课程设计资料

第六节主厂房的轮廓尺寸

水电站主厂房空间尺寸的设计原则是在满足设备布置和安装、维护、运行、管理的前提下，尽量减小厂房尺寸，以降低造价。

一、主厂房平面尺寸的确定

(一) 主厂房的长度

L= nL0 + L安+ △L

1．机组段长度L0

机组段长度是指相邻两台机组中心线之间的距离，也称为机组间距。

机组段间距一般由下部块体结构中水轮机蜗壳的尺寸控制，在高水头水电站情况下也可能由发电机定子外径控制。

(1)当机组段间距由蜗壳尺寸控制时：

L0 = 蜗壳平面尺寸 + 2△l

△l——蜗壳外的混凝土结构厚度。混凝土蜗壳一般取0.8~1.0m，金属蜗壳一般可取1~2m，边机组段一般取1~3m。

(2) 当机组段间距由发电机定子外径控制时

L0 = D风+ d

D风——发电机风罩外缘直径；d——相邻两风罩外缘之间通道的宽度，一般取1.5~2.0m。

机组段长度应综合考虑厂房分缝、蜗壳和尾水管厚度的影响，水轮机层和发电机层的布置要求，包括排架柱的布置、调速器接力器坑布置要求、楼梯、楼板孔洞和梁格系统布置的要求。为了减小机组间距，最好不将调速器、油压装置和楼梯等布置在两台机组中间。

2．边机组段加长

△L =(0.1~1.0)D

1

由于远离安装间一端的机组段外侧有主厂房的端墙，为了使机组设备和辅助设备处于桥吊工作范围内，边机组段需要加长△L。

3．安装间长度

安装间的宽度一般与主厂房相同，安装间的长度一般取L安＝(1.0～l.5) L0。

要求：厂房长度是整数，立柱的间距要求基本等间距。

(二)主厂房的宽度

主厂房宽度示意图

可以机组中心线为界，将厂房宽度分为上游侧宽度B s和下游侧宽度B x。则厂房总宽度为

B=B x+B s

在确定B s和B x时，应分别考虑发电机层、水轮机层和蜗壳层三层的布置要求。

(1)发电机层：首先决定吊运转子(带轴)的方式，若由下游侧吊运，则厂房下游侧宽度主要由吊运之转子宽度决定。若从上游侧吊运，则上游侧较宽。此外，发电机层交通应畅通无阻。一般主要通道宽2～3m，次要通道宽1～2m。在机旁盘前还应留有1m宽的工作场地，盘后应

有0.8～1m宽的检修场地，以便于运行人员操作。

(2) 水轮机层：一般上下游侧分别布置水轮机辅助设备(即油水气管路等)和发电机辅助设备(电流电压互感器、电缆等)。以这些设备布置后，不影响水轮机层交通来确定水轮机层的宽度。

(3) 蜗壳层：一般由设置的检查廊道、进人孔等确定宽度。蜗壳和尾水管进人孔的交通要通畅，集水井水泵房设置应有足够的位置，以此确定蜗壳层平面宽度。

(4) 吊车标准宽度L k：当宽度基本确定后，最后要根据尺寸相近的吊车标准宽度L k验证，厂房宽度必须满足吊车安装的要求。

注：一般在高水头电站中，常由发电机层布置要求确定厂房的宽度，而在低水头水电站中常由下部块体结构确定厂房宽度。

要求：重点计算水轮机层、发电机层。

(三) 主厂房的高度及各层高程的确定

水轮机安装高程是水电站厂房的控制高程，首先要确定水轮机的安装高程。

1．水轮机的安装高程

(m)

X=b0/2 混流式水轮机

X=0.41D1 轴流式水轮机

安装高程还要考虑厂房地基、尾水管的淹没。三个方面都要满足。

水轮机的安装高程确定以后，就可以依据结构和设备的布置要求确定各层高程了。

2．主厂房基础开挖高程

=

-( h3+h2+ h1)

(h2+h3)——尾水管的尺寸；

h1——尾水管底板混凝土厚度(根据地基性质和尾水管结构形式而定)

3．水轮机层地面高程

=

+ h4

h4=蜗壳进口半径+蜗壳顶部混凝土层厚度。金属蜗壳顶部混凝土一般不低于1.0m，混凝土蜗壳顶板厚根据结构计算决定。

4．发电机装置高程

=

+h5＋h6

h5——发电机机墩进人孔高度(一般取1.8m~2.0m)；还须满足水轮机层附属设备油气水管道和发电机出线布置要求的高度。

h6——进人孔顶部厚度混凝土厚度(一般为1.0m左右)，

5．发电机层楼板高程

发电机层地面高程除应满足发电机层布置要求外，还应考虑水轮机层设备布置及母线电缆的敷设和下游尾水位影响。一般情况

下，发电机层楼板高程

应满足下列条件：

(1)保证水轮机层的净高不少于3.5～4.0m，否则发电机出线和

油气水管道布置困难。如果发电机层楼板面与水轮机层地面之间加设出线层，则出线层底面到水轮机层地面净高也不宜少于3.5m。

(2) 保证下游设计洪水不淹厂房。一般情况下，发电机层楼板面

和装配场楼板面高程齐平。

(3) 当河流洪水期与枯水期水位相差悬殊，若将发电机层楼板面设在下游设计洪水位以上是不经济的。不仅会增加厂房下部结构部分的混凝土工程量。

将发电机层楼板面高程布置在下游设计洪水位以下。在厂房大门和对外的交通口，设置临时性插板以挡洪水；沿进厂的交通道路设防水墙；

6．起重机(吊车)的安装高程

（重机的安装高程是指吊车轨顶高程)

h7——发电机定子高度和上机架高度之和(如果发电机定子为埋入式布置，h7就仅为上机架的高度)；

h8——吊运部件与固定的机组或设备间的垂直净距；固定的机组、设备、墙、柱、地面之间保持水平净距0.3m，垂直净距0.6

～1.0m(如采用刚性夹具，垂直净距可减小为0.25～0.5m)

h9——最大吊运部件的高度(往往是发电机转子带轮或水轮机转轮带轴)；

h10——吊运部件与吊钩间的距离(一般在1.0～1.5m左右)，取决于发电机起吊方式和挂索、卡具；

h11——主钩最高位置(上极限位置)至轨顶面距离，可从起重机要参数表查出。