中小型水电站厂房布置设计方法的探讨

中小型水电站厂房布置设计方法的探讨

作者：彭清华

来源：《中小企业管理与科技·上旬》2010年第08期

摘要:水电站厂房布置应从厂房横剖面入手,先确定水轮机安装高程,根据所选水轮机型号和转轮尺寸,按系列水轮机尺寸比例放大,绘出水轮机转轮,座环,活动,固定导叶,蜗壳断面尺寸及尾水管单线图,根据机墩和发电机外形图,根据各层布置和结构要求定出厂房其它调和。 关键词:水电站 厂房布置 安装调和 轮廓尺寸 机段长度

水电站厂房设计包括布置设计与结构设计,在大、中型水电站厂房设计中,水工人员进行厂房布置设计时,应与机、电人员共同研究进行。 1 厂房各层高程与高度的确定

厂房布置设计从厂房横剖面开始。在可行性研究阶段往往机组机型尚未落实,手边没有水轮发电机组装图,设计者可按以下程序进行。

①先定水轮机安装高程。②绘制机组外形轮廓尺寸。③厂房其它高程确定。 2 发电机层布置

厂房横剖面基本完成后,开始进行发电机层平面布置以确定厂房长、宽尺寸。 厂房长度包括机组段长度、安装场长度和边机组长度。 2.1 机组段长度确定方法

2.2 边机组段与安装场长度确定方法 为了保证机组蝶阀或其它设备都在桥式吊车工作范围内,边机组段常适当加长△L,其长度根据桥式吊车纵向行车时吊钩极限距离+a确定,a为吊车轨道挡板距墙的距离,一般为0.8~1.0m,B为吊钩中心距车轮边缘距离。

安装场长度L2按一台机组扩大检修所需面积来确定,厂房长度为:L=nLo+L2+△L 2.3 厂房宽度确定方法 厂房宽度以竖向机组轴线为界,分为水上部分与水下部分。厂房宽度还要考虑吊车标准跨度,并按上下宽度一致原则协调确定。

辅助设备尺寸与布置、主副交通道尺寸也影响厂房宽度,为此要考虑以下两点:

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①掌握调速器、机旁盘布置规律。②掌握主副交通道尺寸范围。

2.4 尾水平台高程与宽度尺寸确定方法 尾水平台高程最好与发电机层同高,但根据下游最高水位和某些要求,也可高于或低于发电机层高程。 3 水轮机层布置

水轮机层中间布置机墩,其上下游布置电气设备会影响厂房水下部分宽度。

3.1 油系统布置。水电站各种机电设备用油有绝缘油和润滑油两种,这两种油必须各自独立。

3.2 水系统布置。技术供水源有:蜗壳前压力钢管取水,上游水库取水,下游尾水渠取水等。 3.3 气系统布置。分为低压、高压压缩空气系统。 4 副厂房的布置

4.1 根据厂房型式和地形决定副厂房位置 副厂房最好布置在厂房上游侧,坝后式厂房设在厂坝间;

4.2 根据电站规模确定副厂房面积、组成 副厂房宽度为6~8m,其长度一般与主厂房同或略短。

主要分成以下几个部分:①中央控制室。②集缆室。③继电保护室。④低压开关室。⑤直流电系统室。

4.3 发电同层平面图的绘制 选择合适的比例尺,根据机电段长度和机组合数,确定机组中心位置,画出发电机、励磁、上支架等外形图,并绘其图形。 5 厂房上部结构设计

厂房上部结构与工业厂房同,属工民建系统,只有熟悉房屋建筑的要求,才能做好厂房上部结构设计。

5.1 构架(排架)柱。柱网的布置尽可能采用等跨或接近等跨(相差10%),柱脚要避免落在尾水管或压力水管上。

5.2 吊车梁。经济跨度L为5~8m,断面型式为T型,其高度为(1/8~1/12)L,梁高与梁腹厚比大于等于2.5,翼缘厚度为(1/6~1/9)梁高。

5.3 梁板系统。各层梁格间距尽可能布置成等跨或接近等跨.

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5.4 屋盖梁板系统。立式厂房屋架跨度在12m以下,一般采用变截面T型梁,其上配置预制大型屋面板;当跨度在20m左右可采用钢筋混凝土或预应力混凝土折形屋架,超过30m应采用钢桁架式屋架,屋盖尽量少用现浇板梁混凝土结构,以减少架立模板困难。

5.5 墙厚。立式机组厂房高度大于10m,一般采用37墙,水下部分墙厚按构架断面高度尺寸延伸;卧式机组厂房高度大约在8m以下,墙厚为24墙。

5.6 门窗。厂房门窗按工民建的要求以30cm模数配置,从地坪90cm上开窗,发电机层主厂房通常开通窗,而副厂房窗则按工民建要求,在立面要按韵律要求布置。窗顶应配置过梁,屋架下和基础处分别设圈梁与地梁,以加强厂房纵横向框架结构。

5.7 大门。安装场大门尺寸取决于运输车辆,通火车大门宽4.2m,高5.4m;通汽车宽3m,高4.5m;通平板车宽4.2m,高4.5m;主变在厂内检修时其大门按主变尺寸定。主厂房还设边门,其宽度不小于1.0m。 6 尺寸的标注

为了使厂房尺寸明了、美观,尺寸标注应标准化、规程化,长度单位为mm或cm,高程以m计,应注意以下几点:

6.1 厂房横剖面尺寸标注.高程数字应尽可能沿一条线范围标注,高度尺寸一般不标注,仅带轴转轮(子)标数字。

6.2 发电机层、水轮机层平面布置图尺寸标注,应标上以下尺寸:①水轮发电机型号、机组序号和调速设备型号;②各层设备尺寸与位置座标(x,y)及土建结构尺寸(蝶阀、吊物孔、楼梯)等,尽可能用一两根纵、横贯通线定出其相互位置与尺寸;③各层高程,其数字注入小矩形框内,同一层中不同高程均要注上,以便与横剖面上的高程相互校对;④机组中心线位置、桥式吊车主副钩工作范围限制线、尾水渠、墩、闸门等尺寸。

6.3 建筑尺寸的标注。水轮发电机层、水轮机层建筑尺寸的标注,一般用三条平行直线。 参考文献:

[1]水电站机电设备手册编写组、水电站机电设备手册;水力机械[M].北京:水利电力出版社,1983.

[2]湖南水利勘测设计院,小型水电站机电设计手册:水力机械[M].北京:水利电力出版社,1989.