中小型水電站廠房布置設(shè)計方法的探討

【摘要】近年來，中小型水電站廠房布置設(shè)計問題得到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，研究其相關(guān)課題有著重要意義。本文首先對相關(guān)內(nèi)容做了工程概況做了介紹，詳細分析了水電站廠房布置設(shè)計問題，并結(jié)合相關(guān)實踐經(jīng)驗，分別從多個角度與方面就其尺寸的標注問題展開了研究，闡述了個人對此的幾點看法與認識，望有助于相關(guān)工作的實踐。

【關(guān)鍵詞】中小型水電站；廠房；布置；設(shè)計

1、前言

作為一項實際要求較高的實踐性工作，中小型水電站廠房布置設(shè)計的特殊性不言而喻。該項課題的研究，將會更好地提升對水電站廠房布置設(shè)計方法的分析與掌控力度，從而通過合理化的措施與途徑，進一步優(yōu)化該項工作的最終整體效果。

2、工程概況

某水電站廠房內(nèi)布置2臺水輪發(fā)電機組，水輪機型號HLA883-LJ-400，裝機容量2×140MW，布置1臺跨度18.00m，起吊重量250t+250t/50t/5t的橋式吊車，屋面采用球型鋼網(wǎng)架及彩色復(fù)合板結(jié)構(gòu)。廠區(qū)地面高程486.50m，GIS開關(guān)站布置在主廠房上游側(cè)，進廠永久交通由廠房下游側(cè)的公路進入廠區(qū)。

3、水電站廠房布置設(shè)計分析

3.1廠房平面尺寸確定

1號機組段長19.00m，2號機組段為邊機組段，長22.50m，主機間段總長41.50m。根據(jù)機組安裝及擴大性檢修要求，布置發(fā)電機轉(zhuǎn)子、水輪機轉(zhuǎn)輪、水輪機頂蓋、發(fā)電機上機架等部件，同時滿足檢修通道以及安裝間下部空壓機室、透平油罐室、油處理室等要求，確定安裝間段長31.50m，發(fā)電廠房總長73.50m。機組縱軸線上游側(cè)寬10.50m，下游側(cè)寬11.50m，確定廠房寬22.00m。根據(jù)設(shè)備設(shè)計要求確定上游副廠房寬10.00m。根據(jù)尾水管長度、尾水平臺交通、門機運行要求以及各層房間需求和設(shè)備的布置確定下游副廠房寬6.70m。

3.2廠房各層高程確定

為避免水輪機轉(zhuǎn)輪輪葉氣蝕破壞，按一臺機運行時的尾水位477.76m，以及水輪機吸出高度Hs=-4.0m，確定機組安裝高程473.80m，根據(jù)尾水管高度和尾水管底板厚度確定建基高程459.58m。考慮各層的凈空要求，確定水輪機層地面高程477.50m，母線層地面高程482.00m，發(fā)電機層地面高程486.50m，結(jié)合廠區(qū)地形條件，安裝間層與發(fā)電機層同層布置，安裝間層高程486.50m。

3.3主廠房設(shè)計

主機間共分5層布置，即發(fā)電機層、母線層、水輪機層、蝸殼層及尾水管層。發(fā)電機層地面高程486.50m，上、下游側(cè)均布置一排機旁盤，靠近每臺機組布置調(diào)速器及油壓裝置。母線層地面高程482.00m，布置發(fā)電機主引出線及中性點引出線。水輪機層布置有機墩進人孔，尺寸1.5m×2.0m（寬×高）。機墩為圓筒形混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑5.60m，外徑12.60m，機墩厚3.45m。蝸殼層布置蝸殼進人廊道及尾水管進人廊道，尺寸1.6m×2.0m（寬×高）及1.8m×2.5m（寬×高）。尾水管層擴散段出口總寬10.40m，每臺機組布置一道兩孔尾水檢修閘門及機組檢修排水系統(tǒng)，閘門孔口尺寸5.20m×4.47m（寬×高），擴散段底板下布置排水廊道，尺寸1.6m×2.0m（寬×高）。

安裝間段緊鄰主機間段布置，共分3層布置，主要布置滲漏排水泵室、油處理室、透平油罐室、空壓機室、高壓試驗室等。廠房滲漏集水井緊鄰主機間段布置，全廠的滲漏水均排入到此井，經(jīng)排水泵排至下游尾水渠。機組安裝及擴大性檢修時，布置發(fā)電機轉(zhuǎn)子、水輪機轉(zhuǎn)輪、水輪機頂蓋、發(fā)電機上機架及檢修通道，并滿足運輸?shù)跹b配件要求。安裝間端部山墻側(cè)布置進廠大門，進廠大門尺寸6.00m×5.25m（寬×高）。

主機間上游副廠房共分5層，主要布置高壓開關(guān)柜室、發(fā)電機電壓配電裝置室、GIS開關(guān)站設(shè)備等。安裝間上游副廠房共分3層，主要布置生活水泵室、高壓試驗室、通訊機房、保護試驗室、中央控制室等。

下游尾水副廠房共分3層，主要布置檢修排水泵室、消防水泵室、尾水管盤型閥等。

3.4尾水建筑物設(shè)計

尾水建筑物由尾水平臺、尾水渠及兩側(cè)的混凝土擋土墻組成。廠房每臺機組布置一道兩孔尾水檢修閘門，閘門孔口尺寸5.20m×4.47m（寬×高），廠房尾水平臺高程486.50m，布置1臺門機。

3.5GIS開關(guān)站布置

2臺主變壓器及220kV出線場布置在主廠房上游側(cè)，GIS采用戶內(nèi)式布置，主要由2臺主變壓器、事故油池、母線構(gòu)架及出線構(gòu)架組成。兩臺主變壓器共用一個事故油池。開關(guān)站基礎(chǔ)為回填砂礫石基礎(chǔ)。

3.6廠房分縫及廠內(nèi)止水排水布置

為適應(yīng)溫度變化和基礎(chǔ)變形，主機間段與安裝間段之間、1號機組段和2號機組段之間均設(shè)置永久橫向結(jié)構(gòu)縫，形成獨立的機組段和安裝間段，永久結(jié)構(gòu)縫寬20mm，縫間設(shè)止水，縫內(nèi)充填柔性材料。

為防止外水進入廠內(nèi)各部位，在廠區(qū)地面高程以下，布置有上、下游垂直止水和聯(lián)系上、下游垂直止水的水平止水，形成半封閉的止水系統(tǒng)，止水材料選用橡膠止水帶。主廠房和下游副廠房水輪機層以下房間均設(shè)置排水溝，排水溝斷面尺寸0.15m×0.15m，匯集導(dǎo)引滲漏水至廠內(nèi)滲漏集水井，再由抽排設(shè)備排出廠外。

4、尺寸的標注

4.1廠房橫剖面尺寸標注。高程數(shù)字應(yīng)盡可能沿一條線范圍標注，高度尺寸一般不標注，僅帶軸轉(zhuǎn)輪（子）標數(shù)字。

4.2發(fā)電機層、水輪機層平面布置圖尺寸標注，應(yīng)標上以下尺寸：①水輪發(fā)電機型號、機組序號和調(diào)速設(shè)備型號；②各層設(shè)備尺寸與位置座標（x，y）及土建結(jié)構(gòu)尺寸（蝶閥、吊物孔、樓梯）等，盡可能用一兩根縱、橫貫通線定出其相互位置與尺寸；③各層高程，其數(shù)字注入小矩形框內(nèi)，同一層中不同高程均要注上，以便與橫剖面上的高程相互校對；④機組中心線位置、橋式吊車主副鉤工作范圍限制線、尾水渠、墩、閘門等尺寸。

5、結(jié)束語

綜上所述，加強對中小型水電站廠房布置設(shè)計問題的研究分析，對于其良好設(shè)計效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的水電站廠房布置設(shè)計工作過程中，應(yīng)該加強對其關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點要素的重視程度，并注重其具體實施措施與方法的科學(xué)性。

參考文獻：

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