水電站廠房設計

1、水電站廠房設計、 水電站廠房的任務水電站廠房是將水能轉(zhuǎn)為電能的綜合工程設施，包括廠房建筑、水輪機、發(fā)電機、變壓器、開關站等，也是運行人員進行生產(chǎn)和活動的場所。水電站廠房的主要任務：(1)將水電站的主要機電設備集中布置在一起， 使其具有良好的運行、管理、安裝、檢修等條件。(2)布置各種輔助設備，保證機組安全經(jīng)濟運行，保證發(fā)電質(zhì)量。(3)布置必要的值班場所，為運行人員提供良好的工作環(huán)境。、 水電站廠房的組成（一）從設備布置和運行要求的空間劃分主廠房：布置水電站的主要動力設備（水輪發(fā)電機組）和各種輔助設備，設置裝配場（安裝間）。副廠房：布置控制設備，電氣設備和輔助設備，是水電站運行、控制、 監(jiān)視、

2、通訊、 試驗、 管理和工作的房間。主變壓器場：裝設主變壓器的地方。水電站發(fā)出的電能經(jīng)主變壓器升壓后， 再經(jīng)輸電線路送給用戶。高壓開關站：裝設高壓開關、高壓母線、和保護措施等設備的場所，高壓輸電線由此送往用戶。此外廠房樞紐中還有：進水道、尾水道和交通道路等。水電站主廠房、副廠房、主變壓器場和高壓開關站及廠區(qū)交通等，組成水電站廠區(qū)樞紐建筑物，一般稱廠區(qū)樞紐。（二）從設備組成的系統(tǒng)劃分水電站廠房內(nèi)的機械及水工建筑物共分五大系統(tǒng)(1)水流系統(tǒng)。水輪機及其進出水設備，包括壓力管道、水輪機前的進水閥、蝸殼、水輪機、尾水管及尾水閘門等。(2)電流系統(tǒng)。即電氣一次回路系統(tǒng)，包括發(fā)電機及其引出線、母線、發(fā)電機電

3、壓配電設備、主變壓器和高壓開關站等。(3)電氣控制設備系統(tǒng)。即電氣二次回路系統(tǒng)，包括機旁盤、勵磁設備系統(tǒng)、中央控制室、各種控制及操作設備如各種互感器、表計、繼電器、控制電纜、自動及遠動裝置、通迅及調(diào)度設備等直流系統(tǒng)。(4)機械控制設備系統(tǒng)。 包括水輪機的調(diào)速設備， 如接力器及操作柜，事故閥門的控制設備，其它各種閘門、減壓閥、攔污柵等操作控制設備。(5)輔助設備系統(tǒng)。包括為了安裝、檢修、維護、運行所必須的各種電氣及機械輔助設備， 如廠用電系統(tǒng)（廠用變壓器、 廠用配電裝置、直流電系統(tǒng)），油系統(tǒng)、氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)，起重設備，各種電氣和機械修理室、 試驗室、 工具間、 通風采暖設備等。水電站廠房組成（設

4、備組成）（三）從水電站廠房的結(jié)構(gòu)組成劃分1平面：主機室+安裝間主機室：水輪發(fā)電機組及輔助設備布置在主機室，是運行和管理的主要場所；安裝間：是水電站機電設備卸貨、拆箱、組裝、檢修時使用的場地。2垂面：上部結(jié)構(gòu)+下部結(jié)構(gòu)(以發(fā)電機層樓板面為界)廠房橫剖面圖部結(jié)構(gòu)：大體積混凝土結(jié)構(gòu)，布置過流系統(tǒng)，是廠房的基礎。三、水電站廠房的基本類型(一)根據(jù)廠房與擋水建筑物的相對位置及其結(jié)構(gòu)特征，可分為三種基本類型：1引水式廠房特征：發(fā)電用水來自較長的引水道，廠房遠離擋水建筑物，一般位于河岸。如若將廠房建在地下山體內(nèi)，則稱為地下廠房。我國的第一座水電站云南昆明石龍壩引水電站2壩后式廠房特征：廠房位于攔河壩的下游，

5、緊接壩后，在結(jié)構(gòu)上與大壩用永久縫分開，發(fā)電用水由壩內(nèi)高壓管道引入廠房。壩后廠房有時為了解決泄水建筑物布置與廠房建筑物布置之間的矛盾，可將廠房布置成以下型式：(1)溢流式廠房。將廠房頂作為溢洪道，成為壩后溢流式廠房。溢流廠房部結(jié)構(gòu)：與工業(yè)廠房基本相似，基本上是板、梁、柱結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；(2)壩內(nèi)式廠房。廠房移入溢流壩體空腹內(nèi)。壩內(nèi)廠房鳳灘壩內(nèi)廠房3河床廠房廠房位于河床中，成為擋水建筑物的一部分。河床式廠房（二）按機組主軸的裝置方式分：立式機組廠房和臥式機組廠房。第二節(jié) 水電站廠房設計程序我國大中型水電站的設計一般分四個階段：預可行性研究、可行性研究、招標設計、施工詳圖。預可行性研究：在河流規(guī)劃和地區(qū)電

6、力負荷發(fā)展預測的基礎上，對 擬建電站的建設條件進行研究，該水電站在近期興建的必要性、技 術上的可行性和經(jīng)濟上的合理性。此階段對廠房不進行具體設計，只選定電站的規(guī)模，初選樞紐布置和廠房型式，繪出廠房在樞紐中的位置?？尚行匝芯浚和ㄟ^方案比較選定樞紐的總體布置及其參數(shù)，決定建 筑物的型式和控制尺寸，選擇施工方案、進度和總布置，并編制工程投資預算，闡明工程效益。此階段中，對廠房設計要求是根據(jù)選定機組機型、電氣主接線圖及 主要機電設備，初步?jīng)Q定廠房的型式、布置及輪廓尺寸，繪出廠區(qū) 及廠房布置圖，進行廠房穩(wěn)定計算及必要的結(jié)構(gòu)分析，提出廠房工程地質(zhì)處理措施。招標設計：對可行性研究中遺留進行必要的修改和補充，

7、落實選定 方案工程建設的技術、施工措施，提出較詳細的工程圖紙和分項工 程的工程量，提出施工、制造與安裝的工藝技術要求以及永久設備購置清單，編制招標文件。施工詳圖：陸續(xù)對各項結(jié)構(gòu)進行細部設計和結(jié)構(gòu)計算，并擬定具體 的施工方法，繪出施工詳圖。在此階段，要進行廠房每個構(gòu)件的細 部設計和結(jié)構(gòu)計算，最終確定廠房各部分尺寸。對于招標設計中的基本決定，一般不會有重大改變。、發(fā)電機類型及傳力方式（一）懸掛式發(fā)電機推力軸承位于轉(zhuǎn)子上方，支承在上機架上。發(fā)電機的傳力方式為：轉(zhuǎn)動部分重量（發(fā)電機轉(zhuǎn)子、 勵磁機轉(zhuǎn)子、 水輪機轉(zhuǎn)固定部分重量（推力軸承、上機架、發(fā)電機定子、勵磁機定子）懸掛式發(fā)電機（二）傘式發(fā)電機推力軸承

8、位于轉(zhuǎn)子下方，設在下機架上。1普通傘式。有上下導軸承。發(fā)電機的傳力方式為：機架只支撐上導軸承和勵磁機定子。第三節(jié)水輪發(fā)電機輪）推力頭 推力軸承定子外殼機座；定子外殼機座。機組轉(zhuǎn)動部分的重量推力頭和推力軸承下機架機座。2半傘式。有上導軸承，無下導軸承。發(fā)電機通常將上機架埋入發(fā)電機層地板以下。3全傘式。無上導軸承，有下導軸承。機組轉(zhuǎn)動部分的重量通過推力軸承的支撐結(jié)構(gòu)傳到水輪機頂蓋上，通過頂蓋傳給水輪機座環(huán)。二、發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)作用：向發(fā)電機轉(zhuǎn)子供給形成磁場的直流電源。勵磁系統(tǒng)：勵磁機、勵磁盤(1)勵磁機直流發(fā)電機。 勵磁方式有采用與水輪發(fā)電機同軸的勵磁機的直接勵磁系統(tǒng)。(2)勵磁盤控制設備和自動調(diào)整裝置的配電盤。、發(fā)電機的支承結(jié)構(gòu)(機座或機墩)1機座作用： 將發(fā)電機支承在預定位置上， 并為機組的運行、 維護、安裝和檢修創(chuàng)造條件。2要求：具有足夠的強度和剛度，具有良好的抗振性能。3常見的機座形式：(1)圓筒式機座：結(jié)構(gòu)形式為厚壁鋼筋混凝土圓筒，其壁厚在以上。優(yōu)點：剛度較大，抗振、抗扭性能較好。缺點：水輪機直徑較小時，水輪機的安裝、