六.水工知识:水电站厂房

六、水工知识：水电站厂房

1. 水电站厂房的功用是什么？

水电站厂房的任务是通过一系列工程措施，将水流平顺地引入及引出水轮机，将各种必需的机电设备安置在恰当的位置，给它们创造良好的安装、检修及运行条件，并给运行人员以良好的工作环境。

2. 水电站厂房的基本类型有几种？

水电站厂房按其结构特征分类有三种基本类型：引水式、坝后式和河床式。随着水电技术的发展，每种基本类型又发展出若干型式，从坝后式厂房发展的溢流式和坝内式厂房；从河床式厂房发展竖轴轴流式机组的河床式厂房；贯流式机组的河床式厂房，泄水式厂房、闸墩式厂房，引水式地下厂房广泛用于水电建设中，已成为一种独特的厂房型式。

3. 什么叫溢流式厂房？

厂房布置在溢流坝段后，水流通过厂房顶下泄，这样的厂房称为溢流式厂房。

4. 什么叫坝内式厂房？

主机房布置在坝体空腔内的厂房称为坝内式厂房。

5. 水电站厂房主要由哪几部分组成？

厂房枢纽的建筑物一般由主厂房、副厂房、变压器场及高压开关站等四部分组成。

6. 什么是主厂房？

水电站主厂房是指由主厂房构架及其下的厂房块体结构所形成的建筑物，并布置主要动力设备。

7. 什么是副厂房？

副厂房是指为了布置各种辅助设备及工作、生活用房而在主厂房邻近所建筑的房屋。

8. 主厂房的布置原则是什么？

主厂房的布置原则有以下四点：

(l) 为了缩短压力管道，以节省投资，减小水锤压力，改善机组运行条件，主厂房的位置，对坝后式厂房应尽量靠近拦河坝，对引水式电站厂房应尽量接近前地或调压室。

(2) 主厂房的尾水渠应远离溢洪道或泄洪洞的出口，以免下游水位波动对机组运行不利，尾水渠的位置还应使尾水与原河道水流能平顺衔接，并不被河道泥沙淤塞，在保证这些要求下，尽量缩短尾水渠长度，以减少工程量。

(3) 主厂房应建于较好的地基上，其位置还应考虑对外交通与出线的方便，不受施工导流干扰。

(4) 下游水位变幅大的水电站，在厂房布置时，应考虑厂房必要的防洪措施。

9. 卧式机组厂房与立式机组厂房相比有什么特点？

卧式机组厂房有以下特点：

(1) 厂房不直接挡水，水流由压力水管经蜗壳引入水轮机，因而厂房挡水部分的高程布置不受上游水位的影响.

(2) 厂房布置分层少，通常水上部分与水下部分只各一层, 水上部分的一层(发电机层) 有集水井，有时还有蝴蝶阀坑等；水分的一层布置尾水管和尾水渠(室) 。

10. 立式机组主厂房的轮廓尺寸如何确定？

立式机组主厂房的轮廓尺寸是指土厂房的长度、宽度和主厂房的长度是装配场的长度与机组段总长度之和。主厂房度首先取决于水轮机和发电机外形尺寸，还取决于桥吊的跨各层的布置，也可能受吊运最大部件的影响。主厂房的高度水定水轮机的安装高程，向下可定出尾水管底板高程及厂房底板高程，向上可定出以上各层的高程；水上取决于发电机转子轮机转动部分高度及吊装方法。

11. 什么叫厂房的上部结构，下部结构、下部块体结构？

按照一般习惯，发电机层以上称上部结构，发电机层以下下部结构，而水轮机层以下则称下部块体结构。

12. 什么叫水流系统？

水流系统是指水轮机及其进出口设备，包括钢管、蝴蝶阀、蜗壳、水轮机、尾水管、尾水闸门等。

13. 发电机机场的作用是什么？

发电机机墩的作用是将发电视支承在预定的位置上，并组的运行、维护、安装、检修创造有利的条件。机墩必须具有足强度和刚度，振动的振幅要小，保证弹性稳定。

14. 发电机机墩有哪几种型式？

常见的机墩有以下几种：

(1) 圆筒式机墩。

(2) 框架式机墩。

(3) 块体机墩。

(4) 平行墙式机墩。

(5) 钢机墩。

15. 电站厂房受的主要荷载有哪些？

主要有以下几种荷载：

(1) 结构自重和压力水管、蜗壳、尾水管的水重。

(2) 厂房内机电设备自重，机组运转时的动荷载。

(3) 静水压力、尾水压力、基底场压力，压力水管，蜗壳、尾水管的内水压力，永久缝内的水压力。若为河床式厂房，还有上游侧水压力。

(4) 厂房四周的土压力。

(5) 活荷载：吊车运输荷载、人群荷载及运输工具荷载。

(6) 温度荷载。

(7) 风荷载。

(8) 雪荷载。

(9) 严寒地区的冰压力。

(10) 地震力。

16. 对厂房中央控制室有什么要求？

厂房中央控制室是全厂监视、控制的中心，要求宽敞、明亮、干燥、安静、气温适宜，以利于各种仪表正常工作，并给值班人员创造良好的工作环境。中央控制室最好靠近发电机层，与主厂房联系方便，处理故障迅速。它最好位于主厂房与高压开关站之间，并尽可能与主机室位于同一高程，若受地形限制，不能布置在同一高程时，其高程差不宜超过5.0-6.0m ，并应在中央控制室外侧设观察平台，用以观察主机组运行情况。

(1) 机组轴线与厂房纵轴线平行。

(2) 机组轴线与厂房纵轴线垂直。

(3) 机组轴线与厂房纵轴线成一个角度。

17. 如何确定水轮机层的地面高程？

根据已定出的水轮机安装高程，按照蜗壳的断面尺寸及其顶部混凝土保护层的厚度，即可定出水轮机层的地面高程。

18. 如何确定发电机层的地面高程？

根据水轮机层地面高程加上水轮机层的高度，再加上发电机层地板的厚度，即得出发电机层的地面高程。

19. 如何确定厂房的地面高程？

厂房的地面高程最好与对外交通道路的高程相同，并高出下游最高洪水位。但有时限于电站的地形条件或下游洪水位太高，不能完全满足上述要求，此时可根据具体情况，使厂房地面高程与对外道路的高程相同，而高于发电机层的地面高程，或厂房地面高程与发电机层地面高程相同，且都低于下游最高洪水位，此时厂房应采取挡水墙等防洪措施。如档水墙的工程太大时，还有一种方式是将主厂房大门做成止水门，洪水来时将大门关闭，断绝对外运输，值班人员则可由高处的通道进入厂房。

20. 如何确定吊车轨道的顶部高程？

吊车轨道的顶部高程应根据厂内最大安装部件的长度、吊钧的极限高度以及吊起部件与运行机组的安全距离等因素确定。

21. 副厂房的布置包括哪些内容？

副厂房主要布置与电站运行有关的一些电气设备，此外，还需布算机电修理、试验专业房间以及办公、生活用房等。

22. 什么叫电流系统？

电流系统即所谓电气一次回路系统，包括发电机、发电机引出线、发电机电压配电设备、主变压器、高压开关站及各种电缆、母线等。

23. 电流系统的布置有哪些要求？

电流系统的布置要求引出线短，没有干扰，母线道干燥，通风散热条件好等。

24. 桥式吊车的起重量如何确定？

水电站厂房内的桥式吊车是用来吊运主机和辅助设备，以进行主机或其他设备的安装和检修。因此，吊车的起重量决定于需要由它来吊运的最重部件，通常是发电机转子(带轴) 。

25. 什么是电站的排水系统？

电站的排水系统又可分为渗漏水的排水系统和检修排水系统。厂房内的生活用水、技术用水、各种部件及伸缩缝与沉陷缝的渗漏水均需排走，凡能自流排往下游的均自流排往下游，不能自流排除的用水及渗漏水，则集中到集水井内，再以水泵排往下游，这个系统简称为渗漏排水系统。机组检修时常需放空蜗壳及尾水管，为此需设检修排水系统。

26. 怎样考虑厂房的取暖？

厂房内的温度在冬季不能过低，以保证机电设备的正常运行。厂房内的采暧，如在主厂房或毗邻主厂房的场所，可以利用发电机放出的热量。实践证明具有四台机组的厂房，只要有一台整日运行，发电机放出的热量就能满足需要。如远离主厂房，不便于送热风采暖，则通常可采用电热器，但必须注意在蓄电池室和油系统室内，只能采用无裸露导线的防爆电炉。电热的电源主要来自厂房。

27. 怎样考虑厂房的通风问题？

厂房的通风应尽可能采用自然通风。凡是能产生有害气体(如蓄电池室和油系统室) 和过多热量(如发电机、变压器、配电装置”等) 的场所，以及每一工作人员的空气量少于50m 而没有窗户的房间里，都需装置入工通风。对于产生有害气体的场所，只能抽风并须有单独出口。所有进风都要有过滤设备，用以防尘、防虫。多沙地区还应设置专门的除沙设备。南方炎热地区还须考虑冷却设备，地下变电站(主变及开关设备) 通常需要人工冷却装置。

28. 厂房为什么要专设消防系统？

对于厂房的防火保安要给以特别的重视，因为水电站的事故可能给国民经济造成极大的损失。各种建筑物及设备的布置及大计，均应符合防火保安的专门规定，还要满足国防上的特殊要求。防火保安的设备和场所是：发电机的灭火、高压开关电器的灭弧变压器的防爆、开关站的防雷、蓄电池室和油系统室的通风。消防水泵应充分可靠，并有必要的防火墙、栅、通道和门，以保证电厂安全可靠地发供电。消防水源单独设置，直接供水给各处消火栓。

29. 厂区布置包括哪些方面？

厂区布置包括水电站主厂房、副厂房、引水道、尾水渠、交通线、变压器场、高压开关站等相互位置的安排。

30. 布置升压站的原则是什么？

布置升压站的原则是：

(1)升压站(或主变压器) 要尽可能靠近发电机或电机电压配电设备. 以缩短昂贵的发电机电压母线。

(2)主变压器要便于运输、安装及检修。要考虑可将任一台变压器运出来检修而不影响其他各台变压器的正常运行。

(3)要求高压进出线及低压控制电缆安排方便而短，便于维护、巡视及排除故障。

(4)土建结构经济合理，符合防火保安的要求。

(5)当高压出线有不止一个电压等级时，可分设两个或更多的高压开关站。

31. 怎样考虑厂内交通？

厂房对外要有大门，以便运输大部件。安排各种房间开门位针时要考虑防火的安全出口，安全出口的门要向外开启。某些可能产生负压的房间，如闸门室，门最好向里开启，以便出现负压时门可自动开启。主厂房内各层及副厂房布置机电设备的房间内，都要有过道，以便于运输设备、进行安装检修并供工作人员通行。为了不同高程各层的交通，可设斜坡道、楼梯及攀梯。当务层高差太大时也可设电梯。楼梯的位置要考虑运行人员巡视的要求，要保证发生事故时能迅速到达事故地点。

32. 如何布置电站厂房的对外交通？

进厂公路的坡度不宜大于10％～20％，转弯半径不宜小于20m 。，在靠近厂房处，公路最好是水平的，以保证车辆平稳缓慢地进入厂房，在厂房附近要有回车场。

33. 电站厂房尾水渠如何布置？

由于水轮机安装高程较低，尾水渠道常具有倒坡的渠底，特别是靠近尾水管出口的一段，此外水流紊乱，漩涡多，流速分布不均匀，所以渠底需要加以砌护，否则早被冲刷，淘成深孔，危及厂房稳定。在布置尾水渠轴线的方向时，必须考虑到泄洪情况，应避免在泄洪时在尾水渠中形成较大的壅高和漩涡，出现淤积等情况。通常尾水渠斜向游，必要时加设导墙，以保证泄洪时能正常发电。

34. 尾水闸门的作用是什么？

尾水管出口一般设有尾水闸门，机组检修时可将尾水闸门关闭，抽去积水，以便工人进去工作。当机组较长时间调相运行时，可

将蝴蝶阀(或导叶) 及尾水闸关闭，将尾水管内的积水抽去，使转轮露出水面，即可调相运行。

35. 如何确定厂房基础开招高程？

根据水轮机安装高程及转轮的尺寸可走出尾水管的顶部高程，再减去尾水管的高度就得到尾水管的底部高程，再减去尾水管底板的厚度就得到基岩的开挖高程。