引水式地面廠房布置設(shè)計(jì).ppt

1、第八節(jié) 主廠房的輪廓尺寸,水電站主廠房空間尺寸的設(shè)計(jì)原則是在滿足設(shè)備布置和安裝、維護(hù)、運(yùn)行、管理的前提下，盡量減小廠房尺寸，降低造價(jià)。,一、主廠房平面設(shè)計(jì) (一) 主廠房的長度 L= nL0 + L安 + L 1機(jī)組段長度L0 機(jī)組段長度是指相鄰兩臺機(jī)組中心線之間的距離機(jī)組間距。 機(jī)組段間距一般由下部塊體結(jié)構(gòu)中水輪機(jī)蝸殼的尺寸控制，在高水頭情況下常由發(fā)電機(jī)定子外徑控制。 L1= L+ x + L-x,(1) 蝸殼層,(2) 尾水管層,(3) 發(fā)電機(jī)層,機(jī)組段長度應(yīng)綜合考慮蝸殼、尾水管和發(fā)電機(jī)層的影響,2邊機(jī)組段附加長度 L =B / 2+0.5m(剎車)+0.3m(裕量) 由于外側(cè)有主廠房的端

2、墻，為了使機(jī)組設(shè)備和輔助設(shè)備處于橋吊工作范圍內(nèi)，遠(yuǎn)離安裝間一端的機(jī)組段需要加長L。,3安裝間長度 安裝間的寬度一般與主廠房相同，安裝間的長度一般取 L安(1.0l.5) L0,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)上機(jī)架、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、水輪機(jī)頂蓋四大部件要布置在主鉤的工作范圍內(nèi)，其中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)全部置于主鉤起吊范圍內(nèi)。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪周圍要留有12m的工作場地。,(二) 主廠房的寬度,應(yīng)分別考慮: 發(fā)電機(jī)層、吊車、水輪機(jī)層和蝸 殼層的布置要求。,(1) 發(fā)電機(jī)層,廠房總寬度為 B=Bs + Bx Bs =3 / 2+3A上 Bx =3 / 2+3A下 或 蝸殼尺寸外包砼厚度 Bs 上游側(cè)寬 Bx 下游側(cè)寬 3

3、 發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚，0.30.4m 3 發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑 A風(fēng)罩外壁至上游墻內(nèi)側(cè)（或柱邊)的凈距 A上=上游側(cè)電氣設(shè)備尺寸通道尺寸（主通道 2.0m) A下 =下游側(cè)電氣設(shè)備尺寸(通道尺寸)(次通道 1.0m),(1) 發(fā)電機(jī)層 發(fā)電機(jī)層交通應(yīng)暢通無阻。主要通道寬23m，次要通道寬12m。 在機(jī)旁盤前還應(yīng)留有1m寬的工作場地，盤后應(yīng)有0.81m寬的檢修場地，以便于運(yùn)行人員操作。,(2) 吊車標(biāo)準(zhǔn)寬度Lk： 當(dāng)寬度基本確定后，最后要根據(jù)尺寸相近的吊車標(biāo)準(zhǔn)寬度Lk驗(yàn)證，廠房寬度必須滿足吊車安裝的要求。,(3) 水輪機(jī)層 一般上下游側(cè)分別布置水輪機(jī)輔助設(shè)備(即油水氣管路等)和發(fā)電機(jī)輔助設(shè)備(電流電壓互感

4、器、電纜等)。以這些設(shè)備布置后，不影響水輪機(jī)層交通來確定水輪機(jī)層的寬度。 (4) 蝸殼層 一般由設(shè)置的檢查廊道、進(jìn)人孔等確定寬度。蝸殼和尾水管進(jìn)人孔的交通要通暢，集水井水泵房設(shè)置應(yīng)有足夠的位置，以此確定蝸殼層平面寬度。,在低水頭水電站中常由下部塊體結(jié)構(gòu)確定廠房寬度 在高水頭電站中，常由發(fā)電機(jī)層布置要求確定廠房的寬度,二、主廠房的剖面設(shè)計(jì),水輪機(jī)安裝高程是水電站廠房的控制高程。,1水輪機(jī)安裝高程,對混流式水輪機(jī) X=b0/2 對軸流式水輪機(jī) X=0.41D1 水輪機(jī)的安裝高程確定以后，就可以依據(jù)結(jié)構(gòu)和設(shè)備的布置要求確定各層高程了。,2主廠房基礎(chǔ)開挖高程F =T - ( h3+h2+ h1) (h

5、2+h3)尾水管的高度； h1尾水管底板混凝土厚度 (根據(jù)地基性質(zhì)和尾水管結(jié)構(gòu)形式而定，一般取12m) 3水輪機(jī)層地面高程S =T + h4 h4=蝸殼進(jìn)口半徑+蝸殼頂部混凝土層厚度。金屬蝸殼頂部混凝土一般不低于1.0m，混凝土蝸殼頂板厚根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算決定。 4發(fā)電機(jī)裝置高程G =S +h5h6 h5發(fā)電機(jī)機(jī)墩進(jìn)人孔高度 (一般取1.8m2.0m)；還須滿足水輪機(jī)層附屬設(shè)備油氣水管道和發(fā)電機(jī)出線布置要求的高度。 h6進(jìn)人孔頂部混凝土厚度(一般為1.0m左右)，,5 發(fā)電機(jī)層樓板高程2 除應(yīng)滿足發(fā)電機(jī)層布置要求外，還應(yīng)滿足下列條件： 保證水輪機(jī)層的凈高不少于3.54.0m，否則發(fā)電機(jī)出線和油氣水管

6、道布置困難。 保證下游設(shè)計(jì)洪水不淹廠房。一般情況下，發(fā)電機(jī)層樓板面和裝配場樓板面高程齊平。 當(dāng)河流洪水期與枯水期水位相差懸殊，若將發(fā)電機(jī)層樓板面設(shè)在下游設(shè)計(jì)洪水位以上是不經(jīng)濟(jì)的。 將發(fā)電機(jī)層樓板面高程布置在下游設(shè)計(jì)洪水位以下。在廠房大門和對外的交通口，設(shè)置止水閘門、沿進(jìn)廠的交通道路設(shè)防水墻、或采用垂直進(jìn)廠方式。,6起重機(jī)(吊車)的安裝高程C,h7上機(jī)架高度；若不在機(jī)組上方吊運(yùn)，可取0 h8吊運(yùn)部件與固定的機(jī)組或設(shè)備間的垂直凈距；水平凈距0.3m，垂直凈距0.61.0m(如采用剛性夾具，為0.250.5m) h9最大吊運(yùn)部件的高度(往往是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶輪或水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪帶軸)； h10吊運(yùn)部件與吊鉤間

7、的距離(一般在1.01.5m左右)，取決于發(fā)電機(jī)起吊方式和掛索、卡具； h11主鉤最高位置(上極限位置)至軌頂面距離，可從起重機(jī)要參數(shù)表查出。,7屋頂高程屋頂高程R,應(yīng)根據(jù)屋頂結(jié)構(gòu)尺寸和形式確定，并應(yīng)滿足起重機(jī)部件安裝與檢修、廠房吊頂和照明設(shè)施布置等要求。 R=C+ h12+ h13 h12小車高度；h13為檢修吊車需要在小車上方留有距離，一般取0.5m。,作 業(yè),某水電站廠房裝設(shè)四臺單機(jī)容量為3200kw的水輪發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)型號 HL240-LJ-140，允許吸出高Hs0.9m, 發(fā)電機(jī)型號TS325/36-20，調(diào)速器型號DT-1800，橋式吊車起重量30/5 t。電站為壩后引水式，最低

8、尾水位174.1m，設(shè)計(jì)尾水位179.60m，安裝間設(shè)在主機(jī)間的右側(cè)。 要求決定以下尺寸：,作 業(yè),、主廠房的主要高程確定 1安裝高程（Hs.9） 2尾水管底板高程 3主廠房基礎(chǔ)開挖高程 4水輪機(jī)層高程 5發(fā)電機(jī)層高程 6橋機(jī)軌頂高程：主鉤吊轉(zhuǎn)子、副鉤吊主變鐘罩 7屋頂高程 （大梁高h(yuǎn)l*l0 /10) 8蝴蝶閥層高程 廠房總高度 二、機(jī)組段長度，安裝間長度及主廠房總長 三、決定主廠房上、下游側(cè)寬度和總寬度,橋吊跨度,第十節(jié) 廠區(qū)布置,廠區(qū)布置是指水電站的主廠房、副廠房、主變壓器場、高壓開關(guān)站、引水道 、尾水道及廠區(qū)交通的相互位置的安排。 廠區(qū)布置要綜合考慮 地形地質(zhì)、水流、施工條件、對外交通

9、、運(yùn)行管理、環(huán)境保護(hù) 等因素，注意廠區(qū)的協(xié)調(diào)配合。,廠區(qū)布置可能方案,一、主廠房 主廠房是廠區(qū)的核心，對廠區(qū)布置起決定性作用。其位置要綜合考慮 地形地質(zhì)、水流、施工條件、對外交通、運(yùn)行管理等因素,主廠房 布置要點(diǎn) (1) 盡量減小壓力水管的長度。對于壩后式水電站，主廠房應(yīng)盡量靠近攔河壩；引水式水電站主廠房應(yīng)盡量靠近前池和調(diào)壓室。 (2) 尾水渠盡量遠(yuǎn)離溢洪道或泄洪洞出口，防止水位波動對機(jī)組運(yùn)行不利。尾水渠與下游河道銜接要平順。 (3) 主廠房的地基條件要好，對外交通和出線方便，并不受施工導(dǎo)流干擾。,二、引水道、尾水道及對外交通線路的布置,引水道一般為正向引水，盡可能保證進(jìn)、出水水流平順。當(dāng)水管

10、直徑很小時(shí)且根數(shù)較少時(shí)，也可側(cè)向引水； 尾水渠一般為明渠，正向?qū)⑽菜畬?dǎo)入下游河道，少數(shù)情況也可側(cè)向?qū)胂掠魏拥馈?尾水渠常為倒坡，取1:41:5 尾水渠常設(shè)襯砌保護(hù) 對于河床式廠房，廠壩之間常設(shè)導(dǎo)墻（可把縱向圍堰作為導(dǎo)墻）,對外交通一般為公路，也有的采用鐵路或水路的。引水式廠房一般沿河岸布置，進(jìn)廠公路可沿等高線從廠房一端進(jìn)入廠房。壩式電站進(jìn)廠公路一般從下游側(cè)進(jìn)入。 公路、鐵路要直接通入主廠房的安裝間，并有回車場地。公路的坡度不宜大于8%，轉(zhuǎn)彎半徑不宜大于20m。 進(jìn)廠交通線路一般要求高于下游最高洪水位。,三、副廠房,為了保證機(jī)組正常運(yùn)行，在主廠房近旁布置的各種輔助機(jī)電設(shè)備、控制、試驗(yàn)、管理和運(yùn)

11、行人員工作和生活的房間，稱為副廠房。 (一) 副廠房的組成 副廠房的組成、面積和內(nèi)部布置取決于電站裝機(jī)容量、機(jī)組臺數(shù)、電站在電力系統(tǒng)中的作用等因素。 大型水電站的副廠房，按性質(zhì)可分為三類： 1、直接生產(chǎn)副廠房 中央控制室，繼電保護(hù)盤室，電纜室，蓄電池室，酸室和套間，蓄電池的通風(fēng)機(jī)室，充電機(jī)室，計(jì)算機(jī)室，載波通訊室，油、水、氣系統(tǒng)，廠內(nèi)變壓器室，巡回檢測裝置室等。,2、 檢修試驗(yàn)副廠房 繼電保護(hù)試驗(yàn)室，精密儀器試驗(yàn)室，測量表計(jì)試驗(yàn)室，高壓試驗(yàn)室，電工修理間，機(jī)械修理間，電氣工具間，油化驗(yàn)室，水化實(shí)驗(yàn)室等。 3、 輔助用房 交接班室，運(yùn)行分場，檢修分場，水工分場，總工程師室，廠長室，生產(chǎn)技術(shù)科，會

12、議室，資料室，廁所、盥洗室。,（1）中控室 盡量靠近主廠房 避免振動 通風(fēng)、采光、隔音良好 位置：上游副廠房中間(n4) 主廠房一端 (n2) 安裝間下游（河床式廠房） 高度：45m （2）電纜夾層 面積同中控室，布置在中控室下層。 高度23m。,副廠房布置要點(diǎn),（3）通訊室 布置在中控室旁，高度3.5m 要求防塵防震、隔音，遠(yuǎn)離蓄電池室或強(qiáng)電設(shè)備。 （4）直流系統(tǒng)用房 組成： 蓄電池室 儲酸室 前室 通風(fēng)室 布置： 與地面同高，不允許布置在中控室和通訊室上方 防爆 室內(nèi)防腐裝修,（5）開關(guān)室（高壓開關(guān)柜室） 布置在發(fā)電機(jī)與主變之間 位置：下游副廠房(河床式) 上游副廠房(引水、壩后式) 端部

13、副廠房（引水式） 高程：與發(fā)電機(jī)同層 （6）廠變、廠用盤室 廠變：安裝間下層或水輪機(jī)層副廠房，近開關(guān)室，不宜布置在發(fā)電機(jī)層或離中控室太近。每臺廠變布置在防火、防爆的單間。 廠用盤室：布置在發(fā)電機(jī)層副廠房,（7）電氣試驗(yàn)室 布置在中控室附近，方便運(yùn)輸。 （8）辦公室和生活用房 會議室、休息室布置在較安靜的地方。洗手間布置靠近裝配場。,(二) 副廠房的位置,(1)上游副廠房。電纜短、監(jiān)視機(jī)組方便、主廠房下游側(cè)采光通風(fēng)好；電氣設(shè)備線路與進(jìn)水系統(tǒng)相互交叉干擾。適用于引水式、壩后式廠房。 (2)下游副廠房。集中在下游的電氣設(shè)備與進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)備不交叉干擾；影響主廠房的通風(fēng)、采光，需加長尾水管。中央控制室及繼

14、電保護(hù)設(shè)備易受尾水管振動的影響。適用于河床式廠房。 (3)端部副廠房。受干擾小，通風(fēng)、采光、隔音好；當(dāng)機(jī)組臺數(shù)多時(shí)，這種布置會增加母線及電纜的長度。適用于引水式、壩后式及地下式廠房,(三) 副廠房的面積,四、主變壓器場,(一)主變壓器場的布置原則,主變壓器的位置應(yīng)結(jié)合安裝、檢修運(yùn)輸、消防通道、進(jìn)線出線、防火防爆要求確定。 (1) 盡量靠近廠房，以縮短昂貴的發(fā)電機(jī)電壓母線長度，減小電能損失和故障機(jī)會，并滿足防火、防爆、防雷、防水霧和通風(fēng)冷卻的要求，安全可靠； (2) 盡量與安裝間在同一高程上，便于主變壓器的運(yùn)輸、安裝和利用軌道推進(jìn)廠房的安裝間進(jìn)行檢修； (3) 變壓器的運(yùn)輸和高壓側(cè)出線要方便，且

15、變壓器之間要留必要空間。 (4) 高程應(yīng)高于下游最高洪水位，且四周設(shè)置排水溝。,(二)主變壓器場可能布置的位置,(1)河床式廠房，由于尾水管較長，可將升壓變壓器布置在尾水平臺上，這時(shí)尾水平臺的寬度，應(yīng)使升壓變壓器在檢修移出時(shí)符合最小安全凈距的要求 (2)壩后式廠房，可以利用廠壩之間的空間布置升壓變壓器。 (3)引水式地面廠房，變壓器場可能的位置是廠房的一端進(jìn)廠公路旁、尾水渠旁、廠房上游側(cè)或尾水平臺上。 (4) 由于地形和場地的限制，一些水電站有將主變壓器布置在廠房頂上（洪枯水位差別大）,四、高壓開關(guān)站,高壓開關(guān)站布置各種高壓配電裝置和保護(hù)設(shè)備。如電纜、母線、各種互感器、各種開關(guān)繼電保護(hù)裝置、防雷保護(hù)、輸電線路以及桿塔構(gòu)架。 高壓開關(guān)站分為露天布置和室內(nèi)布置。應(yīng)盡量靠近主變壓器場和中央控制室，且在同一高程上