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水电站厂房

2020-04-09 21:01

装置水轮发电机组及其辅助、控制设备的水电站建筑物。水电站厂房,按其总装机容量的大小分为大型、中型和小型。根据水库水文、地质、地形条件,水利枢纽布置形式各异,水电站水头、流量、装机容量、水轮发电机组形式也不尽相同。水电站厂房一般分为4类:①地面式厂房。厂房建于地面,如常见的坝后式厂房(厂房紧靠坝后)、河床式厂房(厂房是挡水建筑物的一部分)和露天式厂房等。露天式厂房无上部排架结构,而是用防护罩盖住发电机,检修时用门式吊车。②地下式厂房。厂房位于地下洞室中。也有部分露出地面的,称半地下式;厂房一段在地面,另一段在地下的称为混合式。③坝内式厂房。厂房位于坝体内部或坝体空腔中。④溢流式厂房。厂房位于溢流坝后,厂房顶是泄水建筑物的一部分。此外,对引水式水电站或混合式水电站,其厂房一般远离挡水建筑物,可以是地面式或地下式;抽水蓄能电站也可以是地面式或地下式。几种常见的厂房类型见图1。

图1 水电站厂房类型图

(a)坝后式;(b)溢流式;(c)坝内式;(d)河床式;(e)露天式;(f)地下式

图2 水电站厂房横剖面

1—发电机层楼板;2—水轮机层地面;3—蝴蝶阀室地面;4—压力钢管;5—蝴蝶阀;6—混流式水轮机;7—钢蜗壳;8—尾水管;9—尾水闸门;10—检修尾水管进人孔;11—水轮发电机;12—发电机引出线;13—低压开关柜;14—调速器柜;15—油压装置;16—接力器;17—励磁机;18—中央控制室;19—低压配电室;20—电缆层;21—排水管;22—集水井;23—桥式起重机;24—发电机风罩;25—机墩;26—钢蜗壳外围混凝土;27—门式起重机;28—排水泵;29—厂坝分缝;30—排架柱;31—吊车梁;32—弹性垫层;33—吊装转子时的空间位置

水电站厂房由主厂房和副厂房组成(参见水电站主厂房和水电站副厂房)。连同附近的主变压器场地、引水道、尾水渠、交通道路和水电站高压开关站等,统称厂区枢纽。地面厂房位置需根据地形、地质、水文、气象条件选择。要求厂房位置与枢纽其他建筑物相协调,避免和减少干扰;满足水电站出线方便,进出水流通畅,电能损失小;主厂房、副厂房、开关站等建筑物之间距离短,高差小,运行安全,管理维护方便。此外,还需考虑排沙、防淤、清污、排水、防止雾化和提前发电等要求。地下厂房位置根据地质、地形条件,可布置在引水道线路的首部、中部或尾部。安装在主厂房内的大中型反击式水轮发电机组一般为立轴。立轴混流式水轮发电机组安装在地面式厂房的典型布置如图2所示。图中发电机层楼板及其以上部分称为上部结构,水轮机层(发电机层楼板底至蜗壳顶)内的主要结构为机墩,也称机墩层,水轮机层以下称为下部结构。对安装冲击式水轮机的厂房和卧式机组的小型水电站厂房,其下部结构则大为简化。主厂房、副厂房中的主要设施名称,见图2中图注。

水电站地面式厂房应进行厂房整体稳定及地基应力计算。已普遍使用抗剪强度公式来计算厂房整体抗滑稳定。在一般情况下,厂房地基应力不应超过基础的允许承压应力,且不应有拉应力。厂房结构的主要构件一般都要进行静力强度计算,吊车梁和厂房排架尚需进行变形验算。对直接承受设备振动荷载的结构(如机墩、蜗壳等),还要进行动力计算。梁、柱等杆件一般按结构力学方法计算。对大型块体复杂结构,应进行三维有限元分析和结构模型试验,以取得符合实际的成果。在地震区还要进行厂房结构的抗震校核。

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