第十二章 水电站厂房的布置设计
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——保证主阀四周有足够的工作空间（1.8m） ➢由水力计算，计算蜗壳进口断面半径R进 ➢ 主阀室底板高程 Za R进 1.8
水轮机安装高程Za 主阀室底板高程
尾水管底板高程
——取决于尾水管尺寸 ➢由尾水管标准系列，计算尾水管高度H ➢ 尾水管底板高程 Za H
水轮机安装高程Za
尾水管底板高程
第四节 副厂房的布置
副厂房是设置机电设备运行、控制、试验、管 理和运行管理人员工作和生活的厂房建筑。
❖中央控制室 ❖集缆室 ❖继电保护室 ❖开关室 ❖通讯室及远动装置室
中央控制室
❖作用：负责水电站的运行、调度、控制、保 护和监视等方面的任务。
❖设备：控制盘、继电保护盘、信号盘、直流 盘、厂用电盘、照明盘等。
第十二章 水电站厂房的布置设计
主厂房——安置水轮发电机组
水电站厂房布置设计的任务
——为结构设计和设备安装提供依据
①确定水轮机、发电机、调速设备、主阀、起 重设备及其他辅助设备在厂房内的位置、布置 形式和支承结构；
②确定厂房内垂直和水平交通的位置和尺寸；
③主、副厂房的布置方式和轮廓尺寸。
第十二章 水电站厂房的布置设计
边机组段长度＝中间机组段长度+（1～2）m
安装间长度
应保证一台机组检修时所需的空间
发电机转子 上机架 水轮机转轮 水轮机顶盖
安装间长度＝1.5*中间机组段长度
宽度
——取决于发电机通风道外径、机旁盘和吊物通道的布置要求。 ❖上游侧布置机旁盘：
宽度=通风道外半径+（2.5～3.0）m ❖下游侧布置吊物通道：
开关室
❖作用：布置发电机的配电装置。 ❖要求：位于主厂房与主变压器之间，以缩短 母线长度。
通讯室及远动装置室
❖作用：便于与调度中心联系，由系统调度中 心指挥水电站运行 。 ❖要求：靠近中控室布置，并同一高程，室内 最小高度为3.5m。
第五节 厂房的通风、采暖和采光
❖通风 ❖采暖 ❖采光
通风
❖水轮发电机组的通风冷却 ❖主厂房的通风 ❖副厂房的通风 ❖检修通风（尾水管、蜗壳等水下结构）
屋面高程=屋顶大梁底部高程+大梁高
发电机的型式
悬挂式
伞式
新型伞式
发电机的布置方式
开敞式
埋没式
半岛式
发电机的支承结构
圆筒式
平行墙式
发电机的支承结构
环形梁式
框架式
第三节 立式机组地面厂房的平面布置
ห้องสมุดไป่ตู้
长度 ❖平面尺寸 宽度
❖平面布置
水轮机层 发电机层
❖厂内交通
长度
机组段长度＝中间各机组段长度＋边机组段长度＋安装 间长度
第一节 基本资料及厂房的结构轮廓 第二节 立式机组地面厂房的横剖面布置 第三节 立式机组地面厂房的平面布置 第四节 副厂房的布置 第五节 厂房的通风、采暖和采光 第六节 卧式机组厂房的布置 第七节 灯泡贯流式水电站厂房布置设计
第一节
基本资料： ❖地形地质资料 ❖水文资料 ❖气象资料 ❖机电设备资料
第一节
厂房的结构轮廓： ❖ 平面
❖ 立面
平面
纵轴线
横轴线
厂房宽度
厂房长度
上部结构
下 部 结 构
立面 （主厂房剖面图）
Z发电机 Z水轮机
发电机层
水轮机层 蜗壳层 尾水管层 基础
发电机层（同层布置包括安装间）
发电机上机架、励磁机、机旁盘、调速器操作柜、油压装置
水轮机层
发电机机墩、水轮机井、水轮机顶盖、调速器的接力器、 各种进人孔和管线等，油、气、水系统
安装间长度
中间机组段长度 边机组段长度
中间机组段长度
取下述三方面计算的最大值 ❖按发电机布置的要求确定：
机组段长度＝通风道的外径+（2～3）m ❖蜗壳布置的要求确定：
机组段长度＝蜗壳最大宽度+（2～3）m ❖按尾水管布置的要求确定：
机组段长度＝尾水管最大宽度+（2～3）m
边机组段长度
一般比中间机组段长（1～2）m，厂房的柱距最好 调整为等跨布置。
水轮机安装高程Za
吊车轨顶高程
吊车轨顶高程
主钩的上限位置（厂家提供）
H
吊具和绳索长度（1.0～1.5m） 最大吊运部件的高度
跨越物的高度（高于发电机层地板的部分）
发电机层高程
吊车轨顶高程=发电机层高程+H
屋面高程
屋面高程 屋顶大梁底部高程
吊车轨顶高程
屋顶大梁底部高程=吊车轨顶高程+吊车高 +安全距离（0.2~0.3m)
水轮机层高程
——蜗壳四周混凝土的厚度至少为0.8～1.0m
➢由水力计算，计算蜗壳断面最大半径Rmax
➢水轮机层高程 Za Rmax (0.8 ~ 1.0)
水轮机层高程
水轮机安装高程Za
发电机层高程——与安装间/尾水平台同高
发电机层高程=Za+h 发电机的型式
h ——取决于 发电机的布置方式 发电机的支承结构
❖ 调速器
调速器的操作柜、油压装置一般布置在发电机层，靠近 机旁盘，但必须注意机电分侧，即分别布置在机组横轴线 的左右两侧，避免管、线交叉现象。
发电机层
油系统：透平油与绝缘油分开布置 压气系统：高压系统和低压系统 水系统：供水系统和排水系统
厂内交通
吊物通道：水平吊物/垂直吊物通道（吊物孔） 厂内交通：水平交通/垂直交通（楼梯） 对外交通：进厂公路直接进入主厂房的安装间
宽度=通风道外半径+（2.0～3.0）m 总宽度=通风道外径+（5～6）m
水轮机层——机电分侧布置
❖ 机旁盘和励磁盘
包括自动操作盘、测量盘、动力盘、继电保护盘等，机旁 盘和励磁盘一般有2～3块。机旁盘和励磁盘一般沿厂房纵 向并排布置在发电机旁，前面必须留有足够的工作通道， 一般1.0m以上，后面有保证有0.8m以上的检修通道。
❖要求：中央控制室应尽量靠近主厂房，以便 巡视和及时处理事故。
集缆室
❖作用：布置中控室的各种电缆。 ❖要求：位于中央控制室下层，面积等同于中 控室，高度一般为2～3m，集缆室出口应不少于 两个。
继电保护室
❖作用：当电气设备发生故障时，能自动断开 线路，隔离故障设备，防止事故进一步扩大。
❖要求：各种继电保护装置集成在继电保护屏 内，布置在毗邻中控室的专门房间内，也可利 用保护屏作为隔墙，布置在中控室内，以减小 副厂房面积。
尾 水 管 层
蜗 壳 层
第二节 立式机组地面厂房的横剖面布置
控制高程的确定
控制高程
主阀室底板
屋面高程 吊车轨顶高程
发电机层
水轮机层 Z水轮机
尾水管底板
水轮机安装高程Za
——根据汽蚀条件计算确定
Hs
10
900
H
混流立式za
Hs
b0 2
轴流立式za Hs xD1
卧式za
Hs
D1 2
主阀室底板高程
水轮机安装高程Za 主阀室底板高程
尾水管底板高程
——取决于尾水管尺寸 ➢由尾水管标准系列，计算尾水管高度H ➢ 尾水管底板高程 Za H
水轮机安装高程Za
尾水管底板高程
第四节 副厂房的布置
副厂房是设置机电设备运行、控制、试验、管 理和运行管理人员工作和生活的厂房建筑。
❖中央控制室 ❖集缆室 ❖继电保护室 ❖开关室 ❖通讯室及远动装置室
中央控制室
❖作用：负责水电站的运行、调度、控制、保 护和监视等方面的任务。
❖设备：控制盘、继电保护盘、信号盘、直流 盘、厂用电盘、照明盘等。
第十二章 水电站厂房的布置设计
主厂房——安置水轮发电机组
水电站厂房布置设计的任务
——为结构设计和设备安装提供依据
①确定水轮机、发电机、调速设备、主阀、起 重设备及其他辅助设备在厂房内的位置、布置 形式和支承结构；
②确定厂房内垂直和水平交通的位置和尺寸；
③主、副厂房的布置方式和轮廓尺寸。
第十二章 水电站厂房的布置设计
边机组段长度＝中间机组段长度+（1～2）m
安装间长度
应保证一台机组检修时所需的空间
发电机转子 上机架 水轮机转轮 水轮机顶盖
安装间长度＝1.5*中间机组段长度
宽度
——取决于发电机通风道外径、机旁盘和吊物通道的布置要求。 ❖上游侧布置机旁盘：
宽度=通风道外半径+（2.5～3.0）m ❖下游侧布置吊物通道：
开关室
❖作用：布置发电机的配电装置。 ❖要求：位于主厂房与主变压器之间，以缩短 母线长度。
通讯室及远动装置室
❖作用：便于与调度中心联系，由系统调度中 心指挥水电站运行 。 ❖要求：靠近中控室布置，并同一高程，室内 最小高度为3.5m。
第五节 厂房的通风、采暖和采光
❖通风 ❖采暖 ❖采光
通风
❖水轮发电机组的通风冷却 ❖主厂房的通风 ❖副厂房的通风 ❖检修通风（尾水管、蜗壳等水下结构）
屋面高程=屋顶大梁底部高程+大梁高
发电机的型式
悬挂式
伞式
新型伞式
发电机的布置方式
开敞式
埋没式
半岛式
发电机的支承结构
圆筒式
平行墙式
发电机的支承结构
环形梁式
框架式
第三节 立式机组地面厂房的平面布置
ห้องสมุดไป่ตู้
长度 ❖平面尺寸 宽度
❖平面布置
水轮机层 发电机层
❖厂内交通
长度
机组段长度＝中间各机组段长度＋边机组段长度＋安装 间长度
第一节 基本资料及厂房的结构轮廓 第二节 立式机组地面厂房的横剖面布置 第三节 立式机组地面厂房的平面布置 第四节 副厂房的布置 第五节 厂房的通风、采暖和采光 第六节 卧式机组厂房的布置 第七节 灯泡贯流式水电站厂房布置设计
第一节
基本资料： ❖地形地质资料 ❖水文资料 ❖气象资料 ❖机电设备资料
第一节
厂房的结构轮廓： ❖ 平面
❖ 立面
平面
纵轴线
横轴线
厂房宽度
厂房长度
上部结构
下 部 结 构
立面 （主厂房剖面图）
Z发电机 Z水轮机
发电机层
水轮机层 蜗壳层 尾水管层 基础
发电机层（同层布置包括安装间）
发电机上机架、励磁机、机旁盘、调速器操作柜、油压装置
水轮机层
发电机机墩、水轮机井、水轮机顶盖、调速器的接力器、 各种进人孔和管线等，油、气、水系统
安装间长度
中间机组段长度 边机组段长度
中间机组段长度
取下述三方面计算的最大值 ❖按发电机布置的要求确定：
机组段长度＝通风道的外径+（2～3）m ❖蜗壳布置的要求确定：
机组段长度＝蜗壳最大宽度+（2～3）m ❖按尾水管布置的要求确定：
机组段长度＝尾水管最大宽度+（2～3）m
边机组段长度
一般比中间机组段长（1～2）m，厂房的柱距最好 调整为等跨布置。
水轮机安装高程Za
吊车轨顶高程
吊车轨顶高程
主钩的上限位置（厂家提供）
H
吊具和绳索长度（1.0～1.5m） 最大吊运部件的高度
跨越物的高度（高于发电机层地板的部分）
发电机层高程
吊车轨顶高程=发电机层高程+H
屋面高程
屋面高程 屋顶大梁底部高程
吊车轨顶高程
屋顶大梁底部高程=吊车轨顶高程+吊车高 +安全距离（0.2~0.3m)
水轮机层高程
——蜗壳四周混凝土的厚度至少为0.8～1.0m
➢由水力计算，计算蜗壳断面最大半径Rmax
➢水轮机层高程 Za Rmax (0.8 ~ 1.0)
水轮机层高程
水轮机安装高程Za
发电机层高程——与安装间/尾水平台同高
发电机层高程=Za+h 发电机的型式
h ——取决于 发电机的布置方式 发电机的支承结构
❖ 调速器
调速器的操作柜、油压装置一般布置在发电机层，靠近 机旁盘，但必须注意机电分侧，即分别布置在机组横轴线 的左右两侧，避免管、线交叉现象。
发电机层
油系统：透平油与绝缘油分开布置 压气系统：高压系统和低压系统 水系统：供水系统和排水系统
厂内交通
吊物通道：水平吊物/垂直吊物通道（吊物孔） 厂内交通：水平交通/垂直交通（楼梯） 对外交通：进厂公路直接进入主厂房的安装间
宽度=通风道外半径+（2.0～3.0）m 总宽度=通风道外径+（5～6）m
水轮机层——机电分侧布置
❖ 机旁盘和励磁盘
包括自动操作盘、测量盘、动力盘、继电保护盘等，机旁 盘和励磁盘一般有2～3块。机旁盘和励磁盘一般沿厂房纵 向并排布置在发电机旁，前面必须留有足够的工作通道， 一般1.0m以上，后面有保证有0.8m以上的检修通道。
❖要求：中央控制室应尽量靠近主厂房，以便 巡视和及时处理事故。
集缆室
❖作用：布置中控室的各种电缆。 ❖要求：位于中央控制室下层，面积等同于中 控室，高度一般为2～3m，集缆室出口应不少于 两个。
继电保护室
❖作用：当电气设备发生故障时，能自动断开 线路，隔离故障设备，防止事故进一步扩大。
❖要求：各种继电保护装置集成在继电保护屏 内，布置在毗邻中控室的专门房间内，也可利 用保护屏作为隔墙，布置在中控室内，以减小 副厂房面积。
尾 水 管 层
蜗 壳 层
第二节 立式机组地面厂房的横剖面布置
控制高程的确定
控制高程
主阀室底板
屋面高程 吊车轨顶高程
发电机层
水轮机层 Z水轮机
尾水管底板
水轮机安装高程Za
——根据汽蚀条件计算确定
Hs
10
900
H
混流立式za
Hs
b0 2
轴流立式za Hs xD1
卧式za
Hs
D1 2
主阀室底板高程