引水式地面厂房布置设计课件.pptx

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1、 第十一章第十一章 引水式地面厂房布置设计引水式地面厂房布置设计 第一节第一节 水电站厂房的功用和基本类型水电站厂房的功用和基本类型 第二节第二节 水电站厂房的组成水电站厂房的组成 第三节第三节 下部块体结构的布置下部块体结构的布置 第四节第四节 水轮机层及发电机层的布置水轮机层及发电机层的布置 第五节第五节 装配场装配场 第六节第六节 油、水、气系统布置油、水、气系统布置 第七节第七节 采光、通风、交通及防火问题采光、通风、交通及防火问题 第八节第八节 主厂房轮廓尺寸的确定主厂房轮廓尺寸的确定 第九节第九节 主厂房的结构布置（简介）主厂房的结构布置（简介） 第十节第十节 厂区布置厂区布置 第

2、十一节第十一节 其它类型厂房简介其它类型厂房简介第一节第一节 水电站厂房的功用和基本类型水电站厂房的功用和基本类型一、水电站厂房的功用一、水电站厂房的功用 功用：装设水轮发电机组及其辅助设备，并为这些设功用：装设水轮发电机组及其辅助设备，并为这些设 备的安装、检修和运行提供方便有效的条件。备的安装、检修和运行提供方便有效的条件。 特征：是特征：是建筑物建筑物及及各种机械和电气设备各种机械和电气设备的的综合体综合体。二、水电站厂房的基本类型二、水电站厂房的基本类型 根据厂房在水电站枢纽中的位置及其结构特征，水根据厂房在水电站枢纽中的位置及其结构特征，水 电站厂房可分为以下三种基本类型：电站厂房可

3、分为以下三种基本类型： (1) (1) 坝后式厂房坝后式厂房：见图：见图5-25-2。 (2) (2) 河床式厂房河床式厂房：见图：见图5-45-4。 (3) (3) 引水式厂房引水式厂房：见图：见图11-111-1，12-1012-10。 第二节第二节 水电站厂房的组成水电站厂房的组成一、厂房的机电设备组成一、厂房的机电设备组成 由五大系统组成：由五大系统组成： （1 1）水力系统；）水力系统； （2 2）电流系统；）电流系统； （3 3）机械控制设备系统；）机械控制设备系统； （4 4）电气控制设备系统；）电气控制设备系统； （5 5）辅助设备（油、水、气、起重机及厂用电等）辅助设备（油、

4、水、气、起重机及厂用电等） 系统。系统。 见图见图11-211-2。二、厂房的建筑物组成二、厂房的建筑物组成 厂房枢纽建筑物厂房枢纽建筑物一般由四部分建筑物组成：一般由四部分建筑物组成： （1 1）主厂房；）主厂房； （2 2）副厂房；）副厂房； （3 3）变压器场；）变压器场； （4 4）高压开关站。）高压开关站。 见图见图11-111-1。三、主、副厂房内建筑物及设备的三、主、副厂房内建筑物及设备的 布置特点概述布置特点概述以图以图11-111-1所示的水电站为例，主、副厂房内建筑所示的水电站为例，主、副厂房内建筑物及设备的主要布置特点物及设备的主要布置特点见图见图11-311-3至图至图

5、11-811-8。到下页到下页到到2222到到2828 第三节第三节 下部块体结构的布置下部块体结构的布置下部块体结构下部块体结构：指水轮机层以下的厂房结构部分。主要为：指水轮机层以下的厂房结构部分。主要为 蜗壳和尾水管外围的砼块体。蜗壳和尾水管外围的砼块体。一、尾水管的布置一、尾水管的布置 布置要点布置要点: : 1. 1.应严格遵照厂家提供的尾水管的体型及其尺寸应严格遵照厂家提供的尾水管的体型及其尺寸 进行布置。在某些特殊情况下进行布置。在某些特殊情况下, ,也可经与厂家也可经与厂家 协商协商, ,对尾水管的体型及尺寸进行更改；对尾水管的体型及尺寸进行更改； 2. 2.尾水管尾水管外围混凝

6、土的厚度一般应不小于外围混凝土的厚度一般应不小于1.01.0M M； 3. 3.尾水管的水平扩散段一般可布置成倒坡尾水管的水平扩散段一般可布置成倒坡, ,倒坡倒坡 坡角一般可取坡角一般可取6 60 0 10100 0； 4. 4.尾水管尾水管可根据需要适当延长可根据需要适当延长。二二. .蜗壳的布置蜗壳的布置 （一）（一） 金属蜗壳金属蜗壳 一般均一般均应按水轮机制造厂家提供的型线图进行布应按水轮机制造厂家提供的型线图进行布 置置，其包角多为，其包角多为3453450 0。但布置时应注意：。但布置时应注意： 1 1、应做好与其前面的伸缩节或主阀或减压阀、应做好与其前面的伸缩节或主阀或减压阀 等

7、设备的紧凑协调；等设备的紧凑协调； 2 2、其外围混凝土的厚度一般应不、其外围混凝土的厚度一般应不小于小于1.01.0M M。 （二）混凝土蜗壳二）混凝土蜗壳 混凝土蜗壳的混凝土蜗壳的包角可根据需要进行选择包角可根据需要进行选择，一般为，一般为 135 1350 02702700 0。最终按厂家提供的。最终按厂家提供的型线图型线图进行平、立进行平、立 面布置。面布置。混凝土蜗壳的边墙、顶板的厚度一般应混凝土蜗壳的边墙、顶板的厚度一般应 不小于不小于1.01.0M M，为钢筋混凝土结构，为钢筋混凝土结构，一般应按框架一般应按框架 结构进行结构计算。结构进行结构计算。 第四节第四节 发电机层及水轮

8、机层的布置发电机层及水轮机层的布置一、发电机的类型及励磁方式一、发电机的类型及励磁方式 发电机的两种主要类型见下页图示。发电机的两种主要类型见下页图示。二、发电机层的布置二、发电机层的布置 1. 1.设备布置设备布置 (1) (1) 发电机发电机的布置方式的布置方式: :上机架埋入式、定子埋入式上机架埋入式、定子埋入式 及定子外露式三种。及定子外露式三种。 (2) (2) 机旁盘机旁盘应布置在厂房的一侧（上游或下游），并应布置在厂房的一侧（上游或下游），并 应尽量靠近调速器的操作柜及油压装置应尽量靠近调速器的操作柜及油压装置, ,且三者且三者 之间应有不小于之间应有不小于1.01.0M M的间

9、距；的间距；悬悬式式发发电电机机伞伞式式发发电电机机 (3) (3) 调速器调速器的三个部分（操作柜、油压装置及导叶接的三个部分（操作柜、油压装置及导叶接 力器）应注意协调布置；力器）应注意协调布置； (4) (4) 起重机起重机的起吊范围应涵盖所有需起吊的设备。的起吊范围应涵盖所有需起吊的设备。2.2.结构布置结构布置 (1) (1) 每两个机组段应至少设一个通向下层的每两个机组段应至少设一个通向下层的楼梯；楼梯； (2) (2) 每个或两个机组段应布置一个每个或两个机组段应布置一个吊物孔吊物孔； (3) (3) 发电机发电机层的一侧及一端应留层的一侧及一端应留作作主通道主通道，其作为，其作

10、为通通 道的净宽度应不小于道的净宽度应不小于1.51.5M M。三、水轮机层的布置三、水轮机层的布置 1. 1.设备布置设备布置 布置在水轮机层的机电设备常见的有：发电机引出布置在水轮机层的机电设备常见的有：发电机引出 线、中性点及励磁盘等电气设备；调速系统的接力线、中性点及励磁盘等电气设备；调速系统的接力 器和回复杆；油、水、气等辅助设备。器和回复杆；油、水、气等辅助设备。 布置原则布置原则: : 应尽量避免电气设备与机械设备和各种应尽量避免电气设备与机械设备和各种 管道的相互交叉、干扰。管道的相互交叉、干扰。 （1 1）调调速系统接力器速系统接力器布置：对金属蜗壳，一般布布置：对金属蜗壳，

11、一般布 置在蜗壳断面小的一侧；对混凝土蜗壳，一置在蜗壳断面小的一侧；对混凝土蜗壳，一 般可根据运行需要进行布置；般可根据运行需要进行布置； （2 2）机坑进人孔机坑进人孔布置布置：应考虑发电机引出线和调：应考虑发电机引出线和调 速系统接力器的布置，使进人孔与后二者错速系统接力器的布置，使进人孔与后二者错 开一定的间距。开一定的间距。2.2.结构布置结构布置机座（机墩）的布置机座（机墩）的布置 机座机座的作用：支承发电机，承受发电机大部分的垂直的作用：支承发电机，承受发电机大部分的垂直 荷载。荷载。 常用的机座种类：常用的机座种类： 圆筒式机座：见图圆筒式机座：见图11-1011-10。 环梁立

12、柱式机座：见图环梁立柱式机座：见图11-711-7。 布置原则：应满足机坑空间需要；有足够的强度、刚布置原则：应满足机坑空间需要；有足够的强度、刚 度及稳定性；避免与机组发生共振等。度及稳定性；避免与机组发生共振等。 机墩断面尺寸的确定：机墩断面尺寸的确定： 机墩一般均采用现浇钢筋混凝土结构，其直径及机墩一般均采用现浇钢筋混凝土结构，其直径及 厚度或扇形断面的尺寸应根据结构计算确定。一厚度或扇形断面的尺寸应根据结构计算确定。一 般般径向厚度不小于径向厚度不小于0.60.6米米。 第五节第五节 装配场装配场功用功用：进行机组主要部件安装、检修的场地。：进行机组主要部件安装、检修的场地。 一、桥吊

13、（桥式起重机）的选型一、桥吊（桥式起重机）的选型 桥吊类型桥吊类型：A.A.单小车桥吊；单小车桥吊；B.B.双小车桥吊。双小车桥吊。 见下页图示。见下页图示。 选型依据选型依据：主厂房内需吊运的：主厂房内需吊运的最重部件的重量最重部件的重量。 最重部件一般为发电机转子。最重部件一般为发电机转子。选型原则选型原则：技术经济比较确定桥吊的台数、类型及型号。：技术经济比较确定桥吊的台数、类型及型号。桥吊的布置桥吊的布置： 1. 1.跨度：应跨度：应采用标准跨度采用标准跨度L LK K； 2. 2.安装高程：按需吊运的安装高程：按需吊运的最大、最长部件最大、最长部件及发电及发电 机层设备布置等情况确定

14、。参见图机层设备布置等情况确定。参见图11-311-3。单单小小车车桥桥吊吊双双小小车车桥桥吊吊二、装配场的布置要点二、装配场的布置要点 1 1、装配场一般均布置、装配场一般均布置在发电机层的一端在发电机层的一端，一般与发，一般与发 电机层同层布置，也可与发电机层地坪不同高；电机层同层布置，也可与发电机层地坪不同高； 2 2、装配场的面积应满足一台机组大修的需要。一台、装配场的面积应满足一台机组大修的需要。一台 机组大修需要布置的检修部件通常为机组大修需要布置的检修部件通常为四大件四大件： A A、发电机转子；发电机转子； B B、发电机上机架；发电机上机架； C C、水轮机转轮；水轮机转轮；

15、 D D、水轮机顶盖。水轮机顶盖。 3 3、上述各部件均应布置在吊车的、上述各部件均应布置在吊车的吊钩工作范围线吊钩工作范围线以以 内，且各部件之间以及各部件与墙之间的内，且各部件之间以及各部件与墙之间的净距应净距应 不小于不小于1.01.0M M。 见图见图11-511-5。 第六节第六节 油、水、气系统布置油、水、气系统布置布置要点：布置要点： 1.1.油系统分为透平油系统和绝缘油系统两部分；油系统分为透平油系统和绝缘油系统两部分； 水系统包括供水系统（技术、消防和生活）和排水系统。水系统包括供水系统（技术、消防和生活）和排水系统。 气系统包括高、低压两个气系统。气系统包括高、低压两个气系

16、统。 2. 2.自成一体，集中、隔离布置自成一体，集中、隔离布置；同系统在各机组之间；同系统在各机组之间, ,相相 互连通，互为备用。互连通，互为备用。 3. 3.三种系统（除绝缘油系统和厂外排水系统）的设备房间三种系统（除绝缘油系统和厂外排水系统）的设备房间 均布置在水轮机层或装配场下面的适当位置均布置在水轮机层或装配场下面的适当位置。 4. 4.三种系统（除绝缘油系统和厂外排水系统）的三种系统（除绝缘油系统和厂外排水系统）的管路均沿管路均沿 水轮机层的上游或下游侧墙布设水轮机层的上游或下游侧墙布设。 见图见图11-711-7、11-811-8。第七节第七节 采光、通风、交通及防火问题采光、

17、通风、交通及防火问题要点要点: : 1. 1.地面厂房尽可能采用地面厂房尽可能采用自然采光自然采光, ,为此布置主副厂房时为此布置主副厂房时 应考虑应考虑开窗开窗的要求。夜间及水下部分的房间要合理安的要求。夜间及水下部分的房间要合理安 排照明设施。排照明设施。 2. 2.地面厂房应尽量采用地面厂房应尽量采用自然通风自然通风，某些水下部分的房间，某些水下部分的房间 可按需要设置人工通风。可按需要设置人工通风。 3. 3.厂内交通：厂内交通：对外至少开两扇大门对外至少开两扇大门；上下层面之间，一；上下层面之间，一 般般每两台机组可设一道楼梯每两台机组可设一道楼梯( (转梯、电梯等转梯、电梯等) )

18、。 4. 4.防火设施按规范要求设置。防火设施按规范要求设置。 5. 5.取暖、防潮等，根据具体情况设置。取暖、防潮等，根据具体情况设置。 第八节第八节 主厂房轮廓尺寸的确定主厂房轮廓尺寸的确定一、主厂房的长度（一、主厂房的长度（L L） 主要由主要由装配场长度装配场长度、机组段长度机组段长度及及端机组段长度端机组段长度等构成。等构成。 L L L L 主 机 房装 配 场机机L 机装端主厂房长度主厂房长度L L确定的步骤确定的步骤： 1.1.确定机组段长度确定机组段长度L L机机: : 机组段长度机组段长度L L机机通常由：通常由： 蜗壳长度尺寸加两侧蜗壳长度尺寸加两侧 砼边墙后的单机长度；

19、砼边墙后的单机长度； 尾水管扩散段长度尺尾水管扩散段长度尺 寸加两侧砼边墙后的寸加两侧砼边墙后的 单机长度；单机长度； 发电机层计入机组之发电机层计入机组之 间通道尺寸后的单机间通道尺寸后的单机 长度。长度。 三者中取最大值确定三者中取最大值确定L L机机。边墙厚大于1.0M边墙厚大于1.0M边墙厚大于1.0M边墙厚大于1.0M+2个边墙厚蜗尾+2个边墙厚尾2.2.确定确定L L装装: : 一般取一般取L L装装= =（1.01.0 1.51.5）L L机机，并结合布置四大件（发，并结合布置四大件（发 电机上机架、发电机转子、水轮机转轮及水轮机顶盖电机上机架、发电机转子、水轮机转轮及水轮机顶盖

20、 等）的长度尺寸要求进行校核确定。等）的长度尺寸要求进行校核确定。3.3.确定确定L L端端: : 主厂房端部为厂房的一主要通道，一般取主厂房端部为厂房的一主要通道，一般取L L端不小于端不小于 1.5 1.5M M。4.4.确定主厂房的总长度确定主厂房的总长度L:L:装端机LLnLL二、主厂房的宽度（二、主厂房的宽度（B B） 在以下几个宽度尺寸中经过分析、调整后在以下几个宽度尺寸中经过分析、调整后取最大值取最大值： 1.1. 水轮机层以下的块体结构宽度：水轮机层以下的块体结构宽度： 蜗壳上下游方向尺寸蜗壳上下游方向尺寸 + +下游外包砼厚下游外包砼厚+ +进水阀体上下游方向尺寸进水阀体上下

21、游方向尺寸 + +宽度裕量；宽度裕量； 2 2. . 装配场布置四大件所需的宽度装配场布置四大件所需的宽度； 3 3. . 发电机层主机房宽度发电机层主机房宽度: : 围绕机组布置的机电控制设备的宽度尺寸围绕机组布置的机电控制设备的宽度尺寸 + +厂房上、下游侧主副纵向通道宽度厂房上、下游侧主副纵向通道宽度 4. 4. 桥吊的标准跨度桥吊的标准跨度L LK K： 根据桥吊型号按手册选取。根据桥吊型号按手册选取。 三三、主厂房各层的高程、主厂房各层的高程 确定方法确定方法： 以水轮机安装高程以水轮机安装高程 为基准为基准，分别向上及向，分别向上及向 下，按照各层需布置的下，按照各层需布置的 的设

22、备高度尺寸，确定的设备高度尺寸，确定 立面上各种结构高度的立面上各种结构高度的 尺寸，进而可确定各层尺寸，进而可确定各层 的高程。的高程。 第九节第九节 主厂房的结构布置主厂房的结构布置一、主厂房的结构传力特点一、主厂房的结构传力特点 二、下部结构二、下部结构 此略。此略。三、上部结构布置要点三、上部结构布置要点 1.1.屋面屋面：屋面板一般采用预制钢砼板，屋面板上须设隔热、：屋面板一般采用预制钢砼板，屋面板上须设隔热、 防水及保护层。防水及保护层。 2. 2.吊车梁吊车梁：多采用现浇或预制的：多采用现浇或预制的T T形断面钢砼梁，其截面高形断面钢砼梁，其截面高 跨比一般为跨比一般为1/51/

23、5 1/81/8。 3.3.构架构架：构架柱网应与厂房分缝相适应构架柱网应与厂房分缝相适应；柱距应尽量统一柱距应尽量统一， 常取常取6 6 1010M M；立柱宜避免直接落在蜗壳、尾水管或立柱宜避免直接落在蜗壳、尾水管或 压力管道的顶板上压力管道的顶板上。构架横梁常用矩形断面，高。构架横梁常用矩形断面，高 跨比为跨比为1/121/12 1/81/8；构架立柱常用分段变断面高的；构架立柱常用分段变断面高的 现浇矩形截面钢砼结构。现浇矩形截面钢砼结构。 4.4.楼板楼板：一般为整体现浇钢砼结构，主机房板厚不宜小于：一般为整体现浇钢砼结构，主机房板厚不宜小于 15 15CMCM，装配场板厚不宜小于装

24、配场板厚不宜小于2525CMCM。 5.5.内、外墙内、外墙：只起围护作用的外墙一般采用砖墙，墙厚一：只起围护作用的外墙一般采用砖墙，墙厚一 般用般用3737墙。内墙只起隔离作用，墙厚一般用墙。内墙只起隔离作用，墙厚一般用2424或或 12 12墙。墙。 第十节第十节 厂区布置厂区布置一、常见的厂区布置方案一、常见的厂区布置方案 见图见图11-1611-16。二、主厂房的位置二、主厂房的位置 与主厂房位置选择有关的因素与主厂房位置选择有关的因素： 1. 1.地形地质条件；地形地质条件； 2. 2.水流条件；水流条件； 3. 3.施工和对外交通条件；施工和对外交通条件； 4. 4.与厂区其它设施

25、的协调。与厂区其它设施的协调。三、副厂房的布置三、副厂房的布置 副厂房布置的一般原则副厂房布置的一般原则： 1 1、应紧靠主厂房尤其是主机房；、应紧靠主厂房尤其是主机房； 2 2、按功能或需要集中布置；、按功能或需要集中布置； 3 3、尽可能减小建筑面积，节约投资。、尽可能减小建筑面积，节约投资。 中型水电站中型水电站副厂房所需面积参见表副厂房所需面积参见表11-111-1。四、变压器场的布置四、变压器场的布置 布置原则布置原则： 1. 1.尽可能靠近主厂房；尽可能靠近主厂房； 2. 2.便于运输、安装及检修便于运输、安装及检修; ; 3. 3.注意防洪、防火等。注意防洪、防火等。五、高压开关

26、站的布置五、高压开关站的布置 布置原则布置原则： 1. 1.尽可能靠近变压器场；尽可能靠近变压器场； 2. 2.便于送电便于送电; ; 3. 3.便于运输、安装及检修便于运输、安装及检修; ; 4. 4.注意防洪、防火等。注意防洪、防火等。 第十一节第十一节 其它类型厂房简介其它类型厂房简介 一、装置冲击式水轮机的地面厂房一、装置冲击式水轮机的地面厂房 见图见图11-1711-17及图及图11-1811-18。 二、溢流式厂房和坝内式厂房二、溢流式厂房和坝内式厂房 见图见图12-312-3。 三、地下式厂房三、地下式厂房 见图见图12-1312-13。 四、潮汐式电站厂房四、潮汐式电站厂房 见图见图12-2212-22。