高坝洲水利枢纽电站厂房设计_刘晓刚

剪切变 形的 影响 ;对 于 上部 结 构 , 一般 不 考 虑剪切 变形的影响 。
(2)所有钢 筋混凝 土结 构 , 均进 行限 裂 验算 。 对于上部 结构 , 还进行变形验算 。
(3) 结 构 设 计 所 使 用 的 电 算 程 序 有 : SU PER SA P 大 型 微 机 有 限 元 分 析 程 序 、
(1)所有钢筋混凝土结构一律视为 均质弹性 体 , 一般 简化 成平面问题进行结构计 算 。 比较复 杂的结 构按三 维问题 进行 应力分析 。 采用结构力学 与弹性 力学两 种计算 方法 。 当简 化
成平面杆系或 空间杆 系进行 结构分 析时 , 对 于下部大体积 结构 , 均考虑 杆件节 点刚域 和
主厂房顺水流向分为进水口段 、主机 段和尾水平台及下游 副厂房段 3 部分组成 。 其进水口 段长 24 .5 m , 主机 段长 22 .7 m , 尾水段长 21.5 m 。
进口段顶高程 83 .0 m , 上游侧建基面高程 26 .0 m , 进水口 底坎高程 45 .0 m 。 为减少拦污栅被堵塞 , 采用淹 没式拦污栅 。
厂房总高约 70 m 。 电站最大 水头 40 m , 系介于中 、低水头 临界值的电站 。 可采用河床式厂房布置 , 也可采用坝后式厂房 布置 。 经研究分析比较 , 采用坝后式厂房 布置比河床式厂房布 置的土石方开挖工程量要多 20%, 混凝土工程量要多 60%, 整 个工程量要多 2/ 3 。 因此 采用 工程量 较省 的河床 式厂 房布 置 较经济合理 。 河床式厂房既是挡水建筑物 , 又是电站建筑物 。
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41 m , 地面高程 74.00 m 。
3 厂房布置设计
3 .1 设计条件 高坝洲电站属大 Ⅱ型电 站 , 工程等 级为二级 , 厂 房建筑 物
按 2 级设计 , 地震设防 裂度 Ⅵ 度 。 设计 洪水标准 为百 年一遇 , 相应库水位 78.5 m 校核 洪 水 标准 为 千年 一 遇 , 相 应库 水 位 82 .9 m 。 正常蓄水位 80.00 m , 厂房下游防淹水位 59 .15 m , 按 500 年一 遇考虑 。 下游最 低尾水位 40 .0 m , 设 计尾水 位 40 .5 m(发电保证率 95%)。 电站最大水头 40 m , 最小水头 22 .3 m , 围堰发电水头 16 m , 额定水头 32 .5 m , 额定出力 85.8 M W , 额 定流量 288.7 m3/ s。 3 .2 厂房型式选择
Vol .28 No .9 人民长江 YA NG TZE RI VER 来自百度文库September 1997
高坝洲水利枢纽电站厂房设计
刘晓刚
摘 要 高坝洲电站厂房的设计布置 , 经研究分析和方案 比较后 , 将厂房布 置在河床的 左岸 , 不仅有利 于 厂房附属建筑物的布置及今后的运行管理 , 而 且可将厂房列入 一期工程 施工 。 选用河床 式厂房布 置型式和 轴 流式水轮发电机组 , 可减少使工程量 , 缩短施工周期 ;还可利用围堰水头提前发电 , 做到早投资 、早受益 , 第 1 台 机组可在开工后的第 3 年发电 ;与隔河岩电站 的联动效益明显 。 主题词 枢纽布置 水电站厂房布置 结构设计 高坝洲水利枢纽
对于临界水头同样可 以选择 轴流式或 混流式 机型 。 据 分 析混流式机 组开挖量 要省一些 , 混凝土 工程量基本 相当 , 混流 式机组的造价要比轴流式高 , 而且混流式 机组不能满足二期截 流利用围堰水头(16 m)发电的 要求 。 所以 选择轴 流式机 组可 节省工程投资 , 缩短施工周期 , 使工程提前受益 。 此外 , 在 总装 机容量不变的基础上 , 还进行过 3 台机与 4 台机的厂房布 置方 案比较 , 因 3 台机比 4 台机厂 房布置方案 的工程量省 , 而 且可 缩短厂房前 沿长度 , 有利于 协调枢纽建 筑物的总布 置 , 因 此从 装机台 数比较 , 以采 用 3 台轴 流式 机组 的河 床式 厂房 布置 较 优。 3 .3 厂房布置
上游侧轨道与运输变压器 的轨道 共轨 。 尾水 检修门 采用平 板 滑动门 , 孔口尺寸 7 .8 m ×7.6 m , 底高 程 21 .59 m 。 尾水平 台 以下设 4 层副厂房 , 自 下而上 第 1 层地 面高程 33 .26 m , 布 置 有主变事故油池 ;第 2 层地面 高程 38 .87 m , 布 置机组 技术 供 水系统 ;第 3 层地面高 程 41.48 m , 布置发 电机 主引出 线及 相 应的电气设备和贯通全厂 的电缆 廊道及 送风道 。 厂 房布置 的 剖面图如附图所示 。
厂内的竖向交通由设在机组段 、安 Ⅱ 段的楼梯组成 。 在安 Ⅰ 段上游墙内布置有上桥机的钢梯 , 在安 Ⅰ 段与安 Ⅱ段之间设 有主楼梯上下至发电机 层 。 各机组 段在主 机室内 有楼梯 下到 水轮机层 。 设在 1～ 2 号机组段副厂房内的楼梯可通至水 轮机 层以下各层 。 为了满足消防的要求 , 在 3 号机组段增设了 至上 游坝顶及下游尾水平台的安全通道及消防楼梯 。
高坝洲电站装有 3 台 84 M W 的轴 流式水 轮发电 机组 , 采 用河床式厂房的布置型式 , 其左 侧接非 溢流坝 段 , 右 侧接深 孔 泄洪坝段 。 电站建筑物由主厂房 、安装场 、操作控制管理楼 、开 关站 、引水渠 、尾水渠及其它建筑物构成 。
电站厂房从左至右依次布置安 Ⅰ 段 、安 Ⅱ 段 , 1 ～ 3 号机 组 段 。1 ～ 2 号机组段各长 24 m , 3 号机组段长 27 m , 主机间共长 75 m , 比初设阶段总长减少了 3 m 。 安 Ⅰ 段长 16 m , 安 Ⅱ段 长 30 m , 安装场总长 46 m , 电站 总长 121 m 。 厂房顺水 流向底 宽 65 .2 m 。 为节省投 资 , 利 用拆 除后 的上 游围 堰形 成厂 前拦 砂 坎 。尾水渠底宽 66 m , 长 92.8 m , 其右 侧为混 凝土厂 坝导墙 , 左侧为尾水渠护岸工程 , 岸顶布置有进厂公路 。 操作控制管 理 楼位于安装场的左侧 。 进厂公路沿尾水渠左岸与安 Ⅰ 段相接 , 厂外油库位于进厂公路左 边 。 户外 开关站布 置在电 站厂房 下 游左岸山坡上 , 其上游边线 距坝轴线 170 m , 场地面积 115 m ×
安装场共分 2 段 , 安 Ⅰ 段是进厂设备卸货及发电机架组 装 的场地 , 地面高程与尾水平台高程一 致 , 即 59 .0 m 。 其下部 布 置两层副厂房 , 上层为机修间 , 地面高程 50.60 m , 下层布置 厂 内透平油库和油处理室及通风机房等 , 地面高 程与水轮机层高
4 厂房结构设计
由于高坝洲电站二期 施工时需利用围堰低 水头发电 , 并考 虑气蚀等方面因素 , 机组安装高程定为 35 .9 m。 相应尾 水管底 板建基面高程 14.0 m, 底板顶面高程 19.07 m ;水轮机层地面高 程 44.48 m, 发电机层地面高程 50 .60 m , 桥机轨顶高程 70 .0 m, 厂房屋顶高程 79.0 ～ 80.14 m。 主 机段桥机轨顶以下厂 房净宽 19.0 m 。 厂房顶部略低于 坝面高程 , 拟采 用机械通 风。 为 了使 厂房内整洁美观, 发电机上机架埋入地坪以下 , 控制保护盘和励 磁盘布置在发电机层的下游侧。 发电机主引出线在下游侧从水 轮机层引出 , 经下游 副厂房上至尾水平 台与主变压 器相接 。 中 性点引出线与主引出 线成 135°角 , 位于 上游左侧 。 水轮机 层上 游侧设有蜗壳放空阀操作 室, 左侧布置有调 整器及油压装 置等 设备 。 全厂布置 1 台桥式起 重机 , 其容量为 2 ×2 000 kN/ 400 kN , 跨度 19 m , 承担机组 、变压器 等设备的安装与检修 。
主厂房结构设计分下 部结构 与上部结 构两部 分 。 下部 结 构包括进口段的底板 、闸墩 、拦污栅构架 、胸墙 、挡水墙 , 主 机段 的蜗壳 、尾水管 , 尾水管段 的闸墩 及下游 挡水墙 等 。 上部结 构 包括坝顶公 路 、主 厂房排架 、发电 机风罩和主 副厂房及安 装场 各层板 、梁 、柱结构 。 4 .1 设计原则
尾水平台地面高程 59.0 m , 布 置有主 变压 器及尾 水门 机 等设备 。 尾水门机的起吊容量为 2×500 kN , 跨度 5 .5 m , 门机
安 Ⅱ 段是机组安装检修的主要场地 , 地面高 程 50 .6 m , 其 下部水轮机层布 置有 深井 泵房 、空 压机 室及 发电 机层 左风 机 房 。 检修集水井及渗漏集水井底高程分别为 11.5 m 和 13 m 。 安装场上游坝体内设有放置工作门 、检修门 、拦污栅的门库 , 尾 水平台设有尾水检修门 门库 。 安 Ⅱ 段下游 还布置 了 3 层副 厂 房 , 各层地面高程与 机组段 、下游 副厂房 地面高 程相对 应 。 自 下而上第 1 层布置有空 气过滤 室及生活 废水处 理池 。 第 2 层 布置消防水泵房 、水轮机层送风机房及厂 内卫生间 。 第 3 层布 置公用配电盘及厂用配电装置等设备 。
1 概 述
清江高坝 洲水电站是 湖北省清江 流域梯级 电站中的最 下 游一个电站 , 位于枝城市境内 , 距隔河岩水电站 50 km , 距清 江 与长江汇合处 12 km , 为隔河岩电站的反调节 电站 。 电站总 装 机容量 252 M W , 保证出 力 184.5 M W , 多 年平 均发电 量 8 .98 亿kW·h 。 年利用小时 3 560 h , 水库校核洪水位 82.90 m , 设计 洪水位 78 .5 m , 正常蓄水位 80.0 m , 死水位 78 .0 m , 设计最 大 水头 40 m 。 厂房采用河床式布置 。
2 电站总体布置
高坝洲坝址的主河槽靠 左岸 , 河床中 部偏右 覆盖层 较厚 , 为卵石滩地 。 整个坝址岩层倾向上游偏右岸 , 顺水流向视倾 角 2 5°。
坝址左岸较开阔 , 生活区 、施工场地 、进坝区公路均布置 在 左岸 。 在枢纽布置中 , 无 论厂房 布置在左 岸还是 右岸 , 就厂 房 本身而言 , 除覆盖层开挖 工程量 有一定 差别外 , 其它 工程量 基 本相同 。虽 然厂房布置右岸 方案的 基岩条件 及边坡 稳定条 件 较有利 , 但厂房布置左岸 的方案 其对外 交通及 出线条件 好 , 施 工条件优越 , 运行管理方便 , 有利于电站附属建筑物的布置 , 所 以 , 选用电站位置在左岸的方案 。
SAP84 通用结构分析程序 。 (4)使用规范有 :《 水工钢筋混凝土 设计
全厂布置有 3 条平行于坝轴线的廊道 , 即进口段灌浆排水 廊道 , 断面尺寸 3 m ×3 .5 m ;主机 段机组 检修排 水廊 道 , 断 面 尺寸 2 m ×2 .5 m ;尾水段交通廊道 , 断面尺 寸 2 m ×2 .5 m 。 另 外 , 各层副厂房及交通廊道均设 有进水轮机室 、蜗壳 、锥管及尾 水管的进人孔 。
第 28 卷 第 9 期 人民长江 RENM I N CHAN GJIAN G 1997 年 9 月
栅顶高程 69.0 m , 栅 顶以上 为导 栅胸 墙 。 检修 门采用 平板 滑 程一致 。
动门 , 孔口尺寸 6 .8 m ×12 .6 m , 门底坎高程 38 .05 m 。 为了降 低启闭力 , 工作门 选 用平 板 定轮 门 , 孔 口尺 寸 6.8 m ×10 .24 m , 门底坎高程 34.08 m 。坝顶设 2×1 600 kN/ 300 kN 双向门 机 1 台 , 利用门机上的 回转吊 , 供安 装拦污 栅及清 污之用 。 坝 顶公路宽 7.5 m , 人行道宽 1.5 m 。