引水式水電站廠房設(shè)計(jì)方案

引水式水電站廠房設(shè)計(jì)方案1.1廠房樞紐布置本節(jié)主要根據(jù)地形、地質(zhì)、水文、施工、管理等資料進(jìn)行定性分析比較確定廠區(qū)樞紐布置方案，即主廠房，變壓器、開關(guān)站的相對位置。太平哨水電站在引水道出口處，地形等高線基本與渾江沿岸平行，且坡度較均勻平緩。水電站所在地質(zhì)條件較好，為母云母混合片麻巖，巖體平整、堅(jiān)硬，承載能力強(qiáng)。為了便于施工和交通，采用垂直引進(jìn)方式，這樣可減少巖石開挖量，水流平順，水流條件較好且尾水管出水方式也較好，交通便利。根據(jù)太平哨水電站地形圖，安裝間布置在廠房的右側(cè)，變壓器場亦布置在廠房的右側(cè)，副廠房布置在主廠房的上游側(cè)。1.2主廠房的平面設(shè)計(jì)主廠房長度、寬度尺寸，主要取決于水輪機(jī)定子及風(fēng)罩墻水輪機(jī)蝸殼，尾水管與調(diào)速系統(tǒng)的布置，同時(shí)要將上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)結(jié)合起來考慮1.2.1主廠房長度的確定(1)機(jī)組長度的確定①機(jī)組長度機(jī)組長度L1隨水電站類型和機(jī)型而不同。主要由蝸殼、尾水管、發(fā)電機(jī)風(fēng)罩在X軸方向（廠房縱向）的尺寸來定，并考慮機(jī)組附屬設(shè)備及主要交通道，吊運(yùn)通道，閘門布置等所需的尺寸。機(jī)組長度按下式計(jì)算式中—機(jī)組段+X方向的最大長度—機(jī)組段-X方向的最大長度—蝸殼外布砼厚度，初設(shè)時(shí)可取1.2～1.5m，本設(shè)計(jì)取1.4mR1—蝸殼+X方向最大平面尺寸6.81mR2—蝸殼-X方向最大平面尺寸5.20m=6.60m=8.21m②尾水管（對稱尾水管）B—尾水管寬度11.15m—尾水管邊墩砼厚度，由水工結(jié)構(gòu)確定，初步設(shè)計(jì)時(shí)取1.2～1.5m，對大型機(jī)組取2m，以安全起見本設(shè)計(jì)取1.5m.③發(fā)電機(jī)層—發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑，取12.8m（由機(jī)電設(shè)計(jì)手冊水輪發(fā)電機(jī)的主要參數(shù)及外形尺寸表P170）—兩臺(tái)機(jī)組之間風(fēng)罩外壁的凈距，一般可取1.5～2.0m，如需在兩臺(tái)機(jī)組間設(shè)置樓梯時(shí)，則一般取3～4m，本設(shè)計(jì)取1.8m—發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚，一般取0.3～0.4m,本設(shè)計(jì)取0.4m在蝸殼層、尾水管層、發(fā)電機(jī)層的計(jì)算中L+XL-X均取最大值考慮到設(shè)備布置，交通、樓梯分縫問題，取=9.3m=1.7m故機(jī)組段長度(2)端機(jī)組段長度的確定端機(jī)組段又稱邊機(jī)組數(shù)，是指在與安裝間不同一端的機(jī)組段長度L2的確定除需要考慮以上機(jī)組的因素外，還與裝配場位置，場內(nèi)是否布置進(jìn)水閘，安裝間的位置，起重機(jī)吊運(yùn)設(shè)備的要求等因素有關(guān)本設(shè)計(jì)安裝間在廠房的右側(cè)，端機(jī)段L+X取1.0m墻寬即端機(jī)組段長度(3)安裝間安裝間又稱裝配場，它是組裝、檢修設(shè)備的場所。安裝間的寬度與主機(jī)室的寬度相等。以便利用起重機(jī)沿主廠房縱向運(yùn)行，確定安裝間的尺寸主要在于確定長度，一般約為機(jī)組長度的1.0～2.0倍，本設(shè)計(jì)取1.4倍。取安裝間長度=24m此外安裝間面積按一臺(tái)機(jī)組擴(kuò)大性檢修面積確定（即布置下四大件）因此主廠房的長度為：—機(jī)組長度—端機(jī)段長度—安裝間長度=3×1700+1800+2400=9300㎝1.2.2主廠房寬度的確定以機(jī)組段中心線為界，廠房寬度可分為上游側(cè)寬度BS和下游側(cè)寬度Bx兩部分。B=BS+BXA—風(fēng)罩外壁至上游墻內(nèi)側(cè)—機(jī)風(fēng)罩壁厚取0.4m—機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑主廠房下游側(cè)的寬度BX，除滿足上面要求外，還要滿足蝸殼在-y方向的尺寸和蝸殼外的砼厚度要求。如果下游側(cè)需要布置電氣設(shè)備，機(jī)組附屬設(shè)備或者以下游側(cè)作吊運(yùn)通道時(shí)，尚需使使這些條件滿足，最后決定廠房的總寬度時(shí)，需滿足吊車標(biāo)準(zhǔn)跨度的要求，本設(shè)計(jì)下游側(cè)的寬度Bx比上游側(cè)寬度BS增加1m，Bx=950㎝此寬度是凈寬度，指上下游內(nèi)墻距離，此外墻厚0.5m1.3主廠房剖面設(shè)計(jì)主廠房剖面設(shè)計(jì)又稱豎向設(shè)計(jì)，主要解決垂直方向空間處理上有關(guān)問題合理的確定主、副廠房上下游結(jié)構(gòu)各部分的高程，滿足通風(fēng)，采光需要及發(fā)電、配電的合理安排。1.3.1組的安裝高程式中—下游側(cè)最低水位取152.6m—水輪機(jī)吸出高度1.61m—導(dǎo)葉高度1.5m考慮到吸出高度Hs的計(jì)算中采用的設(shè)計(jì)水頭，此外在實(shí)際運(yùn)行中為防止水輪機(jī)氣蝕等因素決定降低安裝高程。確定安裝高程為1.3.2尾水管底板高程式中—尾水管高度10.66m1.3.3基礎(chǔ)開挖高程式中S—尾水管底板厚度，巖基S=1.0～2.0m，土基3～4m。本設(shè)計(jì)取1.6m1.3.4水輪機(jī)層地面高程式中—金屬蝸殼進(jìn)口斷面半徑，砼蝸殼為進(jìn)口斷面在水輪機(jī)安裝高程以上的高度本設(shè)計(jì)為0.5b0=0.75m—蝸殼頂部砼厚度，初步設(shè)計(jì)時(shí)可取0.8～1.0m左右，大型機(jī)組可的達(dá)2～3m,由結(jié)構(gòu)計(jì)算核定，本設(shè)計(jì)取2.55m1.3.5發(fā)電機(jī)定子安裝高程式中—進(jìn)入孔高度1.0～2.0，本設(shè)計(jì)取2.0m—水輪機(jī)層樓板高程156.3m1.3.6發(fā)電機(jī)層樓板高程式中—發(fā)電機(jī)定子高度，參照發(fā)電機(jī)尺寸圖得3.428m—發(fā)電機(jī)定子安裝高程取=161.75m關(guān)于發(fā)電機(jī)層樓板高程的說明：一般情況下應(yīng)滿足下列條件①保證以下各層高度和設(shè)備及運(yùn)行上的要求，水輪機(jī)層的凈高度不少于3.5m本設(shè)計(jì)中水輪機(jī)層與發(fā)電機(jī)層間的凈高度大于3.5m,滿足此要求。②保證下游洪水不淹沒廠房，理想情況發(fā)電機(jī)層樓板高程與交通道路同高，且高于下游洪水位0.5～1.0m太平哨電站是建在山區(qū)河流之上，河流洪水期與枯水期水位相差懸殊，在此情況下，將發(fā)電機(jī)層樓板設(shè)在最高洪水位以上是不經(jīng)濟(jì)的。因此沿進(jìn)廠交通道路一旁設(shè)防水墻，窗臺(tái)以下的墻體采用砼防滲，并將安裝間樓板面高于發(fā)電機(jī)層樓板面，也高于最高洪水位。安裝間樓板高程定于167m.1.3.7吊車軌頂高程依據(jù)最重部件，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子250T選擇雙小車2×150T，橋吊主鉤150T，標(biāo)準(zhǔn)跨度16m。式中—垂直方向安全距離，不小于0.3m,取0.5m—最高部件的高度，本電站為水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪帶軸為9.13m—吊鉤與吊索具連接距離取0.23m—吊鉤極限位置時(shí)，吊鉤中心至車軌頂點(diǎn)高度，由《機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》查得為0.84=161.75+0.5+9.13+0.23+0.84=172.45m1.3.8屋頂橫梁底緣高程式中—橋吊在軌頂以上高度，由設(shè)計(jì)手冊查取為4.3m—橋吊小車頂部余隙，不小于0.4m取0.7m1.3.9屋頂高程式中—屋頂結(jié)構(gòu)厚度為1.8m1.4副廠房的布置與設(shè)計(jì)水電站副廠房是設(shè)置機(jī)電設(shè)備運(yùn)行、控制、實(shí)驗(yàn)、管理和運(yùn)行人員工作和生活的房間。水電站副廠房的組成，按性質(zhì)可分為三類：直接