42mR2.45mi其形式入圖 1 所示：3、 尾水管計算根據(jù)本電站的總裝機容量(0.25MW)為小型水電站，為了減少尾水管的開挖深度，采用標準彎肘型尾水管。彎肘形尾水管是由進口直錐段、肘管和出口擴散段三部分組成。

13、其大致形狀如圖所示：使用推薦尾水管尺寸表查水利機械得到本電站尾水管尺寸參數(shù)。表 1尾水管標準型式與實際計算表參數(shù)D1hLBD412L1h3hh標準1.02.54.52.741.351.350.6751.751.31實際1.63.527.22.891.761.760.921.502.08D 3 可近似取為轉(zhuǎn)輪出口直徑， 此處取為 D 3 =1.6 m . 進口錐管的半錐角的最優(yōu)值 , 對混流式水輪機 , 取79 。此處取為 9o。根據(jù)尾水管的結構可得下式 :D4D32tgh3解 得 h3 =0.5 m ， 而 h1h2hh43.521.760.51.26m ,h2 可 取 為0.2-0.5,此處

14、取為 0.3m。故 h1 =0.96 m 。因此尾水管外形尺寸如圖2 所示：4、水輪機重量估算（1）、水輪機總重量估算水輪機總重量指不包括調(diào)速器、油壓裝置和其他輔助設備的水輪機整體重量。查水電站機電設計手冊（水力機械）可知，G430t2 轉(zhuǎn)輪重量估算查水電站機電設計手冊（水力機械） 圖 2-56 可知，G065t圖 1 蝸殼尺寸簡圖（單位：mm）圖 2 混流式水輪機尾水管簡圖（三）調(diào)速系統(tǒng)的選擇水輪機調(diào)速系統(tǒng)的基本任務是：使水輪發(fā)電機組穩(wěn)定地以額定轉(zhuǎn)速運行，在機組負荷變化工其他外擾作用下，保證機組的轉(zhuǎn)速變化不超過一定的范圍，并能迅速地穩(wěn)定于新的工況，從而保證發(fā)電機輸出的交流電頻率滿足用電設備的

15、要求。水輪機調(diào)節(jié)是通過調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)機組轉(zhuǎn)速的變化不斷地改變水輪機過流量來實現(xiàn)的。調(diào)速系統(tǒng)的主要設備有：調(diào)速器、油壓裝置和漏油裝置。1、調(diào)速器的型式選擇（1）調(diào)速器型式選擇調(diào)速器型式選擇的一般要求有以下兩點：當電站和機組容量較大， 在系統(tǒng)中承擔調(diào)頻任務， 應選用調(diào)節(jié)品質(zhì)好，自動化程度高的電氣液壓調(diào)速器。當機組容量較小，在系統(tǒng)中地位不重要，經(jīng)常承擔基荷時，也可選用機械液壓調(diào)速器。 . 選擇調(diào)速器時應考慮到調(diào)速器某些五一節(jié)對電站其他設備的要求和影響。2 調(diào)速器工作容量的選擇調(diào)速器的工作容量是指在一定的工作油壓下，調(diào)速系統(tǒng)所具有的最大可能輸出功率，該輸出功率不僅取決于調(diào)速功的大小，還取決于關機時間的長

16、短。而主配壓閥直徑并不能全面地反映調(diào)速器的工作容量，對直徑相同但結構不同的主配壓閥， 具有不同的最大行程， 窗口尺寸和開、關機時間調(diào)整方式，因而其摩阻系數(shù)和可能最大輸出功率也不相同。所以只有同一類型的主配壓閥才能按其活塞直徑表征調(diào)速器的容量。選擇調(diào)速器工作容量時，應留有適當?shù)挠嗔恳员ＷC機組可靠地開關導葉，關機時間應能滿足調(diào)節(jié)保證的要求。（ 1） 主接力器的選擇采用兩個接力器來操作導水機構，每個接力器的直徑ds 可按下列公式計算H max b0dsD1D1式中計算系數(shù)。取為0.40 ；b0 導葉高度。790.40d s 0.030 1.60.21m1.6在標準接力器系列表中選擇與之接近的直徑22

17、5mm 。接力器最大行程Smax (mm) 可由下列經(jīng)驗公式求得Smax1.41.80max式中0 m ax 為導葉最大開度。0 m ax 可由模型水輪機的導葉開度0M m ax 依下式換算求得D0Z0M0 max0 M max D 0 M Z 0式中D 0 、 D 0M 分別為原型和模型水輪機導葉軸心圓的直徑Z0 、 Z 0M 分別為原型和模型水輪機導葉數(shù)目Smax 1.6 0 max 1.6 0.2240.3584 m ，23.14 0.22520.3584則兩個接力器的總?cè)莘eVsdsSmax3。220.03m2（ 2） 主配壓閥的選擇主配壓閥的直徑與通向接力器的油管直徑是相等的，主配壓閥

18、油的流量為：VSQTSTS 導葉全開到全關直線關閉時間。假設為4s。0.333則 Q/s50.006m主配壓閥直徑為： d(m)4QVsd1.13VmTsVmVm管內(nèi)油壓流速 m/s. 當額定油壓為2.5MP 時 Vm=（ 4-5 ）m/s 為短管且工作油壓較高時取較大值。則 Vm取 5m/s。代入上式主配壓閥直徑為：d4Q1.13Vs1.13 0.0344mmVmTsVm4 5由計算的主配壓閥直徑查水電站機電手冊選擇之相鄰而偏大的DT-100 電氣液壓型調(diào)速器。調(diào)速器外形如圖3 所示：圖 3調(diào)速器外形尺寸圖2、油壓裝置的選擇（1）油壓裝置的組成油壓裝置是向水輪發(fā)電機制調(diào)速系統(tǒng)供給壓力油的能源

19、設備，是調(diào)速系統(tǒng)的重要組成部分。同時也可作為進水閥、調(diào)壓閥以及液壓操作元件的壓力油源。油壓裝置有分離式和組合式兩種。分離式油壓裝置的壓力油罐與回油箱分開；組合式油壓裝置的壓力油罐裝在回油箱上面的框架上。前者容量范圍較大，適用于大中型水輪機。后者結構緊湊，但容量較小，僅適用于中小型水輪機。本電站采用組合式油壓裝置。油壓裝置的主要部件有：（ 1）壓力油罐：其中油占總?cè)莘e的 30-40%，其余 70-60%為壓縮空氣。（ 2）回油箱：其容積約為壓力油罐容積的 1.2-1.4 倍。（ 3）油泵：一般均為螺旋油泵，有立式和臥式兩種。（ 4）油泵附件：包括安全閥、逆止閥和節(jié)流閥等。（ 5）壓力油罐的附件：

20、包括壓力表、油位信號及自動補氣裝置、壓力信號器、空氣閥等。(2) 油壓裝置的選擇計算油壓裝置的選擇計算主要是確定油壓裝置的臺數(shù)和容量（工作能力）。為了滿足機組調(diào)節(jié)和安全運行的要求， 通常每臺水輪機裝設一臺油壓裝置。油壓裝置的工作能力是以壓力油箱的總?cè)莘e和額定油壓為表征的。壓力油箱的總?cè)莘eVk 可按下列經(jīng)驗公式估算：Vk1820 Vs取 Vk20Vs200.03 0.60m3查水利機械油壓裝置系型譜表，本水電站可選YZ1.6型查水電站機電設計手冊可知其基本尺寸如表2所示，形式如圖4 所示：表 2 油壓裝置基本尺寸表單位（ mm）油壓裝置型回油箱長度回油箱寬總高壓力油壓力油罐號m度罐高外徑YZ 1

21、.624001700327023701028圖 3油壓裝置簡圖（單位：mm）( 四) 發(fā)電機的選擇1、水輪發(fā)電機的型式選擇根據(jù)所選機型：HL220LJ140.的主要性能參數(shù)，選擇配套發(fā)電機TSL330 / 61 16其性能如表 2-3表 3 主要外形和安裝尺寸容量型號(kw)h1 (mm) h2 (mm)1 ( mm)2 ( mm)3 ( mm)TSL330 / 611665001912524390028035760表 4主要外形與安裝尺寸單位 (mm)名稱h1h2123456H 1尺寸19125243900280357602350270035801490名稱H 2H 3H 4H 5H 6H

22、7H 8H 9H 9尺寸1643242973610161600470626946191135圖 5發(fā)電機外形尺寸2、水輪發(fā)電機的通風冷卻方式及其選擇大中型水輪發(fā)電機常采用密閉式空氣循環(huán)冷卻和水內(nèi)冷兩種冷卻方式。通過兩個通風方式的比較，本電站采用密閉式空氣循環(huán)冷卻。密閉式空氣循環(huán)冷卻的冷卻方式是借助轉(zhuǎn)子風扇或輪同的風扇作用合空氣在發(fā)電機內(nèi)部循環(huán)流通，熱空氣通過冷卻器用水冷卻。3 、水輪發(fā)電機重量估算（ 1）發(fā)電機總重量 G f2 / 3G f k1Sfne式中G f 發(fā)電機總重量 ( t ) ；k1 系數(shù) , 對懸式發(fā)電機取8-10, 此處取為 8。2 / 3G f 8650014.7t375（

23、2）發(fā)電機轉(zhuǎn)子重量一般可按發(fā)電機總重量的1/2 估算G fG7.35t2（三）、起重設備水電站起重設備一般采用橋式起重機或門式起重機。橋式起重機有單小車和雙小車兩種。雙小車橋式起重機與單小車起重機不同之處是在橋架上設有兩臺可以單獨或聯(lián)合運行的小車，每臺小車只有一個起重吊鉤，藉手動變速作主鉤或副鉤使用，當?shù)踹\最重件（如發(fā)電機轉(zhuǎn)子）時，兩臺小車借助平衡梁聯(lián)合起吊。1、吊車形式的選擇最重吊運件的重量為7.35 噸，且機組臺數(shù)小于4 臺，故可選用一臺單小車橋式起重機。2、主要工作參數(shù)的選擇（1）起重量查表（水電站機電設計手冊） ，額定起重量為100 噸。(2) 跨度起重機大車軌道中心線之間的垂直距離（

24、或起重機大車兩端車輪中心線之間的垂直距離）稱為跨度，以米表示。根據(jù)廠房寬度起重機跨度定為 12 米。(3) 起升高度雙小車起重機每臺小車只有一套起重機構，其吊鉤的下極限位置應保證發(fā)電機轉(zhuǎn)子或水輪機轉(zhuǎn)輪從機坑吊出，同時還應滿足吊運進水閥及水輪機埋設部件及安裝的要求。(4) 吊鉤主廠房每臺單小車橋式起重機一般都設置主、副鉤各一個。主鉤一般應滿足起吊額定起重量的要求，副鉤則按產(chǎn)品標準配置。（5）其它主要尺寸表 6其它主要尺寸表起重量 t跨 度起升高度起升速度運行速度mm / minm / minm / min主鉤副鉤L主鉤副鉤主鉤副鉤小車大車100201226350.815.75.120.6起 重

25、量極限尺寸 mm大重量 tt吊鉤至軌面距吊鉤至軌道中心距離車小起離最車重主副主鉤 h主鉤副鉤大重機鉤鉤1L3L2L4輪總L壓重t10020900320048005650235060113208起重量 t主要外形尺寸 mm兩臺橋機并車尺寸mm主副小車起重小車軌面軌面并車兩主軌掛鉤鉤軌距機最長度至起至緩后起鉤之道鉤LT大寬 B1重機沖器重機間距面中度 B頂端距離最大離L0至心距離H 1寬 度平至HB0衡上梁下掛環(huán)鉤底的距距離 hb離hA100205500103808400645012002088010500900114三、水電站廠房布置廠房布置的基本要求是：（ 1） 應適應地質(zhì)、地形、水文、氣象等

26、自然條件，并根據(jù)電站樞紐布置的具體情況、不同類型廠房的特點，全面考慮，合理布置。（ 2） 應滿足設備安全運行，便于安裝檢修及操作管理，廠內(nèi)各種設備布置 協(xié)調(diào)，并考慮水工結構上的要求。（ 3） 應充分考慮設備進廠以及廠內(nèi)吊裝、運輸?shù)囊蟆＃?4） 應考慮電站初期運行要求，盡可能不設或少設臨時設施，對于分期建設的電站，應考慮遠、近期結合。（ 5） 應考慮防火、 防淹、防潮及勞動保護等方面的要求， 力求布置 整齊美觀。（ 6） 在滿足電波運行及安裝檢修要求的前提下， 盡量減少土建工程量，節(jié)省投資。（一）、立軸反擊式機組的布置主廠房由機組段（包括端機組段）和安裝場組成，所以主廠房布置和尺寸的確定，主要

27、就是機組段和安裝場的布置和尺寸的確定。而機組段尺寸主要取決于水輪機蝸殼、尾水管、發(fā)電機等設備的外形尺寸。1、尾水管層的布置反擊式水輪機的泄水設備尾水管的頂部與基礎底板之間的空間是尾水管層，布置有：(1) 尾水管為減少開挖量，采用彎肘形尾水管。它由直錐段、肘管段和擴散段幾個部分組成。水輪機采用標準型尾水管。尾水管底板高程為4016.46米，厚 1.5 米，基礎開挖高程為4018.68 米。為減小擴散段結構跨度，通常設有 2 個隔墩。廠內(nèi)設有通往尾水管的通道和進人孔，進人孔的尺寸為 600×800 毫米。進人孔的位置， 布置在尾水管的圓錐段。 當停機放空尾水管的水，檢修人員從水輪機沿進水

28、閥坑的爬梯下去，然后水平進入廊道，打開設在尾水管直錐段的金屬蓋，利用梯繩爬進尾水管內(nèi)。(2) 集水井、集水廊道和水泵室主廠房內(nèi)常在下部結構部分的基礎塊體最低部位設置集水井或集水廊道，并在上方設水泵室，以便及時利用水泵排除基礎滲水。一般蝸殼有不管通到尾水管，尾水管將水引入集水井或集水廊道，然后由水泵抽水向下游排出。出口高程一般設在下游水位以上。2 蝸殼層的布置蝸殼層是反擊式水輪機的引水設備蝸殼及其周圍的鋼筋混凝土結構塊體和空間部分。本電站采用單元供水，廠內(nèi)不設蝴蝶閥，而在調(diào)壓井處設控制閘門。此為引水隧洞設計部分，故在本設計中不做進一步探討。機組轉(zhuǎn)輪直徑 1.6 米，蝸殼為混凝土蝸殼，蝸殼的包角為

29、 180 度。蝸殼內(nèi)設進人孔， 進人孔的布置在進口的上部。 進人孔的大小為 650 毫米。蝸殼層平面布置圖如附圖所示 .3 水輪機層的布置(1) 筒式發(fā)電機機墩圓筒式機墩抗扭、抗震及抗壓性能好，剛度大，一般為少筋混凝土，用鋼量省，故采用圓筒式機墩。 機墩內(nèi)部是空的便于水輪機安裝時吊進、檢修時吊出。機墩內(nèi)布置接力器，預埋各種油、氣、水管道和布置電纜、電線。運行人員經(jīng)常要進入內(nèi)腔進行巡視和檢修工作，機墩要留有進人孔，機墩高度 不能太矮。機墩內(nèi)徑要按大于水輪機轉(zhuǎn)輪直徑、 小于發(fā)電機轉(zhuǎn)子直徑，并考慮下機架支承等要求而定。根據(jù)經(jīng)驗，圓筒式機墩內(nèi)徑D1.31.5 D12.08m2.56m根據(jù)前面發(fā)電機的計

30、算D=2.35m(2) 輪機機坑的布置水輪機機坑應按下列要求進行布置： . 于在水輪機機坑內(nèi)檢修、安裝、維護導軸承和傘式機組的推力軸承。. 組采用不吊發(fā)電機轉(zhuǎn)子而拆出水輪機轉(zhuǎn)輪進行檢修時， 此時機墩結構及布置尺寸應考慮轉(zhuǎn)輪運出的通道， 并設置必要的吊運裝置以滿足轉(zhuǎn)輪拆裝的要求。 在決定機坑進人孔的位置時， 應注意水輪機接力器和推拉桿對進入機坑通道的影響。進入水輪機機坑的門為一個。門寬為1.5 米，門的高度為2 米。因此根據(jù)水輪機層布置的主要數(shù)據(jù)可大致繪出水輪機層的平面圖.4 發(fā)電機層的布置(1) 水輪發(fā)電機一般有定子外露、定子埋入和上機架埋入三種布置形式。定子埋入式和上機架埋入式使發(fā)電機層寬敞

31、，同時由于提高了發(fā)電機層高程而增加了水輪機層高度， 可增設一層作為出線層。 這兩種布置形式被廣泛采用。本電站采用定子埋入式。(2) 旁盤它包括機組自動操作盤、機組繼電保護盤、機組測溫盤、機組動力盤等，每臺機組的機旁盤為 3 塊，每塊尺寸為 0.8m 0.55m 3.1m 。布置在發(fā)電機層并盡桶靠近調(diào)速器操作柜且在同一側(cè)，以便運行人員在機組啟動時能觀察到盤上的儀表。此外，還要考慮到節(jié)省電纜和布線方便，機旁盤通常靠近副廠房。(3) 勵磁機和勵磁盤勵磁機布置隨發(fā)電機容量而異，有直接布置在同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸頂，也有發(fā)與發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸相聯(lián)接的單獨布置方式。勵磁盤最好布置在發(fā)電機層，如果太擁擠，也要布置在水輪

32、機層，但需用通風設備以保證該層不致太潮濕。勵磁室尺寸為 5.2m 1.5m 。(4) 樓梯為運行人員經(jīng)常從發(fā)電機層到水輪機檢查巡視提供方便， 在每兩臺機組之間設鋼筋混凝土樓梯一座。樓梯凈寬 1.2 米，坡度以 34 度到 38 度之間為宜。(5) 交通道在水輪發(fā)電機的上、下游側(cè)應留有 2-2.5 米的交通道，各種設備間也必須保持運行巡視和檢修需要而留的 1.5-2.0 米的距離。因此根據(jù)擬定的發(fā)電機層的主要數(shù)據(jù)可大致繪出發(fā)電機層的平面圖，見附圖。（二） 機組附屬設備的布置考慮到廠房內(nèi)蝸殼的結構以及蝸殼進水口與調(diào)壓室的連接，本次設計中不對進水閥進行設計，故機組附屬設備的布置主要是對調(diào)速設備的布置

33、。它包括兩方面的內(nèi)容：1 接力器的布置接力器的布置形式大致有四種：（ 1）直缸接力器布置在機坑內(nèi)；（ 2）直缸接力器布置在頂蓋上；（ 3）環(huán)形接力器布置在頂蓋上；（ 4）每一個導水翼采用一個接力器；（ 5）搖擺式接力器布置在機坑內(nèi)。本設計中采用直缸式接力器布置在機坑內(nèi)壁上。當采用混凝土蝸殼時，接力器的布置與蝸殼的斷面形狀有關。 采用梯形斷面混凝土蝸殼時，接力器和調(diào)速器的布置缺點是油壓裝置和調(diào)速器要跨機組段布置，因此在前期工程中有可能要增加臨時設施。2 調(diào)速器和油壓裝置的布置調(diào)速器和油壓裝置的布置，應與接力器布置位置相適應，并盡量靠近。調(diào)速器、油壓裝置通常均布置在發(fā)電機層，它們之間的距離在滿足操

34、作、維護、檢修方便的前提下，應越小越好。電液調(diào)節(jié)器速器的電氣柜，一般都和機旁盤布置在一起。( 三)主廠房主要尺寸的確定主廠房的尺寸的確定，即主廠房總長、總高和寬度的確定。1 主廠房的總長度主廠房的總長度包括機組段的長度（機組中心間距），端機組段的長度和安裝場的長度，并考慮必要的水工結構分縫要求的尺寸。（ 1） 機組段長度的確定裝有立軸反擊式機級的廠房機組段長度，主要由蝸殼、尾水管、發(fā)電機等到設備在x 軸方向的尺寸確定，同時還應考慮機組附屬設備及主要通道、吊物孔的布置及其的需尺寸。機組段長度可按下式計算：L1L xL x式中L x 機組段x 方向的最大長度L x 機組段x 方向的最大長度L x

35、和 L x 可按尾水管層、 蝸殼層和發(fā)電機層分別計算，取其中的最大值。. 蝸殼層L xR113.671.55.17mL xR213.131.54.63m. 尾水管層L xB2.892.945m221.5B2L xm22 2.945. 發(fā)電機層LL3bx223bx22335.7622 22.48m0.42.48m式中：R 蝸殼x 方向最大平面尺寸；R 蝸殼x方向最大平面尺寸；R2 蝸殼x方向最大平面尺寸；B 尾水管寬度；d 尾水管偏心距；b 兩臺機組之間風罩外壁的凈距 ， 兩臺機組間設樓梯， b3.2m ；1 蝸殼外部混凝土厚度, 此處取 1.4m ；2 尾水管邊墩混凝土厚度，21.5m ；3

36、發(fā)電機風罩壁厚 ， 一般取 0.3 0.4m ， 此處取 0.4m ；故機組段長度 L1 L x max L x max 5.17 4.63 9.8m .(2) 端機組段長度的確定L2 L1L9.8 119 m其中 L0.11.0 D10.1 1.6m,取為 1m(3) 裝配廠尺寸計算裝配廠寬度與主機室相等，長度為1-1.5 倍的機組段長度。混流式水輪機取偏小值即：裝配廠長9.8-14.7,取 10m.廠房兩邊墻取三七墻則墻厚2×0.37=0.74m則廠房的總長度為：LnL1LaL0.7429.81100.7431.34m2 主廠房的總寬度以機組中心線為界，廠房寬度B 可分為上游側(cè)B

37、s 寬度和下游側(cè)Bx 寬度兩部分。B=Bs + BxBs =3 A23式中 A風罩外壁到上游墻內(nèi)側(cè)（或拄邊）的凈距，由上游側(cè)電器設備和附屬設備的布置及通道尺寸決定。 發(fā)電機風罩壁厚，一般取0.3-0.4m（取 0.4m）33 發(fā)電機風罩內(nèi)徑。 （5.76 ）Bs5960mm。主廠房下游側(cè)Bx ，除滿足 Bs 寬度要求外還須滿足蝸殼在-y 方向的尺寸和蝸殼外混凝土厚度的要求，如果下游側(cè)還須布置附屬設備、電器設備或下游側(cè)做吊運通道，尚須滿足上訴要求。最后決定長房總寬度時，要滿足起重機標準跨度的要求。 （前已訴，本電站起重機跨度12m。）本電站 Bx 側(cè)無附屬設備、電器設備，只滿足交通要求?？紤]上訴

38、要求下游側(cè) Bx =6040mm.則電站主廠房凈寬： B=Bs + Bx = 5960+6040=12m上游側(cè)墻為二四墻即240mm厚，柱邊到墻外緣距離為900mm。下游側(cè)墻為三七墻即370mm厚，柱邊到墻外緣距離為1000mm。則電站主廠房總寬為：1200+900+1000=13900mm副廠房寬度取 8000mm3 廠房各層高程的確定廠房各層的高程，主要有尾水管底板高程、機組安裝高程、水輪機層地面高程、發(fā)電機層地面高程、吊車軌道頂?shù)母叱?、廠房頂?shù)母叱痰?1) 水輪機的安裝高程T 4020.18m(2) 尾水管底板高程 尾尾水管底板高程 :b0尾安h2b0 導葉高度（m）h 尾水管高度（ 5

39、.85m）。尾安b0h 4020.18 0.2 3.52 4016.46m2(3)主廠房基礎開挖高程F主廠房基礎開挖高程 :F安h1h1 尾水管底板混凝土厚度， h11.5m 。F安h1 =4020.18 -1.5=4068.68m 。(4) 水輪機層地面高程 1水輪機地面高程 :1安rh4r 蝸殼進口段半徑， r1.44m；h4 蝸殼頂混凝土層厚度， h41.5m。1安rh44020.180.87 1.5 4m 022.55m(5) 發(fā)電機裝置高程 G發(fā)電機裝置高程 :G1h5h6式中 h5 發(fā)電機機墩進人孔高度， h52m ；h6 進人孔頂部厚度， h61.0m。G1h5h6 4022.5

40、52.01.0 4025.55m(6) 發(fā)電機層樓板高程 2水輪機層地面高程加進人孔高度（2m）、加孔頂厚（ 1m）、加定子機座高（ 1.912m）。2 =4022.55+2+1+1.912=4027.462mm。(7) 起重機（吊車）安裝高程 C 起重機的安裝高程 :C2h7 h8 h9 h10 h11式中 h7 上機架高度和發(fā)電機定子高度之合，本電站定子為埋入式， h7僅為上機架高度 h7 0.422m ；h8 吊運部件與固定的機組或設備間的垂直凈距（ 0.61.0m） h81m ；h9 最大吊運部件的高度，9；（發(fā)電機主軸高 4.719m） h4.719m；h10 吊運部件與吊鉤間的距離

41、 ，（1.0-1.5m ） h101m ；h11 主鉤最高位置至軌頂面距離， h11 1.2m；(8) 屋頂高程 頂屋頂高程等于起重機軌頂至小車頂面的凈空尺寸 （3.537m）+為檢修吊車在小車上留有 0.5m 的高度 +屋面大梁高度、屋面板層、防水層、保溫層厚度；（取 2m）。頂 =4035.803+3.537+0.5+2=4041.84m 。(9) 廠房總高度 H 總H 總頂F4041.844018.6823.16m( 四)安裝場的布置及尺寸的確定安裝場是為設備的到貨卸車、拆箱清掃、組合、預裝或解體大修而設置的。1 安裝場的位置與高程安裝場位于主廠房左端，并與對外交通道同側(cè)，以方便交通運輸。裝配場的下面一般有一層至二層可作輔助生產(chǎn)車間，下面