畢業(yè)設(shè)計(jì)-水電站廠房設(shè)計(jì)

若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文1摘要 1第一章若水工程原始資料 1第一節(jié)概述 1第二節(jié)水文氣象資料 1第三節(jié)工程地質(zhì)和水文地質(zhì) 3第四節(jié)設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù) 7 第一節(jié)水輪機(jī)的選型 第二節(jié)水輪機(jī)結(jié)構(gòu)與外型尺寸估算 第三節(jié)調(diào)速系統(tǒng)的選擇 第四節(jié)發(fā)電機(jī)的選擇 第五節(jié)起重設(shè)備 第三章水電站廠房布置 第一節(jié)機(jī)組的布置 第二節(jié)機(jī)組附屬設(shè)備的布置 第三節(jié)主廠房主要尺寸的確定 第四節(jié)安裝場(chǎng)的布置及尺寸的確定 第五節(jié)副廠房的布置 第六節(jié)廠房的通風(fēng)、空調(diào)、采暖與采光 第一節(jié)廠內(nèi)主要結(jié)構(gòu)布置 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文2第二節(jié)蝸殼結(jié)構(gòu)計(jì)算 第五章廠區(qū)樞紐 …………67第一節(jié)壩址的確定 第二節(jié)樞紐布置 致謝參考文獻(xiàn)附錄I發(fā)電機(jī)層平面圖Ⅱ水輪機(jī)層平面圖I廠房橫剖面圖IV廠房縱剖面圖V蝸殼層結(jié)構(gòu)鋼筋圖VI下壩址樞紐布置圖VII廠區(qū)樞紐布置圖VIII發(fā)電機(jī)層樓板結(jié)構(gòu)圖若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文3本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)。若水電站位于沅水一級(jí)支流巫水下游峽谷河段，電站正常蓄水位192m、庫(kù)容0.0738億立方米、裝機(jī)容量16兆瓦，是一座以發(fā)電為主，兼有防洪、旅游等綜合效益的水電工程，樞紐建筑物由溢流閘壩、重力式擋水壩、右岸引水發(fā)電隧洞和引水式廠房組成。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容主要有：機(jī)電設(shè)備(含水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、起重機(jī)、調(diào)速器及油壓裝置等)選擇、水電站廠房布置、主副廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、廠區(qū)樞紐布置、發(fā)電機(jī)樓板層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字：廠房機(jī)電設(shè)備布置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文4Theobjectofthisgraduatedesignisthepowerhouseofruoshuihydroelectrichub.Ruoshuihydroelectricstationlocateatthegorge,onthedownstreamofWushuiwhichisthefirstlevelbranchofYuanshui,withthenormalreservoiroperationlevelof192meters,thereservoircapabilityof0.0738billionm3andtheinstalledcelectricityasthelord,ofcourse,italsohavethesynthesisbenefitsofprotectingfromthefloandtravel.ThisprojectiscomprisdiversiontunnelswhichlocateontherightbankThemaincontentofthisgraduateengineeringdesignis:makingchoiceofhydroelequipmentincludinggenerator、chainblocketstation;designingtheconfigurationofthemainandsubsidiarypowerhouse;arrangingthehubatthesiteofthestation;designingtheframeworkoffloorandboardonthegeneratorfloor. 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文5第一章若水電站樞紐工程原始資料若水電站位于沅水一級(jí)支流巫水下游峽谷河段，下距會(huì)同縣若水鄉(xiāng)鎮(zhèn)2km,距洪江市15km。壩址下游2km有洪江～綏寧省級(jí)公路從若水鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)過，交通較為便利。該工程原規(guī)劃擬定正常蓄水位245m,由于水庫(kù)興建庫(kù)區(qū)淹沒損失大，且淹沒省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)單位——高椅古民居。為避免庫(kù)區(qū)高椅古民居淹沒，早日實(shí)現(xiàn)中級(jí)電氣化縣目標(biāo)，2002年5月對(duì)若水河段規(guī)劃進(jìn)行了重新復(fù)核，使原一級(jí)開發(fā)改為二級(jí)開發(fā)，并經(jīng)省廳審查通過。復(fù)核后本工程初擬正常蓄水位192m,迥水至高椅壩址，庫(kù)容0.0738億m3,裝機(jī)16MW,是一座以發(fā)電為主，兼有防洪、旅游等綜合效益的水電工程，樞紐建筑物由溢流閘壩、重力式擋水壩、右岸引水發(fā)電隧洞和引水式廠房組成。二工程等別和建筑物級(jí)別本工程以發(fā)電為主，兼有防洪、旅游等綜合效益。水庫(kù)正常蓄水位192m時(shí)庫(kù)容為0.0738億m3,電站裝機(jī)容量為16MW,根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及防洪標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000規(guī)定，工程規(guī)模為小(1)型，工程等別為IV等。永久性建筑物閘壩、電站廠房等屬4級(jí)建筑物，臨時(shí)建筑物屬5級(jí)。相應(yīng)洪水標(biāo)準(zhǔn)為：1大壩、發(fā)電引水隧洞等永久性主要建筑物的設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期為50年(P=2%),校核洪水重現(xiàn)期為500年(P=0.2%)。2電站主、副廠房、變電站及公路等建筑物的設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期為30年(P=3.33%),校核洪水重現(xiàn)期為100年(P=1%)。各頻率洪峰流量詳見下表1-1。表1-1壩址洪峰流量表頻率(%)125壩址洪峰流量 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文6廠址洪峰流量二水位～流量關(guān)系曲線1下壩址水位～流量關(guān)系曲線詳見下表1-2。表1-2下壩址水位～流量關(guān)系曲線表高程系統(tǒng)：85黃海水位Z(m)流量Q(m3/s)水位Z(m)流量Q(m3/s)水位Z(m)流量Q(m3/s)2上壩址水位～流量關(guān)系曲線詳見下表1-3。表1-3上壩址水位～流量關(guān)系曲線表高程系統(tǒng)：85黃海水位Z(m)流量Q(m3/s)水位Z(m)流量Q(m3/s)流量Q(m3/s)3廠址水位～流量關(guān)系曲線詳見下表1-4。表1-4廠址水位～流量關(guān)系曲線表高程系統(tǒng)：85黃海流量Q(m3/s)若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文7水位Z(m)流量Q(m3/s)22.05萬(wàn)1淤沙浮容重3.0km21cm0.25KN/m2第三節(jié)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)飽和抗壓強(qiáng)度：20～30MPa抗剪斷指標(biāo)：f′=0.8～0.9下壩址c'=0.70MPa若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文8二壩址工程地質(zhì)條件1上壩址工程地形、地質(zhì)條件上壩址位于河流彎曲段下游，流向279°,基本為“U”型橫向河谷。河床基巖裸露，高程181～184m,河床寬136m,水深0.5～3.0m。壩軸線上游100～350m,河床深槽較發(fā)育，一般槽寬20～40m,槽深11～14.5。當(dāng)蓄水位192m時(shí)，河谷寬161m,左岸沖溝較發(fā)育，壩軸線上、下游分別分布2°及3°沖溝，邊坡具下陡上緩特征，高程227m以下坡角45°,以上坡角25°,山頂高程271m;右岸地形較平順，上游有一小沖溝分布，邊坡較陡峻，坡角35°~45°,山頂高程292m。壩址區(qū)除兩岸均分布有寬度較窄，厚3～4m沖積階地堆積及左岸分布厚1～3m殘積堆積外，基巖大部分裸露，出露的主要巖性為砂質(zhì)板巖、絹云母板巖夾長(zhǎng)石砂巖、厚層長(zhǎng)石砂巖、含礫砂巖、含礫砂質(zhì)板巖。壩區(qū)巖石風(fēng)化受巖性與地形等因素影響，長(zhǎng)石砂巖抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，風(fēng)化較淺；板巖、絹云母板巖抗風(fēng)化能力較弱，風(fēng)化深度較大，兩岸山頂受地形切割呈弧立小山包，則強(qiáng)風(fēng)化深達(dá)25～36m。據(jù)鉆孔壓水試驗(yàn)和地下水觀測(cè)資料，壩區(qū)巖體透水性較差，地下水位坡降陡達(dá)40~50%,埋藏較淺，遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)正常蓄水位。壩基巖體透水率小于5lu占96.8%,基本屬弱透水巖體；防滲帷幕下限(q<5lu)埋深，左岸5.2～20m,河床5～7m,右岸2.5～12m。2下壩址工程地形、地質(zhì)條件下壩址位于上壩址下游660m,基本為“U”型橫向谷，河流流向265°,河床大部分為沖積砂礫石覆蓋，河床高程182～183.5m,河床寬202m,右河床為淺灘，水深0.5～1.0m,左河床為人工改造河槽，水深1.5～2.0m。當(dāng)正常蓄水位192m時(shí)，河谷寬232m。兩岸地形對(duì)稱，邊坡較陡峻。左岸坡角40°~43°,為崩坡積物所覆蓋，山頂高程324.74m;右岸坡角42°~45°,基巖裸露，山頂高程315.25m。壩區(qū)除少部分為第四系松散堆積物覆蓋外，基巖大部分裸露，出露的主要巖性有絹云壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，斷層未見。巖層產(chǎn)狀N20°~25E,SE<60°~70°,其走向與河流壩區(qū)巖石風(fēng)化主要受巖性所控制，壩基及壩肩大部分為絹云母板巖，其抗風(fēng)化能力較弱，兩岸肩強(qiáng)風(fēng)化相對(duì)較深。據(jù)鉆孔地下水位觀測(cè)資料，左壩肩地下水位埋深9.5～40m(高程225m以上),右壩肩地下水位埋深3～23m(高程226m以上),遠(yuǎn)高于蓄水位。據(jù)鉆孔壓水試驗(yàn)資料表明，基巖的透水性與巖體風(fēng)化程度密切相關(guān)，強(qiáng)風(fēng)化帶及弱風(fēng)化帶上部巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體完整性較差，透水性較強(qiáng)，為中等透水帶，弱風(fēng)化帶中下部和微風(fēng)化巖體透水性較差，基本為弱透水或微透水帶。壩基防滲帷幕下限(q<5lu)埋深，左岸10～28m,河床2~10m,右岸6～20m。3壩基巖石物理力學(xué)指標(biāo)壩基巖石物理力學(xué)指標(biāo)建議值在下表1-5中列出。若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文9巖石名稱風(fēng)化程度飽和抗壓強(qiáng)度砼與巖石抗剪強(qiáng)度砼與巖石抗剪斷強(qiáng)度彈性模量抗沖流速臨時(shí)開挖坡比備注fCn工長(zhǎng)石砂巖含礫砂巖強(qiáng)2.5~30~0.5~0~0.3~4~5上壩址弱2.7~45~0.6~0√8~7~8砂質(zhì)板巖強(qiáng)2.54~8~0.40~00.10~2~2~35上壩址弱2.75~20~0.55~0~4~5絹云母板巖強(qiáng)2.5~6~80.38~0~0.102~5下壩址弱2.72~15~0.5~0~0.40三引水發(fā)電隧洞及廠房工程地質(zhì)條件1引水發(fā)電隧洞下壩址引水隧洞進(jìn)口位于壩線右岸上游，洞段穿越河間地塊，出口位于河灣下游9沖溝口附近。洞軸向N16°W。進(jìn)口段(0～40m):地形坡角28°~60°,上覆巖體厚6～18m,圍巖為Za2*巖組灰綠色絹云母板巖，劈理發(fā)育，巖層產(chǎn)狀N20°E,SE∠65°,傾向洞外偏右側(cè)，與洞軸線交角36°,主要發(fā)育產(chǎn)狀N70°W,SE∠78°,N50°W,SW∠87°及N10°E,SE∠85°三組節(jié)理，面多閉合平直，延伸長(zhǎng)0.5～1.0m。強(qiáng)風(fēng)化帶下限埋深8～12m,巖體因節(jié)理裂隙發(fā)育較破碎，成洞條件差，建議采取明挖。開挖坡比i=1:0.5,i永=1:0.75。洞臉邊坡由于受層面與多組節(jié)理組合切割穩(wěn)定性較差，建議采取加固處理措施。洞身段(40～110m):上覆巖體厚18～66m,圍巖為Z23巖組上部灰白色厚層狀長(zhǎng)石砂巖，圍巖呈弱～微風(fēng)化狀態(tài)。巖層產(chǎn)狀N22°E,SE∠64°,與洞軸線交角38°。主要發(fā)育N50°~60°W,SW∠85°~87°及N10°E,SE∠80°~85°兩組節(jié)理，面緊密閉合，延伸長(zhǎng)0.5～1.0m。該段位于地下水位以下，巖體完整性較好，基本穩(wěn)定，成洞條件較好。其中平距40～70m段屬Ⅲ類圍巖，f=4～5,K?=35～40MPa/cm;平距70～110m段屬Ⅱ類若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文洞身段(110～350m):上覆巖體厚24～107m,圍巖為Z23、Za22巖組灰綠色絹云母板巖夾中厚層長(zhǎng)石砂巖，圍巖呈弱～微風(fēng)化狀態(tài)，巖層產(chǎn)狀N22°E,SE∠64°,與洞軸線交角38°,板巖內(nèi)產(chǎn)狀N15°E,NW∠75°劈理較發(fā)育。主要發(fā)育N50°~60°W及N10°E兩組高傾角節(jié)理，面平直閉合，延伸長(zhǎng)0.5～1.0m。該段位于地下水位以下，巖體完整至較完整，大部分洞段基本穩(wěn)定，成洞條件較好，但局部洞段(310～350m)劈理、節(jié)理較發(fā)育，穩(wěn)定性較差。其中平距110～310m段屬Ⅲ類圍巖，f=4～5,K?=30～35MPa/cm;平距310～350m段屬IV類圍巖，f=3～4,K?=15～20MPa/cm。出口段(350m以后):地形坡角15°~45°,上覆巖體厚2～24m。圍巖為Z22巖組灰綠色絹云母板巖夾長(zhǎng)石砂巖，板巖內(nèi)劈理發(fā)育。巖層產(chǎn)狀N15°E,SE∠65°~70°,傾SW∠79°及N80°E,W∠36°四組節(jié)理，面多閉合，延伸長(zhǎng)1～5m。強(qiáng)風(fēng)化帶下限埋深5~16m。該段位于地下水位以下，巖體因節(jié)理、劈理發(fā)育完整性差，成洞條件差，建議采取明挖，開挖坡比，i永久=1:0.5,i永久=1:0.75。由于N10°E及N80°E,傾向洞外的兩組緩傾角節(jié)理較發(fā)育，加上與NWW向、NNW向高傾角節(jié)理組合形成不穩(wěn)定塊體，對(duì)洞臉邊坡與開挖邊坡穩(wěn)定不利，建議采取錨固處理措施。2廠房下壩址廠房位于河彎下游9沖溝出口的沖積堆積I級(jí)階地一帶，階地寬10～12m,階面高程183～184m,后山坡坡角45°,基巖裸露。階地上部為灰褐色粉質(zhì)粘土，下部為砂礫石，厚1.0～1.8m,基巖為Za23、Za22巖組灰綠色絹云母板巖夾灰白色長(zhǎng)石砂巖。向兩組緩傾角(35°~36°)節(jié)理=0.6-0.65;弱風(fēng)化絹云母板巖Rg=15~20MPa,f=0.5-0.55;開挖坡比=1:0.3-1:0.5,i永=1:0.5-0.75。四天然建筑材料本階段勘察按普查精度要求進(jìn)行，除對(duì)原規(guī)劃料場(chǎng)進(jìn)行復(fù)核外，重點(diǎn)對(duì)石料進(jìn)行了勘測(cè)，共勘查儲(chǔ)量：砂礫料180.85×10?m3,土料77.5×10?m3,石料988.22×10?m3,儲(chǔ)量基本能滿足要求。共調(diào)查了7個(gè)料場(chǎng)，總儲(chǔ)量77.5×10?m3,均分布在團(tuán)河Ⅱ級(jí)階地，為黃褐色、紅棕色無用層厚度僅0.5m。除高標(biāo)、若水兩料場(chǎng)有少量農(nóng)田及柑桔林外，其他產(chǎn)地均為荒地，開采條件好。除若水料場(chǎng)運(yùn)距為2.5km較近外，其他料場(chǎng)運(yùn)距較遠(yuǎn)達(dá)10～14km。各料場(chǎng)距公路較近，運(yùn)輸方便，推薦料場(chǎng)土的物理力學(xué)指標(biāo)：天然含水量26%,最優(yōu)含水量22%,最大干密度1.56～1.60g/cm2,壓縮系數(shù)Vz=0.32MPa1,內(nèi)摩擦角18°,凝聚力23KPa。2砂礫料共調(diào)查26個(gè)料場(chǎng)，總儲(chǔ)量180.85×10?m3,其中砂約46.39×10'm3,礫134.46×10?m2,水上66.56×10?m3,水下114.29×10?m3,主要分布在團(tuán)河、巫水、沅水等河流。團(tuán)河的砂料場(chǎng)，礫石成分板巖較多，磨圓度較差，粗礫含量偏高，砂約占15～20%,砂礫石質(zhì)量較差。1.5m,水下可采厚度1.5～2.0m。無用層厚度0～0.8m,最厚2m,開采較為方便。沅水的灘料場(chǎng)，遠(yuǎn)距近，僅2～5km。其他料場(chǎng)運(yùn)距較遠(yuǎn)達(dá)9.5～28.5km。除三洲、高椅料場(chǎng)不通公3石料共調(diào)查5個(gè)料場(chǎng)，總儲(chǔ)量988.24×10?m3。除獨(dú)巖灘料場(chǎng)為估算儲(chǔ)量外，其他四個(gè)料場(chǎng)均實(shí)測(cè)斷面，用平行斷面法計(jì)算儲(chǔ)量。5個(gè)料場(chǎng)均位于庫(kù)內(nèi)兩岸。為Z2、Za3的厚層砂巖、含礫砂質(zhì)板巖、含礫砂巖等，弱風(fēng)化巖石較堅(jiān)硬，飽和抗壓強(qiáng)度R。=25-50MPa。表部無用層為風(fēng)化破碎巖石，厚度0～20m。靠近河岸邊為弱風(fēng)化巖石，山坡無用層厚度較大，開采條件較差。蘆塘等四個(gè)料場(chǎng)運(yùn)距近，小于1km,應(yīng)優(yōu)先開采。獨(dú)巖灘料場(chǎng)遠(yuǎn)距較遠(yuǎn)，達(dá)5.5km,可作為備用料場(chǎng)。各料場(chǎng)均無公路相通，需修建簡(jiǎn)易公路。第四節(jié)設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù)一工程開發(fā)的任務(wù)若水水電站工程開發(fā)的任務(wù)是以發(fā)電為主，兼顧防洪、旅游、生態(tài)治理等綜合利用，它的興建將促進(jìn)會(huì)同縣工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。二主要技術(shù)規(guī)范及參考資料《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》DL5108-1999《水電站廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》SD335-89《水電站進(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范》SD303-88《水利水電工程可行性研究報(bào)告編制規(guī)程》DL5020-93《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》SD134-84《水電站調(diào)壓室設(shè)計(jì)規(guī)范》DL/T5058-1996《水利水電工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》SDJ278-90《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》第七冊(cè)三水庫(kù)特征水位、下泄流量及下游水位正常蓄水位：192.00m;設(shè)計(jì)洪水位(P=2%):193.75m,下泄流量Q=5220m2/s,相應(yīng)下游水位193.3m;校核洪水位(P=0.2%):199.4m,下泄流量Q=8440m3/s,相應(yīng)下游水位198.67m;死水位：191.50m。正常蓄水位：192.00m;設(shè)計(jì)洪水位(P=2%):194.78m,下泄流量Q=5220m3/s,相應(yīng)下游水位194.15m;校核洪水位(P=0.2%):200.24m,下泄流量Q=8440m/s,相應(yīng)下游水位199.34m;死水位：191.50m。六設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)1穩(wěn)定控制標(biāo)準(zhǔn)基本組合(設(shè)計(jì)情況):Kc≥1.05,k'≥3.0特殊組合(校核情況):Kc≥1.00,k′≥2.5抗浮安全系數(shù)Kf≥1.102應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)(1)基礎(chǔ)面不出現(xiàn)垂直拉應(yīng)力(2)最大垂直壓應(yīng)力小于地基允許承載力(地基承載力安全系數(shù)取2)若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文3防滲設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(1)相對(duì)隔水層控制線：3～5lu若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文第二章機(jī)電設(shè)備選擇一水輪機(jī)選擇的基本資料裝機(jī)容量N?=16MWH,=11.5m,Hmax=12.9m,Hmn=9.5m,H。=12.3m二水輪機(jī)型號(hào)的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)水頭H=11.5m,參照金鐘元《水力機(jī)械》附表1,可以有兩種選型方案，分別為方案一(HL310型水輪機(jī))和方案二(ZZ560型水輪機(jī))。根據(jù)課題需要本設(shè)計(jì)中選用方案一：HL310型水輪機(jī)。不再作機(jī)型的比較。三單機(jī)容量的選擇水電站的裝機(jī)容量等于機(jī)組臺(tái)數(shù)和單機(jī)容量的乘積。根據(jù)已確定的裝機(jī)容量，就可以擬定可能的機(jī)組臺(tái)數(shù)方案。在選擇機(jī)組臺(tái)數(shù)時(shí)可從下列方面考慮：1機(jī)組臺(tái)數(shù)與機(jī)電設(shè)備制造的關(guān)系機(jī)組臺(tái)數(shù)增多時(shí)，機(jī)組單機(jī)容量減小，尺寸減小，因而制造及運(yùn)輸都有比較容易，這對(duì)于制造能力和運(yùn)輸條件較差的地區(qū)是有利的。但實(shí)際上小機(jī)組單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(jī)組。2機(jī)組臺(tái)數(shù)與水電站投資的關(guān)系當(dāng)選用的機(jī)組臺(tái)數(shù)較多時(shí)，不僅機(jī)組本身單位千瓦的造價(jià)高，而且隨著機(jī)組臺(tái)數(shù)的增加。相應(yīng)的閘門、管道、調(diào)速器，輔助設(shè)備和電氣設(shè)備的套數(shù)就要增加，電氣結(jié)線也較復(fù)雜，廠房平面尺寸也需加大，機(jī)組安裝維護(hù)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(tái)數(shù)的增加而增加。但另一方面，采用小機(jī)組則廠房的起重能力、安裝場(chǎng)地、機(jī)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(jī)組臺(tái)數(shù)變化要引起水電站投資變化，在大多數(shù)情況下，臺(tái)數(shù)增多將增大3機(jī)組臺(tái)數(shù)與水電站運(yùn)行效率的關(guān)系機(jī)組臺(tái)數(shù)增多能夠增加水電站的電能，但當(dāng)增多到一定程度，再增多時(shí)對(duì)水電站的運(yùn)行效率就不會(huì)有顯著的影響了。當(dāng)水電站在電力系統(tǒng)中擔(dān)任基荷工作時(shí)，選擇機(jī)組臺(tái)數(shù)少，可合水輪機(jī)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)以最優(yōu)工況運(yùn)行，合水電站保持較高的平均效率。4機(jī)組臺(tái)數(shù)與水電站運(yùn)行維護(hù)工作的關(guān)系機(jī)組臺(tái)數(shù)多，單機(jī)容量小，運(yùn)行方式就比較靈活，機(jī)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(yùn)行操作次數(shù)隨之增加，發(fā)生事故的機(jī)率增高了，同時(shí)管理人員增多，運(yùn)行費(fèi)用也提高了。因此不宜選用過多的機(jī)組臺(tái)數(shù)。若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文四水輪機(jī)主要參數(shù)的確定1轉(zhuǎn)輪直徑的計(jì)算H,=11.5m2效率修正值的計(jì)算=93.6%△η=7max-7max-ξ=0.936—0.896—0.01若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文=0.03η=ηy+△η=0.826+0.033轉(zhuǎn)速的計(jì)算=0.022<0.03選用與之接近而偏大的同步轉(zhuǎn)速n=71.4rpm4工作范圍的檢驗(yàn)計(jì)算在設(shè)計(jì)水頭H,=11.5m以額定出力N.工作時(shí)，其相應(yīng)的最大單位流量為：=1.20<1.4m3/s=1.20×4.52×√11.5=82.41m2/s若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文在HL310型水輪機(jī)的主要綜合特性曲線圖上，分別畫出(5運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線的繪制機(jī)相應(yīng)的最大功率N?(英制馬力；按下式可求得相應(yīng)的原型水輪機(jī)最大功率若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文7r=7m+△η(3)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線的計(jì)算表2-1HL310轉(zhuǎn)輪運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線計(jì)算表轉(zhuǎn)輪型號(hào)：HL310D?=4.5mD=0.39mn=71.4rpmN(h,)N(h,)Nr(Kw)9753.199752.989753.099753.159753.269753.519753.89若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文HL310轉(zhuǎn)輪運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線計(jì)算表轉(zhuǎn)輪型號(hào)：HL310D?=4.5mDy=0.39mn=71.4rpmN(h?)水輪機(jī)出力限制線7%的出力儲(chǔ)備線，可按各水頭下水輪機(jī)最大出力的93%求得。本設(shè)計(jì)中因選用HL310型水輪機(jī)，繪制過程中因N,差值過小，而出現(xiàn)線重合等現(xiàn)象，精水電站的海拔高度▽可由表2-2中的廠址水位與流量關(guān)系得出。表2-2廠址水位～流量關(guān)系曲線表高程系統(tǒng)：85黃海若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文水位Z(m)流量Q(m3/s)水位Z(m)流量Q(m3/s7飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算8軸向水推力P的計(jì)算若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文五水輪機(jī)安裝高程的確定對(duì)立軸混流式水輪機(jī)，安裝高程由下式確定：式中故機(jī)組安裝高程為173.5m。第二節(jié)水輪機(jī)結(jié)構(gòu)與外型尺寸估算混流式水輪機(jī)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(dǎo)水機(jī)構(gòu)：包括頂蓋、底環(huán)、導(dǎo)葉和導(dǎo)葉操作機(jī)構(gòu)等；(3)轉(zhuǎn)動(dòng)部分：包括轉(zhuǎn)輪、主軸等；(4)導(dǎo)軸承、密封裝置及其他附屬裝置。一蝸殼1斷面形式面尺寸，便于施工。蝸殼頂角點(diǎn)和底角點(diǎn)的變化形式有直線和拋物線兩種。直線變化結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水力損失大；拋物線變化結(jié)構(gòu)復(fù)雜，水力損失小。為便于施工，故選用直線變化規(guī)律。斷面形式如圖2-1所示。圖2-1蝸殼斷面圖2蝸殼的水力計(jì)算查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)(水力機(jī)械)》,進(jìn)口斷面流速V=2.9m/s,故所需的進(jìn)口斷蝸殼計(jì)算表如表2-3所示。表2-3蝸殼斷面計(jì)算表斷面序號(hào)半徑(米)面積(平方米)角度123蝸殼進(jìn)口斷面的具體尺寸如圖2-2所示：(單位：米)若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文采用半圖解法求解其它斷面的面積，計(jì)算過程如圖2-3所示。圖2-3蝸殼斷面計(jì)算圖同理可求出30度、60度、90度、120度、150度斷面的面積和半徑，如表2-4所示：表2-4蝸殼計(jì)算表φFR根據(jù)以上各值可畫出蝸殼平面單線如圖2-4所示：圖2-4蝸殼平面單線圖若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文二尾水管1確定尾水管的基本尺寸肘型尾水管。彎肘形尾水管是由進(jìn)口直錐段、肘管和出口擴(kuò)散段三部分組成。其大致形狀如圖2-5所示：圖2-5混流式水輪機(jī)尾水管尾水管的基本尺寸查表4-18(金鐘元《水力機(jī)械》),HL310水輪機(jī)可采用Z。型標(biāo)準(zhǔn)系列如表2-5所示：表2-5尾水管標(biāo)準(zhǔn)型式與實(shí)際計(jì)算表參數(shù)hLB?h?h?標(biāo)準(zhǔn)Z。實(shí)際尾水管高度h,指從水輪底環(huán)平面到尾水管底板的高度，是決定尾水管性能的主要參數(shù)。對(duì)高比速混流式水輪機(jī)(D?<D?),h≥2.6D,為了保證機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，最低不得 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文解得h?=4.053m,而h?+h?=h-h?=11.2-6.084-4.053=1.113m,h?可取為0.2-0.5,(單位：米)圖2-6尾水管外形尺寸圖(單位：米)2尾水管型線圖的繪制(見圖2-7)尾水管標(biāo)準(zhǔn)彎管段尺寸如表2-6所示：(單位：米)參數(shù)aR?R?Z?實(shí)際若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文圖2-7尾水管型線圖1水輪機(jī)總重量估算水輪機(jī)總重量指不包括調(diào)速器、油壓裝置和其他輔助設(shè)備的水輪機(jī)整體重量。查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)(水力機(jī)械)》圖2-55可知，2轉(zhuǎn)輪重量估算查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)(水力機(jī)械)》圖2-56可知，若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文第三節(jié)調(diào)速系統(tǒng)的選擇水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的基本任務(wù)是：使水輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定地以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，在機(jī)組負(fù)荷變化工其他外擾作用下，保證機(jī)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(jī)輸出的交流電頻率滿足用電設(shè)備的要求。水輪機(jī)調(diào)節(jié)是通過調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化不斷地改變水輪機(jī)過流量來實(shí)現(xiàn)的。調(diào)速系統(tǒng)的主要設(shè)備有：調(diào)速器、油壓裝置和漏油裝置。一調(diào)速器的型式及工作容量的選擇調(diào)速器型式選擇的一般要求有以下兩點(diǎn)：(1)當(dāng)電站和機(jī)組容量較大，在系統(tǒng)中承擔(dān)調(diào)頻任務(wù)，應(yīng)選用調(diào)節(jié)品質(zhì)好，自動(dòng)化程度高的電氣液壓調(diào)速器。當(dāng)機(jī)組容量較小，在系統(tǒng)中地位不重要，經(jīng)常承擔(dān)基荷時(shí)，也可選用機(jī)械液壓調(diào)速器。(2)選擇調(diào)速器時(shí)應(yīng)考慮到調(diào)速器某些五一節(jié)對(duì)電站其他設(shè)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(guān)機(jī)時(shí)間的長(zhǎng)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(duì)直徑相同但結(jié)構(gòu)不同的主配壓閥，具有不同的最大行程，窗口尺寸和開、關(guān)機(jī)時(shí)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(shí)，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗔恳员ＷC機(jī)組可靠地開關(guān)導(dǎo)葉，關(guān)機(jī)時(shí)間應(yīng)式中λ——計(jì)算系數(shù)。取為0.030;在標(biāo)準(zhǔn)接力器系列表中選擇與之接近的直徑300mm。若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文D?=4500mm,D?w=390mm,Z?=20,Z?w=15。主配壓閥的直徑與通向接力器的油管直徑是相等的，主配壓閥油的流量為主配壓閥直徑為大型調(diào)速器以主配壓閥的直徑為表征組成系列的，因此在反擊式水輪機(jī)調(diào)速器系列型譜表中本水電站可選擇DT-100。查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-7可知其基本資料如表2-7所示：表2-7DT-100基本資料表型號(hào)制造廠機(jī)械柜尺寸基礎(chǔ)柜尺寸電氣柜尺寸重量參考價(jià)格DT-100杭州發(fā)電設(shè)備廠440×800×7萬(wàn)元調(diào)速器外形如圖2-8所示：若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文圖2-8調(diào)速器外形尺寸圖二油壓裝置的選擇1油壓裝置的組成油壓裝置是向水輪發(fā)電機(jī)制調(diào)速系統(tǒng)供給壓力油的能源設(shè)備，是調(diào)速系統(tǒng)的重要組成部分。同時(shí)也可作為進(jìn)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(jī)。后者結(jié)構(gòu)緊湊，但容量較小，僅適用于中小型水輪機(jī)。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：包括壓力表、油位信號(hào)及自動(dòng)補(bǔ)氣裝置、壓力信號(hào)器、空氣閥等。2油壓裝置的選擇計(jì)算油壓裝置的選擇計(jì)算主要是確定油壓裝置的臺(tái)數(shù)和容量(工作能力)。為了滿足機(jī)組調(diào)節(jié)和安全運(yùn)行的要求，通常每臺(tái)水輪機(jī)裝設(shè)一臺(tái)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eV可按下列經(jīng)驗(yàn)公式估算V=(18-20)V;查油壓裝置系型譜表，本水電站可選HYZ-1.6。查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知其基本尺寸如表2-8所示：表2-8油壓裝置基本尺寸表油壓裝置型號(hào)油罐長(zhǎng)度m油罐寬度n油罐高h(yuǎn)油罐外徑DHYZ-1.6油壓裝置外形尺寸如圖2-9所示：第四節(jié)發(fā)電機(jī)的選擇一水輪發(fā)電機(jī)的型式選擇已知發(fā)電機(jī)主要參數(shù)如表2-9所示：表2-9發(fā)電機(jī)主要參數(shù)表額定功率KW功率因素cosφ轉(zhuǎn)速(r/min)額定容量KVA二水輪發(fā)電機(jī)的通風(fēng)冷卻方式及其選擇大中型水輪發(fā)電機(jī)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(gè)通風(fēng)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(fēng)扇或輪同的風(fēng)扇作用合空氣在發(fā)電機(jī)內(nèi)部循環(huán)流通，熱空氣通過冷卻器用水冷卻。若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文三水輪發(fā)電機(jī)外形尺寸估算p—磁極對(duì)數(shù)(42);C—系數(shù)(4×10?-6.5×10?),此處取為4×10°,故采用傘式發(fā)電機(jī)。2外形尺寸估算(1)平面尺寸估算定子機(jī)座外徑D轉(zhuǎn)子外徑D?D?=D?+0.6m(10000<S,<100000KVA)D?=6.3+0.6=6.9mD?=1400-1600,取為1400(2)軸向尺寸計(jì)算h?=l,+2r+600mm=702+2×264+600=1830mmh?=0.10D,=0.1×7060=706mmh?=1500-1800,此處取為1500mm,其中機(jī)架高500-700,此處取為500mmh?=0.25D,=0.25×7060=1765mm(傘式承載機(jī)架)下機(jī)座支承面至主軸法蘭底面之間的距離h,h?=700-1500mm,此處取為700mmH—發(fā)電機(jī)總高度，即由主軸法蘭盤底面至發(fā)電機(jī)頂部的高度H=h?+h?+h?+h?+h+h?+h?=500+600+1500+706+1830+1765+700h?=0.7H=0.7×7601=5321mmh?=0.46h?+h?=0.46×1830+1202=2032mm3水輪發(fā)電機(jī)重量估算(1)發(fā)電機(jī)總重量G,k?—系數(shù)，對(duì)懸式發(fā)電機(jī)取8-10,此處取為8。(2)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重量一般可按發(fā)電機(jī)總重量的1/2估算(3)發(fā)電機(jī)飛輪力矩若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文GD2=K?D3?I,GD2=K?D3?I,=4.5×7.063?×0.702=2954t.m2發(fā)電機(jī)外形尺寸如圖2-10所示：圖2-10發(fā)電機(jī)外表尺寸示意圖(單位：米)第四節(jié)起重設(shè)備水電站起重設(shè)備一般采用橋式起重機(jī)或門式起重機(jī)。橋式起重機(jī)有單小車和雙小車兩種。雙小車橋式起重機(jī)與單小車起重機(jī)不同之處是在橋架上設(shè)有兩臺(tái)可以單獨(dú)或聯(lián)合運(yùn)行的小車，每臺(tái)小車只有一個(gè)起重吊鉤，藉手動(dòng)變速作主鉤或副鉤使用，當(dāng)?shù)踹\(yùn)最重件(如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子)時(shí)，兩臺(tái)小車借助平衡梁聯(lián)合起吊。最重吊運(yùn)件的重量為105噸，且機(jī)組臺(tái)數(shù)小于4臺(tái)，故可選用一臺(tái)單小車橋式起重機(jī)。二主要工作參數(shù)的選擇1起重量查表7-1(水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)),額定起重量為110噸。2跨度 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文起重機(jī)大車軌道中心線之間的垂直距離(或起重機(jī)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(jī)跨度定為22米。3起升高度雙小車起重機(jī)每臺(tái)小車只有一套起重機(jī)構(gòu)，其吊鉤的下極限位置應(yīng)保證發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子或水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪從機(jī)坑吊出，同時(shí)還應(yīng)滿足吊運(yùn)進(jìn)水閥及水輪機(jī)埋設(shè)部件及安裝的要求。4主要附屬裝置主廠房每臺(tái)單小車橋式起重機(jī)一般都設(shè)置主、副鉤各一個(gè)。主鉤一般應(yīng)滿足起吊額定起重量的要求，副鉤則按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)配置。吊鉤裝置基本尺寸如表2-10所示：表2-10吊鉤裝置尺寸吊鉤量(t)吊鉤形式吊鉤尺寸(mm)ADL?L?L?d雙鉤圖2-11吊鉤裝置圖平衡梁基本尺寸如表2-11所示表2-11單小車橋式起重機(jī)配用的平衡梁外形尺寸單位：mm主鉤起重量(I)LHh?SB2600主鉤起δDb?L?h?平衡梁重 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文圖2-12如表2-12所示：表2-12其它主要尺寸表起重量()L起升速度(m/min)主鉤副鉤主鉤副鉤主鉤副鉤小車大車極限尺寸(mm)大車最大輪壓重量(1)吊鉤至軌面距離吊鉤至軌道中心距離小車起重機(jī)總重主鉤副鉤主鉤h主鉤副鉤L?L?起重量(I)主要外形尺寸(mm)兩臺(tái)橋機(jī)并車尺寸(mm)主鉤副鉤小車軌距起重機(jī)最大寬度B小車長(zhǎng)度軌面至起重機(jī)頂端距離H軌面至緩沖器距離并車后起重機(jī)最大寬度B?兩主鉤之間距軌道面至平衡梁掛鉤的距離掛鉤至上下環(huán)底距離h,若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文第四章水電站廠房布置廠房布置的基本要求是：(1)應(yīng)適應(yīng)地質(zhì)、地形、水文、氣象等自然條件，并根據(jù)電站樞紐布置的具體情況、不同類型廠房的特點(diǎn)，全面考慮，合理布置。(2)應(yīng)滿足設(shè)備安全運(yùn)行，便于安裝檢修及操作管理，廠內(nèi)各種設(shè)備布置協(xié)調(diào)，并考慮水工結(jié)構(gòu)上的要求。(3)應(yīng)充分考慮設(shè)備進(jìn)廠以及廠內(nèi)吊裝、運(yùn)輸?shù)囊蟆?4)應(yīng)考慮電站初期運(yùn)行要求，盡可能不設(shè)或少設(shè)臨時(shí)設(shè)施，對(duì)于分期建設(shè)的電站，應(yīng)考慮遠(yuǎn)、近期結(jié)合。(5)應(yīng)考慮防火、防淹、防潮及勞動(dòng)保護(hù)等方面的要求，力求布置整齊美觀。(6)在滿足電波運(yùn)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。主廠房由機(jī)組段(包括端機(jī)組段)和安裝場(chǎng)組成，所以主廠房布置和尺寸的確定，主要就是機(jī)組段和安裝場(chǎng)的布置和尺寸的確定。而機(jī)組段尺寸主要取決于水輪機(jī)蝸殼、尾水管、發(fā)電機(jī)等設(shè)備的外形尺寸。一尾水管層的布置反擊式水輪機(jī)的泄水設(shè)備——尾水管的頂部與基礎(chǔ)底板之間的空間是尾水管層，布置為減少開挖量，采用彎肘形尾水管。它由直錐段、肘管段和擴(kuò)散段幾個(gè)部分組成。水輪機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)型尾水管。尾水管底板高程為161.37米，厚1.5米，基礎(chǔ)開挖高程為159.87米，出口底板高程為167.265米。為減小擴(kuò)散段結(jié)構(gòu)跨度，通常設(shè)有2個(gè)隔墩。廠內(nèi)設(shè)有通往尾水管的通道和進(jìn)人孔，進(jìn)人孔的尺寸為600×800毫米。進(jìn)人孔的位置，布置在尾水管的圓錐段。當(dāng)停機(jī)放空尾水管的水，檢修人員從水輪機(jī)沿進(jìn)水閥坑的爬梯下去，然后水平進(jìn)入廊道，打開設(shè)在尾水管直錐段的金屬蓋，利用梯繩爬進(jìn)尾水管內(nèi)。2集水井、集水廊道和水泵室主廠房?jī)?nèi)常在下部結(jié)構(gòu)部分的基礎(chǔ)塊體最低部位設(shè)置集水井或集水廊道，并在上方設(shè)水泵室，以便及時(shí)利用水泵排除基礎(chǔ)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(shè)在下游水位以上。蝸殼層是反擊式水輪機(jī)的引水設(shè)備蝸殼及其周圍的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)塊體和空間部分。本電站采用單元供水，廠內(nèi)不設(shè)蝴蝶閥，而在調(diào)壓井處設(shè)控制閘門。此為引水隧洞設(shè)計(jì)部分，故在本設(shè)計(jì)中不做進(jìn)一步探討。機(jī)組轉(zhuǎn)輪直徑4.5米，蝸殼為混凝土蝸殼，蝸殼的包角為180度。蝸殼內(nèi)設(shè)進(jìn)人孔，若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文進(jìn)人孔的布置在進(jìn)口的上部。進(jìn)人孔的大小為φ650毫米。蝸殼層平面布置圖如圖3-1所示：圖3-1蝸殼層平面布置圖三水輪機(jī)層的布置1圓筒式發(fā)電機(jī)機(jī)墩用圓筒式機(jī)墩。機(jī)墩內(nèi)部是空的便于水輪機(jī)安裝時(shí)吊進(jìn)、檢修時(shí)吊出。機(jī)墩內(nèi)布置接力器，預(yù)埋各種油、氣、水管道和布置電纜、電線。運(yùn)行人員經(jīng)常要進(jìn)入內(nèi)腔進(jìn)行巡視和檢修工作，機(jī)墩要留有進(jìn)人孔，機(jī)墩高度不能太矮。機(jī)墩內(nèi)徑要按大于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑、小于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑，并考慮下機(jī)架支承等要求而定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，圓筒式機(jī)墩內(nèi)徑D≥(1.3-1.5)D=5.85m-6.75m(傘式水輪發(fā)電機(jī))水輪機(jī)機(jī)坑應(yīng)按下列要求進(jìn)行布置：(1)應(yīng)便于在水輪機(jī)機(jī)坑內(nèi)檢修、安裝、維護(hù)導(dǎo)軸承和傘式機(jī)組的推力軸承。(2)當(dāng)機(jī)組采用不吊發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子而拆出水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪進(jìn)行檢修時(shí)，此時(shí)機(jī)墩結(jié)構(gòu)及布置尺寸應(yīng)考慮轉(zhuǎn)輪運(yùn)出的通道，并設(shè)置必要的吊運(yùn)裝置以滿足轉(zhuǎn)輪拆裝的要求。在決定機(jī)坑進(jìn)人孔的位置時(shí)，應(yīng)注意水輪機(jī)接力器和推拉桿對(duì)進(jìn)入機(jī)坑通道的影響。進(jìn)入水輪機(jī)機(jī)坑的門為一個(gè)。門寬為1.5米，門的高度為2米。因此根據(jù)水輪機(jī)層布置的主要數(shù)據(jù)可大致繪出水輪機(jī)層的平面圖，如圖3-2所示：圖3-2水輪機(jī)層平面圖(單位：m)一般有定子外露、定子埋入和上機(jī)架埋入三種布置形式。定子埋入式和上機(jī)架埋入式使發(fā)電機(jī)層寬敞，同時(shí)由于提高了發(fā)電機(jī)層高程而增加了水輪機(jī)層高度，可增設(shè)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機(jī)旁盤它包括機(jī)組自動(dòng)操作盤、機(jī)組繼電保護(hù)盤、機(jī)組測(cè)溫盤、機(jī)組動(dòng)力盤等，每臺(tái)機(jī)組的機(jī)旁盤為3塊，每塊尺寸為0.8m×0.55m×3.1m。布置在發(fā)電機(jī)層并盡桶靠近調(diào)速器操作柜且在同一側(cè)，以便運(yùn)行人員在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)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(jī)旁盤通?？拷睆S房。3勵(lì)磁機(jī)和勵(lì)磁盤勵(lì)磁機(jī)布置隨發(fā)電機(jī)容量而異，有直接布置在同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頂，也有發(fā)與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸相聯(lián)接的單獨(dú)布置方式。勵(lì)磁盤最好布置在發(fā)電機(jī)層，如果太擁擠，也要布置在水輪機(jī)層，但需用通風(fēng)設(shè)備以保證該層不致太潮濕。勵(lì)磁室尺寸為5.2m×1.5m。為運(yùn)行人員經(jīng)常從發(fā)電機(jī)層到水輪機(jī)檢查巡視提供方便，在每?jī)膳_(tái)機(jī)組之間設(shè)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。在水輪發(fā)電機(jī)的上、下游側(cè)應(yīng)留有2-2.5米的交通道，各種設(shè)備間也必須保持運(yùn)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(jī)層的主要數(shù)據(jù)可大致繪出發(fā)電機(jī)層的平面圖，如圖3-3所示：第二節(jié)機(jī)組附屬設(shè)備的布置考慮到廠房?jī)?nèi)蝸殼的結(jié)構(gòu)以及蝸殼進(jìn)水口與調(diào)壓室的連接，本次設(shè)計(jì)中不對(duì)進(jìn)水閥進(jìn)行設(shè)計(jì)，故機(jī)組附屬設(shè)備的布置主要是對(duì)調(diào)速設(shè)備的布置。它包括兩方面的內(nèi)容：接力器的布置形式大致有四種：本設(shè)計(jì)中采用直缸式接力器布置在機(jī)坑內(nèi)壁上。當(dāng)采用混凝土蝸殼時(shí)，接力器的布置與蝸殼的斷面形狀有關(guān)。采用梯形斷面混凝土蝸殼時(shí)，接力器和調(diào)速器的布置缺點(diǎn)是油壓裝置和調(diào)速器要跨機(jī)組段布置，因此在前期工程中有可能要增加臨時(shí)設(shè)施。二調(diào)速器和油壓裝置的布置調(diào)速器和油壓裝置的布置，應(yīng)與接力器布置位置相適應(yīng)，并盡量靠近。調(diào)速器、油壓裝置通常均布置在發(fā)電機(jī)層，它們之間的距離在滿足操作、維護(hù)、檢修方便的前提下，應(yīng)第三節(jié)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(zhǎng)、總高和寬度的確定。主廠房的總長(zhǎng)度包括機(jī)組段的長(zhǎng)度(機(jī)組中心間距),端機(jī)組段的長(zhǎng)度和安裝場(chǎng)的長(zhǎng)度，并考慮必要的水工結(jié)構(gòu)分縫要求的尺寸。方向的尺寸確定，同時(shí)還應(yīng)考慮機(jī)組附屬設(shè)備及主要通道、吊物孔的布置及其的需尺寸。L?=L?x+L_x式中L?——機(jī)組段+x方向的最大長(zhǎng)度L_——機(jī)組段-x方向的最大長(zhǎng)度L和L可按尾水管層、蝸殼層和發(fā)電機(jī)層分別計(jì)算，取其中的最大值。L+x=R?+δ?=6.850+1.4=8.25mL=R?+δ?=4.275+1.6=5.605m圖3-4機(jī)組間距計(jì)算簡(jiǎn)圖一若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文圖3-5機(jī)組間距計(jì)算簡(jiǎn)圖二圖3-6機(jī)組間距計(jì)算簡(jiǎn)圖三若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文R——蝸殼+x方向最大平面尺寸；B——尾水管寬度；b——兩臺(tái)機(jī)組之間風(fēng)罩外壁的凈距，兩臺(tái)機(jī)組間設(shè)樓梯，b=3.2m;2端機(jī)組段長(zhǎng)度的確定3主廠房總長(zhǎng)度主廠房總長(zhǎng)度L二廠房寬度的確定以機(jī)組中心線為界，廠房寬度B可分為上游側(cè)寬度和下游側(cè)寬度兩部分。解之得：α=3.06B=B?+B?=20.25+13.75=34m若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文B?=13.75+11.25=25m▽=▽+r+h?=173.5+2.22m+2=177.72m5發(fā)電機(jī)裝置高程▽▽?=▽+1.83=181+1.83=187起重機(jī)的安裝高程▽ch?——吊運(yùn)部件與固定的械緞備間的垂直凈距，=1m;h?——吊運(yùn)部件與吊鉤間，h?=1.2m;▽c=V?+h?+h?+h?+h?+h?=182.83+0.706+1+5.321+1.2+0.9=191.957m▽=▽c+h?+h?+h?=191.957+6.45+0.3+1.5=281.7881.78分別如圖3-7、3-8所示：圖3-7廠房橫剖面圖98.707文191.957又191.057二號(hào)機(jī)組—號(hào)機(jī)又185.83廳間△9x177.724△?344△√元x173.5△△√4△x16137AA<△A△4Q☆4若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文第四節(jié)安裝場(chǎng)的布置及尺寸的確定安裝場(chǎng)是為設(shè)備的到貨卸車、拆箱清掃、組合、預(yù)裝或解體大修而設(shè)置的。一安裝場(chǎng)的位置與高程安裝場(chǎng)位于主廠房左端，并與對(duì)外交通道同側(cè)，以方便交通運(yùn)輸。裝配場(chǎng)的下面一般有一層至二層可作輔助生產(chǎn)車間，下面一層地面高程與水輪機(jī)層相同，便于交通。這兩層通常布置油庫(kù)、油處理室、油化驗(yàn)室、壓氣機(jī)室、機(jī)修間和電工維修車間等。安裝場(chǎng)的高程與發(fā)電機(jī)層樓板高程相同，以充分利用場(chǎng)地，便于安裝、檢修、及運(yùn)行維護(hù)管理。因此安裝場(chǎng)的高程為182.83。二安裝場(chǎng)的布置及尺寸(1)裝配場(chǎng)寬度安裝場(chǎng)與主廠房同寬，以便于利用起重機(jī)沿主廠房縱向運(yùn)行，即安裝場(chǎng)的寬度為34(2)裝配場(chǎng)長(zhǎng)度L。L。=(1-1.5)L?=16.015m—24.0225m,取為20m。對(duì)于混流傘式機(jī)組，需要布置的機(jī)組主要部件有：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、推力軸承支架。(1)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑周圍留2.0米間隙，以供安裝磁極之用裝配場(chǎng)樓板留有孔口，孔徑比主軸法蘭直徑大0.5米，轉(zhuǎn)子主軸伸入裝配場(chǎng)的下層的轉(zhuǎn)子主軸支承臺(tái)，臺(tái)上設(shè)有用以固定主軸的螺栓，螺栓數(shù)與主軸法線上孔數(shù)相符；支承臺(tái)的高度應(yīng)使主軸在豎立后轉(zhuǎn)子底面距裝配場(chǎng)樓板約0.5到0.8米，本設(shè)計(jì)中取為0.6米，以便在磁極下放進(jìn)千斤頂和墊板。在不進(jìn)行轉(zhuǎn)子裝配或檢修期間，孔洞蓋上鐵板或混凝土板。(2)發(fā)電機(jī)上機(jī)架周圍留有1.0米間隙，供作通道用。(3)水輪機(jī)頂蓋及轉(zhuǎn)輪周圍留有1.0米間隙，供作通道用。(4)由于大中型水電站的主變壓器較為高大，要檢修主變壓器，必須沿軌道將主變壓器推進(jìn)裝配場(chǎng)，要利用主廠房?jī)?nèi)的起重機(jī)將變壓器鐵芯從殼內(nèi)吊出，勢(shì)必使用權(quán)主廠房增加高度。因此，在裝配場(chǎng)需設(shè)變壓器檢修坑，檢修前先將主變壓器整體吊入坑中，然后用起重機(jī)吊出鐵芯，要求鐵芯吊起后離裝配場(chǎng)樓板面不小于0.2米。如果采用鐘罩式變壓器，檢修時(shí)只需將鐘罩吊起，無需吊出鐵芯就可檢修。通?？稍谥髯儔浩鲌?chǎng)就地露天檢修，裝配場(chǎng)就不必設(shè)變壓器檢修坑了。變壓器坑的尺寸是變壓器拆去散熱器后的外形尺寸每側(cè)各加0.25米，坑的位置可與四大件相重疊，因?yàn)椴⒉煌瑫r(shí)進(jìn)行檢修。大型水電站主廠房的裝配場(chǎng)設(shè)有變壓器軌道和鐵路軌道，以便火車和變壓器直接進(jìn)入廠房。裝配場(chǎng)設(shè)有進(jìn)廠大門，布置在廠房下游側(cè)，其尺寸由運(yùn)輸車輛運(yùn)進(jìn)最大部件而定。通行載重汽車的大門寬度取為3.5米，高度取為5米。第五節(jié)副廠房的布置一副廠房的組成副廠房的規(guī)模根據(jù)水電站裝機(jī)容量、機(jī)組臺(tái)數(shù)、電站在電力系統(tǒng)中的作用、自動(dòng)化程度和遙控的應(yīng)用，而有所變化。二副廠房的位置方案1:副廠房設(shè)在主廠房的上游側(cè)其優(yōu)點(diǎn)是布置緊湊，電纜短，監(jiān)視機(jī)組方便，主廠房下游側(cè)采光通風(fēng)良好。缺點(diǎn)是電氣設(shè)備線路與進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)備互相交叉干擾，引水管道貌岸然可能需增長(zhǎng)，不晚適應(yīng)電站分期建設(shè)、提前發(fā)電的要求，施工、運(yùn)行干擾較大，易受機(jī)組振動(dòng)和噪音的影響。適用于引水道式、壩后式和混合式水電站。方案2:副廠房設(shè)在主廠房的下游側(cè)其優(yōu)點(diǎn)是電氣設(shè)備的線路都有集中在下游側(cè)，與水輪機(jī)進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)備互不交叉干擾，監(jiān)視機(jī)組方便。缺點(diǎn)是主廠房的采光、通風(fēng)和外觀愛到影響，由于發(fā)電機(jī)引出母線和變壓器布置在主廠房下游側(cè)，尾水管的振動(dòng)影響較嚴(yán)重，容易引起電氣設(shè)備的誤操作，運(yùn)行人員難于忍受。由于可能要延長(zhǎng)尾水管的長(zhǎng)度，會(huì)相應(yīng)增加廠房下部結(jié)構(gòu)尺寸和工程量，電氣出線也較復(fù)雜。適用于河床式水電站。方案3:副廠房設(shè)在主廠房靠對(duì)外交通的一端其優(yōu)點(diǎn)是主、副廠房的總寬度較小，采光通風(fēng)良好，給運(yùn)行人員值班創(chuàng)造良好的工作條件，能適應(yīng)電站分期建設(shè)、初期發(fā)電的特點(diǎn)，運(yùn)行與機(jī)電設(shè)備安裝干擾較小，能減輕機(jī)組振動(dòng)與噪聲對(duì)中央控制室的影響。缺點(diǎn)是母線與電纜線路較長(zhǎng)，增加了投資，大型電站當(dāng)機(jī)組臺(tái)數(shù)較多時(shí)，監(jiān)視、維護(hù)距離較長(zhǎng)，檢修、試驗(yàn)時(shí)的聯(lián)系不如前兩種位置方便。綜合分析后，選用方案一，使得工程量少，主副廠房布置緊湊，聯(lián)系方便，廠區(qū)布置合理，雖有一些不足之處，但比方案二、方案三仍然是利多弊少。三副廠房的平面布置中央控制室是整座水電站廠房運(yùn)行保護(hù)、調(diào)度、控制和監(jiān)視的神經(jīng)中樞，與主廠房鄰近，可縮短控制電纜長(zhǎng)度，有有利于主機(jī)室與中控室的聯(lián)系；室內(nèi)要求通風(fēng)良好，光線均勻柔和，避免陽(yáng)光直射至儀表盤面并設(shè)有防西曬的隔熱遮陽(yáng)措施，無噪聲干擾，室內(nèi)溫、濕度適當(dāng)，以保證儀表的靈敏度和準(zhǔn)確性。室內(nèi)凈高為4.5米。長(zhǎng)為10米，寬為8米面積80平方米。2集纜室布置在中控室和繼電保護(hù)盤室的下層，面積稍小于中央控制室。長(zhǎng)為9米，寬為8米，面積72米。室內(nèi)只有電纜和電纜吊架，布置簡(jiǎn)單，室內(nèi)凈高2.5米；以工作人員能站立工作為宜。該層匯集來自主廠房和變電站的各種操作電纜，然后通往中控室的控制盤、操作盤。集纜室安全出口為兩個(gè)，并應(yīng)做好防潮設(shè)計(jì)。3繼電保護(hù)盤室布置在中控室附近，長(zhǎng)9米，寬8米，面積為72平方米。4通訊室及遠(yuǎn)動(dòng)裝置室當(dāng)輸電電壓在110KV以上時(shí)，為了電站與系統(tǒng)調(diào)度中心聯(lián)系，由系統(tǒng)調(diào)度中心指揮電站運(yùn)行，專設(shè)載波電話通訊室、自動(dòng)電話交換機(jī)室、微波或其他無線電通訊室和遠(yuǎn)動(dòng)裝置室等。這些房間毗鄰于中控室且同一高程，室內(nèi)最小高度為3.5米。要求防塵防震，避免過大的噪聲，不應(yīng)與蓄電池室或強(qiáng)電設(shè)備鄰近。微波或其他無線電通訊室，應(yīng)在其屋頂或附近設(shè)天線或微波發(fā)射塔。長(zhǎng)8米，寬4米，面積為32平方米。布置在靠近機(jī)組的副廠房?jī)?nèi)，使發(fā)電機(jī)引出線較短，減少電能損耗。通向防爆間隔的通道凈寬為2米，高為3米，通道上不應(yīng)有裸露的電氣設(shè)備、導(dǎo)體和電纜封端。采用成套配電裝置，最小凈距尺寸按規(guī)范規(guī)定。開關(guān)室長(zhǎng)度為25米，設(shè)兩個(gè)出口。門朝外開，兩個(gè)出口相距為5米。采用自然通風(fēng)。6母線廊道、母線室或母線豎井發(fā)電機(jī)與主變壓器之間的母線，一般要經(jīng)過母線廊道、母線室或母線豎器。布置要滿足安裝、維修的要求，母線豎井應(yīng)設(shè)有巡視、檢修用的電梯和樓梯，每隔4米設(shè)維修平臺(tái)，平臺(tái)和樓梯寬度為0.8米。7直流系統(tǒng)用房一般包括蓄電池室、儲(chǔ)酸室、套間(前室)、通風(fēng)機(jī)室和充電機(jī)室等。這些房間相鄰布置在與地面同高的第一層。不布置在中控室、配電裝置室(開關(guān)室)和通訊室的上方的原因是以免酸性殘液滲到下面房間。蓄電池室要防止酸氣外溢，避免硫酸氣產(chǎn)生的氫氣在陽(yáng)光直曬下引起爆炸。除用人工照明外，還需有防爆措施。室內(nèi)不設(shè)窗戶或在窗戶上涂漆遮光。門窗、墻壁、頂棚、蓄電池臺(tái)架和調(diào)配池均應(yīng)用耐酸材料鋪設(shè)，地面和墻裙用白色瓷磚(縫中真耐酸砂漿)或耐酸性瀝青地面，并有適當(dāng)?shù)呐潘露?。設(shè)單獨(dú)出入口和單獨(dú)的排風(fēng)系統(tǒng)。以上各間的門均須朝外開，以保安全。充電機(jī)室內(nèi)裝充電機(jī)，用來將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，送入蓄電池中儲(chǔ)存起來，充電機(jī)室要離中控室遠(yuǎn)些，以免因振動(dòng)和噪聲影響中控室的操作。通風(fēng)機(jī)室與蓄電池室相鄰，通風(fēng)用的電動(dòng)機(jī)為全封閉式或防爆式。廠用變壓器布置在廠外主變壓器旁。每臺(tái)廠用變壓器布置在防火、防爆的單獨(dú)小間，并與水輪機(jī)層同層，且設(shè)專用走廊。廠變壓器一般就地檢修，門朝外開，地面有2%坡度傾向集油槽。廠用高壓成套開關(guān)柜，通常布置在水輪機(jī)層母線室附近，而不宜布置在發(fā)電機(jī)層或距中控室太近。按搬運(yùn)最大設(shè)備的外形尺寸再加0.4米來確定門的寬度和高度。廠用400V低壓配電裝置，即動(dòng)力盤，應(yīng)集中布置在單獨(dú)房間，400V主盤不宜靠墻布置，主盤室距中控室不宜過遠(yuǎn)，分盤室可分散布置在裝配場(chǎng)、水輪機(jī)層、水泵室、空壓機(jī)室、機(jī)修間、油處理室等負(fù)荷點(diǎn)附近。布置在中控室近旁的同一高程上的單獨(dú)房間里，室內(nèi)應(yīng)基本保持恒溫、恒濕，要求裝設(shè)自動(dòng)空調(diào)裝置。進(jìn)入電子計(jì)算機(jī)室應(yīng)通過一個(gè)套間，防止振動(dòng)和腐蝕性氣體。10巡回檢測(cè)裝置室為及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，減輕運(yùn)行人員巡視和抄表的勞動(dòng)而設(shè)巡回檢測(cè)裝置，布置在中控室和繼電保護(hù)盤室內(nèi)。即將主機(jī)械、變換器柜、電動(dòng)發(fā)電機(jī)組布置在繼電保護(hù)盤室內(nèi)，將遠(yuǎn)方操作臺(tái)及打字機(jī)臺(tái)布置在中控室內(nèi)。以上的電氣設(shè)備；其余均為電氣二次回路設(shè)備和500V以下的電氣設(shè)備。高壓試驗(yàn)的電缺陷設(shè)備體積大而笨重，搬運(yùn)不便，所以高壓試驗(yàn)室布置在方便以及設(shè)備集中的地方。試驗(yàn)室應(yīng)設(shè)置通風(fēng)、采暖、防塵、防潮措施，測(cè)試工作臺(tái)要求有良好采光和局部照明。第六節(jié)廠房的通風(fēng)、空調(diào)、采暖與采光水電站廠房發(fā)電機(jī)層，夏季溫度可達(dá)40℃以上，使運(yùn)行人員感到頭暈、疲倦。高程低于水面的房間嚴(yán)重潮濕，運(yùn)行和檢修人員晚患關(guān)節(jié)炎。在中央控制室、載波和微機(jī)室、發(fā)電機(jī)層等電氣和自動(dòng)化儀表較集中的房間，高溫將使電氣元件可靠性差，故障率高；低溫會(huì)使電缺陷設(shè)備絕緣層脆化斷裂，設(shè)備元件壽命短；相對(duì)濕度過高，會(huì)使元件發(fā)霉，絕緣下降，過低又會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。為保證運(yùn)行人員有新鮮的空氣、良好的采光、技術(shù)的保安和延長(zhǎng)設(shè)備元件的壽命，必需對(duì)空氣的溫度、相對(duì)濕度、清潔度和氣流速度加以調(diào)節(jié)。通風(fēng)、空調(diào)、采暖正是解決“四度”的技術(shù)措施。水電站廠房的得熱量，一方面是夏季由于廠內(nèi)外空氣的溫差和太陽(yáng)的輻射，通過屋頂、墻、窗等傳入熱量；另方面是廠風(fēng)機(jī)電設(shè)備、照明燈具和人體的散發(fā)熱量。其中以水輪發(fā)電機(jī)發(fā)出熱量為主要熱源。1水輪發(fā)電機(jī)的通風(fēng)冷卻水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，內(nèi)部發(fā)出大量的熱，如水及時(shí)將熱散發(fā)出去，將會(huì)引起轉(zhuǎn)子、定子線圈的溫度過高，加速導(dǎo)線外部絕緣層的老化，甚至造成短路而燒壞發(fā)電機(jī)。于是對(duì)水輪發(fā)電朵必須采取冷卻措施。2主廠房的通風(fēng)水電站主廠房中，水輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的熱量，對(duì)運(yùn)行人員的健康是有害的，所以須注意通風(fēng)換氣。方式通常有兩種，即自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)。本電站考慮經(jīng)濟(jì)問題，采用自然通風(fēng)，利用廠內(nèi)外氣溫差形成氣流循環(huán)，或進(jìn)、排風(fēng)口位置的高差促進(jìn)通風(fēng)換氣。3副廠房的通風(fēng)需要通風(fēng)的副廠房房間有：(1)精密儀表集中的房間如中央控制室、載波機(jī)室、微波機(jī)室、儀表室等，采用自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的方式，其中在中控室中采用空調(diào)。(2)散發(fā)有害物質(zhì)的房間對(duì)于蓄電室、酸室。設(shè)單獨(dú)房間，采用防爆式和電動(dòng)機(jī)或采用塑料風(fēng)機(jī)。酸室每小時(shí)不少于5次換氣，設(shè)在室內(nèi)地面開口式蓄電池每小時(shí)不少于12次換氣，設(shè)在地下每小時(shí)不少于15次換氣。對(duì)于油庫(kù)和油處理室。設(shè)在地面，采用自然通風(fēng)。(3)布置輸變電設(shè)備的房間對(duì)于變壓器室，主變壓器采用風(fēng)冷式，變壓器室采用自然通風(fēng)。對(duì)于母線室，采用機(jī)械排風(fēng)。對(duì)于戶內(nèi)開關(guān)室、配電室。由于戶內(nèi)開關(guān)室、配電室空間小，發(fā)熱量小，但存在爆炸或火災(zāi)的可能性，宜設(shè)排風(fēng)系統(tǒng)兼事故排煙之用，每小時(shí)不少于6次換氣。對(duì)電纜廊道，采用機(jī)械排風(fēng)，每小時(shí)不少于6次換氣，單獨(dú)設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)。(4)布置機(jī)械設(shè)備的房間如空壓機(jī)室可采用頂部機(jī)械排風(fēng)，下部從廠內(nèi)機(jī)械進(jìn)風(fēng)，風(fēng)機(jī)與空壓機(jī)聯(lián)動(dòng)。供水設(shè)備室由于在廠房水下部分，較為潮濕，可將散熱部位的熱空氣送入。(5)發(fā)電機(jī)層以下或地下辦公室和值班室若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文利用主廠房的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)換氣。在人員集中部位設(shè)空調(diào)系統(tǒng)。在尾水管直錐段的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪室、水輪機(jī)井(機(jī)墩內(nèi)腔)的水輪機(jī)室和發(fā)電機(jī)坑(風(fēng)罩墻圍成的內(nèi)部空間)等部位，是檢修條件差的地方，搞好檢修通風(fēng)十分必要，一般采用二空氣調(diào)節(jié)當(dāng)通風(fēng)不能滿足廠內(nèi)生產(chǎn)和衛(wèi)生條件時(shí)采用。通過對(duì)送入空調(diào)房間的空氣進(jìn)行人工處理和控制調(diào)節(jié)，使溫度、濕度、清潔和氣流速度控制在預(yù)定范圍內(nèi)。按布置方式分，有集中式空調(diào)系統(tǒng)、分散式空調(diào)系統(tǒng)和混合式空調(diào)系統(tǒng)?？照{(diào)的冷源，一般利用水庫(kù)深層低溫水，它是空調(diào)工程最經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、豐富、可靠的天然的冷源。水電站廠房空調(diào)房間的送風(fēng)，必須有合適的風(fēng)速，使廠房?jī)?nèi)部形成良好的氣流。而空氣溫、濕度分布的均勻性，也與氣流密切相關(guān)。通常送風(fēng)的方式有：頂送、平送、側(cè)送、地面送、縱向?qū)ι浜蜋M向勻射等方式。這些送風(fēng)方式有效地利用主廠房機(jī)組的余熱，對(duì)送風(fēng)射流進(jìn)行升溫降濕。三采暖、防潮和除濕(1)利用機(jī)組熱風(fēng)采暖。這是水電站廠房的一種經(jīng)濟(jì)]合理、簡(jiǎn)單易行的采暖方式。(2)電熱風(fēng)采暖。由管狀電熱元件組成的電加熱器，裝在風(fēng)管內(nèi)或空調(diào)內(nèi)，可用于有防爆防腐要求的房間、中央控制室、電算室和通訊室等房間采暖。(3)電爐采暖。允許在靜止空氣中開啟。密閉電爐用于防爆防腐要求的蓄電池室及油系統(tǒng)采暖；明火電爐可用暗室采暖。(4)電輻射板采暖。利用電能通過國(guó)徽板的高溫表面，以國(guó)徽方式散發(fā)熱量。用于廠房?jī)?nèi)部有防爆要求的房間采暖。除濕方法有：供熱降濕法、通風(fēng)降濕法、供熱通風(fēng)除濕法和空調(diào)除濕法。白晝主廠房天然采光，主要領(lǐng)先吊車梁以上的高側(cè)窗和以下的低側(cè)窗。當(dāng)廠房采用單側(cè)采光時(shí)，窗戶上沿離地高度應(yīng)大于進(jìn)深的1/2;采用兩側(cè)采光時(shí)，窗戶上沿離地高度不小于進(jìn)深的1/4。窗的下沿離地面不宜高出1-2米，以保證近窗點(diǎn)有足夠的光線，并便于通風(fēng)。夜間，設(shè)計(jì)人工照明。它可分為工作照明、事故照明、檢修照明和警衛(wèi)照明。天然采光和人工照明均必須注意，不使太陽(yáng)光趲至儀表盤面上。灑光不能使儀表盤面上產(chǎn)生眩光，以免運(yùn)行人員誤讀數(shù)據(jù)和發(fā)生視覺疲勞。若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文第四章廠房結(jié)構(gòu)布置第一節(jié)廠內(nèi)主要結(jié)構(gòu)布置一主廠房結(jié)構(gòu)布置水電站廠房為現(xiàn)澆的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)型式。廠房水上圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用磚墻。辦公副廠房采用混合結(jié)構(gòu)型式。水電站廠房的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)與廠房?jī)?nèi)部布置結(jié)合一起考慮，它包括了廠房伸縮縫的設(shè)置，一、二期混凝土的劃分，廠房水下和水上結(jié)構(gòu)布置等幾部分。水電站廠房為防止地基不均勻沉陷，以及減少下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)約束產(chǎn)生的干縮應(yīng)力，必須沿廠房縱向設(shè)置永久的溫度伸縮縫或沉降縫。不了避免基礎(chǔ)不均勻沉聯(lián)系群眾及加強(qiáng)廠房整體性，在主機(jī)間不設(shè)永久伸縮縫。本電站廠房在主廠房與安裝間之間，主廠房與副廠房之間設(shè)置沉降縫，以避免兩個(gè)不同性質(zhì)的建筑物因地基應(yīng)力相差太大而引起裂縫，永久縫縫寬為2厘米，縫間填瀝青油氈。廠房水下結(jié)構(gòu)的永久縫設(shè)止水裝置，以防滲漏。2廠房水下結(jié)構(gòu)布置廠房的水下部分是現(xiàn)場(chǎng)澆筑的鋼筋混凝土整體結(jié)構(gòu)，其中機(jī)墩、蝸殼和尾水管等占了很大的空間。余下的部位中，一部分是作為廠房基礎(chǔ)的實(shí)體底板，底板較厚，它直接澆筑在基巖上；另一部分是澆筑在底板上的廠房四周底墻，底墻也很厚，無論底板、底墻均為整片的實(shí)體結(jié)構(gòu)，按布置、強(qiáng)度確定其厚度；第三部分是下游側(cè)的尾水閘墩，也是厚截面的實(shí)體結(jié)構(gòu)，閘墩的厚度根據(jù)尾水管的尺寸及布置上的需要確定。由于機(jī)組到貨一般均遲于土建的施工期，因此廠房混凝土需分期澆筑。一、二期混凝土澆筑的范圍劃分如下：一期混凝土包括底板、底墻、尾水管、尾水閘墩、尾水平臺(tái)和除發(fā)電機(jī)層樓板以外的廠房水上部分結(jié)構(gòu)(包括安裝間);二期混凝土包括蝸殼、機(jī)墩、風(fēng)罩及發(fā)電機(jī)層樓板等。一期混凝土形成以后能否利用廠內(nèi)吊車進(jìn)行機(jī)組安裝是廠房水下結(jié)構(gòu)布置考慮的原則之一。另外，機(jī)組安裝順序與澆筑程序的相互配合，一、二期混凝土在各個(gè)時(shí)期相互間的受力關(guān)系也要同時(shí)考慮。3廠房水上結(jié)構(gòu)布置廠房長(zhǎng)35米，寬25米，高40.337米。當(dāng)廠房長(zhǎng)、寬、高及機(jī)組間距確定以后，即可進(jìn)行排架、屋面系統(tǒng)、吊車梁及各層樓板等水上結(jié)構(gòu)布置。排架在伸縮縫處設(shè)雙柱，分別受力。由于受水下部分孔洞及邊機(jī)組段加長(zhǎng)的影響，柱距常常不能沿廠房全長(zhǎng)等距布置，從而增加了結(jié)構(gòu)計(jì)算的工作量。水電站廠房屋面結(jié)構(gòu)的形式常用的有以下幾種：有由于廠頂泄洪或特殊需要采用現(xiàn)澆的整片厚板結(jié)構(gòu)；有采用屋面大梁與吊車柱整澆一起的排架結(jié)構(gòu)，又有采用預(yù)制大型屋面板與大跨度的裝配式結(jié)構(gòu)等。本電站采用第三種方案。安裝間地面承受水輪發(fā)電機(jī)、主變壓器等大型設(shè)備荷載，是廠房各層樓板中承重最大的一層。安裝間為現(xiàn)澆整體式肋形結(jié)構(gòu)，根據(jù)以往設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，其結(jié)構(gòu)布置可按設(shè)備安放的位置(即按荷載大小)分區(qū)進(jìn)行。安裝間樓板厚度為25厘米，次梁間距為1.5-2.0米、主梁間距(次梁梁跨)以4-4.5米為宜。當(dāng)主梁跨度太大(大于6米)時(shí)，在梁跨中間要加設(shè)柱子支承，此時(shí)安裝間主梁、柱與廠房上部結(jié)構(gòu)一起組成雙層或多層排架。發(fā)電機(jī)層是主機(jī)室的一層主要樓面，隨的荷載較大。由于機(jī)電設(shè)備安裝及運(yùn)行上的需要，在樓板開有大小不等、形狀各異的孔洞。發(fā)電機(jī)層肋形結(jié)構(gòu)的梁格布置為單向板。發(fā)電機(jī)層的較大孔洞有發(fā)電機(jī)大圓孔、調(diào)速器及油壓裝置孔、吊物孔和樓梯孔等。另外在機(jī)旁盤下還有許多小孔淺槽。發(fā)電機(jī)層結(jié)構(gòu)布置一般可考慮如下：整個(gè)樓蓋是以發(fā)電機(jī)風(fēng)罩、上、下游側(cè)底墻及中間短柱作為支承。從樓板的中央部位開始沿風(fēng)罩上、下游側(cè)各布置一排縱向主梁；沿風(fēng)罩左、右各布置一排橫向次梁；沿機(jī)組段伸縮縫邊各布置一排主群眾觀點(diǎn)。若主梁跨度太大(大于6米),梁跨中間可設(shè)短柱，則梁柱便構(gòu)成框架。樓蓋在伸縮縫處可采用雙梁、雙柱布置形式，這樣在機(jī)組逐臺(tái)投入運(yùn)行時(shí)結(jié)構(gòu)受力明確。尾水平臺(tái)為安裝、檢修尾水閘門的場(chǎng)地，設(shè)有移動(dòng)式門式起閉機(jī)。尾水平臺(tái)為支承在尾水閘墩上的肋形結(jié)構(gòu)，采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑的方法。在起閉機(jī)軌道下的尾水平臺(tái)須設(shè)梁支承，尾水閘門槽平時(shí)用活動(dòng)蓋板封蓋。二副廠房結(jié)構(gòu)布置生產(chǎn)副廠房的荷載一般也不小，如壓氣機(jī)室、油庫(kù)、廠用變壓器室、通風(fēng)機(jī)室和蓄電池室等地面荷載均有可能超過1000公斤每平方米。有的房間需要做設(shè)備基礎(chǔ)，以承受設(shè)備動(dòng)力作用的荷載；有的房間需開槽或開孔洞。中央控制室為副廠房的主要房間。其特點(diǎn)是面積較大，樓面的荷載大于一般民用建筑，室內(nèi)布置要求比較高。由于控制盤和操作盤底部需通電纜，樓面上須開設(shè)很多不規(guī)則的孔槽。中控室的下層為無間壁的電纜夾層，夾層中無支承點(diǎn)可利用，致使梁的跨度較大。三變電站布置變電站是升壓站與開關(guān)站的總稱，當(dāng)開關(guān)站與廠房靠得很近時(shí)，可將變壓器放在開關(guān)站內(nèi)，兩者合在一起布置。變電站是電站輸變電工程中的重要組成部分，安的布置主要依據(jù)電氣主接線的接線方式，但與廠房及廠區(qū)布置也有一定關(guān)系。由于水電站是高電壓遠(yuǎn)距離送電，因此布置變壓器時(shí)必須周密考慮電站運(yùn)行、設(shè)備運(yùn)輸、安裝及檢修條件。為了提高運(yùn)行的可靠性和縮短昂貴的電壓母線，主變壓器應(yīng)盡量靠近發(fā)電機(jī)布置，并考慮在高壓側(cè)有方便的出線條件。主變壓器由于重量很大，宜直接布置在基巖上或混凝土基礎(chǔ)上。主變壓器應(yīng)有良好的通風(fēng)條件和可靠的滅火設(shè)施。按規(guī)程規(guī)定，當(dāng)主變油量在2500公斤以上時(shí)，防火凈距應(yīng)不小于10米，與露天固定絕緣油罐的距離應(yīng)不小于15米，否則要用鋼筋混凝土防爆墻隔開。主變壓器底部一般均設(shè)有排油、集油坑、坑內(nèi)鋪卵石，并鋪設(shè)通向遠(yuǎn)處的排油管。升壓站周圍應(yīng)加設(shè)保護(hù)圍墻或遮欄，高度不得低于2.3-2.5米。開關(guān)站大多選擇在廠房下游側(cè)近處而又寬曠的地方。要盡量利用山地、坡地，以不占或少農(nóng)田為原則。此外，選擇開關(guān)站位置還要考慮輸電的方向，即選擇好開關(guān)站出線架與第一座高壓輸電塔的相對(duì)位置。開關(guān)站根據(jù)電氣設(shè)備和導(dǎo)線的布置高度與重疊情況分類中型、半高型和高型布置幾種型式。中型布置是所有電氣設(shè)備均裝設(shè)在同一個(gè)平面層內(nèi)，設(shè)備的維修操作均在地面上進(jìn)行。這種布置比較清晰明了，但占地面積料大。半高型布置一般是將斷路器和隔離開關(guān)分別布置在兩層平面上，前者在地面，后者在構(gòu)架橫梁上(操作機(jī)構(gòu)則設(shè)在地面),構(gòu)架的頂部遇布置母線，其余電氣設(shè)備布置在地面。這種布置由于設(shè)備重疊利用了空間，平面尺寸便相應(yīng)減小。高型布置適用于雙母線接線方式，即將兩組母線和母線隔離開關(guān)分別在構(gòu)架上作上下雙層布置，隔離開頭的操作機(jī)構(gòu)仍設(shè)在地面。這種布置比較緊湊，占地面積大為縮小，缺點(diǎn)是檢修時(shí)上下層要高空、帶電作業(yè)，因此特別要注意安全。綜合考慮本電站為了架設(shè)母線和架空地線及支承電氣設(shè)備，開關(guān)站須設(shè)置各種不同類型高度不等的構(gòu)架，如A型、H型等。這些構(gòu)架有不少采用鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件或預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。設(shè)備支架是為支承地面上的電氣設(shè)備。少油式斷路器、壓縮空氣斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器等均須有設(shè)備支架支承。設(shè)備支架的高度應(yīng)使導(dǎo)線接至設(shè)備后工作人員在導(dǎo)線底下能安全通行。設(shè)備支架一般可采用鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，支架基礎(chǔ)多為現(xiàn)場(chǎng)澆制。開關(guān)站的地面標(biāo)高按規(guī)范應(yīng)高出百年一遇洪水位1.0-1.5米。開關(guān)站場(chǎng)內(nèi)要有足夠的安全距離和交通道路。布置電纜溝、氣管溝的地方均須鋪上活動(dòng)蓋板以利交通。開關(guān)站應(yīng)有良好的排水系統(tǒng)，為防止電纜溝、氣管溝灌水，地面的排水坡應(yīng)以5%左右為宜。與廠區(qū)地面高差較大的開關(guān)站，除由廠區(qū)公路通至開關(guān)站外，尚須布置電梯、樓梯或踏級(jí)等，以解決垂直交通問題。為了運(yùn)行人員安全，樓梯不宜采用鐵梯，跳級(jí)坡度不能太陡，并要有防滑的措施，如垂直交通僅有電梯，則要考慮備用的交通設(shè)施。第二節(jié)蝸殼結(jié)構(gòu)計(jì)算蝸殼的進(jìn)口與壓力水管相接，它是將水流引向水輪機(jī)導(dǎo)葉的壓力流道。蝸殼除了必須滿足強(qiáng)度條件外，還必須滿足不開裂和不滲漏的要求。一計(jì)算原則和基本假定1進(jìn)口段，在垂直水流方向切取單寬的橫截面，按平面結(jié)構(gòu)計(jì)算。2蝸殼段，在下游壓力墻中心周長(zhǎng)上沿徑向切取音寬的等到截面T形剛架，計(jì)算時(shí)不考慮各F形剛架之間的約束作用。F形剛架的截面厚度只考慮二期混凝土的厚度。當(dāng)桿件截面厚度不大，即截面最小高度h與其計(jì)算跨度1之比h/l<1/5,或蝸殼尺寸很小時(shí)，則可時(shí)，應(yīng)考慮剪力引起的剪切變形對(duì)桿件內(nèi)力的影響，同時(shí)考慮厚壁桿件結(jié)點(diǎn)剛性的影響。3蝸殼主要承受內(nèi)水壓力作用，內(nèi)水壓力除靜水頭壓力外，還包括水錘壓力。內(nèi)水壓力在蝸殼內(nèi)側(cè)的分布按實(shí)際作用范圍考慮。4在計(jì)算蝸殼的內(nèi)力時(shí)，機(jī)墩傳達(dá)室來的荷載不考慮動(dòng)力系數(shù)。5由于蝸殼直接承受內(nèi)水壓力作用，混凝土必須滿足抗裂要求。6不考慮溫度荷載。二結(jié)構(gòu)計(jì)算1基本資料內(nèi)水壓力：根據(jù)上游資料和壓力水錘計(jì)算成果，當(dāng)上游最高水位時(shí)，機(jī)組突然關(guān)閉導(dǎo)時(shí)，這時(shí)頂板底面的最大作用水頭為11.5米。機(jī)組中心線機(jī)組中心線p?=1×0.5×0.5×1/2×2.4=0.3t發(fā)電機(jī)層樓板荷載p?:一個(gè)機(jī)組段落的樓板總荷載，假定其一半作用在風(fēng)罩上，為P,而其作一半傳到四周的支承結(jié)構(gòu)上。圖4-1圓筒式機(jī)墩布置圖截面中心線圖4-2計(jì)算簡(jiǎn)圖及垂直荷載作用位置圖若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì)正文F=1x254m(將上述各荷載換算成相當(dāng)單寬圓筒中心周長(zhǎng)上的荷載。p?=22.43Q=22.43+9.877+0.359+1.869+5.725=40.13t=1.8691.26259x877若水電站樞紐工程水電站廠房