水电站厂房设计指导老师：徐寅一、任务书1、设计技术要求厂房课程设计重点是主厂房内部主要设备和结构的布置，以及轮廓尺寸的决定，设计图应符合工程图纸的要求，说明书应能说明设计内容，文字通顺，整洁2、 工作内容水电站厂房课程设计要求学生根据所给任务书，利用说给的资料，完成下列工作： 用简略的方法选择厂房的主要和辅助设备进行厂区和厂房内部布置，决定厂房的轮廓尺寸绘制设计图纸和编写设计说明书二、工程概况该水电站是一座以发电为主兼有防洪、灌溉、过木、供水等综合效益的县办骨干电站。

采用钢筋混凝土堆石坝，最大坝高74m ，坝址以上控制流域面积564k ㎡，占全流域面积的75.3%，多年平均流量为s m /6.173水库总库容为3810783.2m ⨯，属多年调节。

厂房为坝后式，安装3台8000KW 机组，总装机容量KW 4104.2⨯，保证出力5500KW ，多年平均发电量h KW ⋅⨯4107260，年利用小时3025h ，在系统中（地方电网）担任调峰、调相任务，并可对下游梯级进行调节，经济效益显著。

在枢纽布置上，为避免厂房、溢洪道、筏道的相互干扰，将岸坡式溢洪道布置在坝左岸的一鼻形山脊上，用钢筋混凝土挡土墙与堆石坝衔接，出口消能采用挑流形式。

过木干筏道布置在坝左岸的山坡上。

隧洞布置在坝右岸的山体中，具有导流、发电引水和放空等多种功能，即施工期用隧洞导流，并在导流洞口上的山岩中另开一洞口，与隧洞相连成为“龙抬头”形式，采用塔式进水口作为发电引水和放空隧洞的首部，水库蓄水时将导流洞口封赌。

隧洞直径为5.2m 。

隧洞出口设有放空水库用的闸门。

在放空闸门上游另凿发电引水岔洞，洞径4.6m ，然后以三根m 2Φ的钢支管与机组相连。

本工程规模属大（2）型，枢纽为二等工程，电站厂房按3级建筑物设计。

三、主要设备1、水轮机和发电机电站最大水头H max =64.3m ，加权平均水头H cp =59.63m ，最小水头H min =38.02m 。

按水头范围及装机容量，套用3台现有机组。

水轮机的型号为HL220-LJ-140，单机额定出力为8333KW ，该机组适用H max =65m ，H min =38m ，额定流量16.5m 3/s ，和电站水头范围比较匹配。

发电机型号为SF8000-16/3300，单机额定出力8000KW （悬式），采用密封式通风，可控硅励磁。

水轮机导叶b0为0.35m 。

水轮机带轴长3.74m ，发电机转子带轴长4.785m.。

一台机组在设计水头、额定出力下运行的尾水位为100.1 m 。

2、调速器：选用 YDT-3500型电气液压式3、主阀：采用卧式液压型摇摆式接力器双平板偏心蝴蝶阀4、桥式起重机：本电站的最重部件为发电机转子带轴重37.5t，结合厂房布置要求。

选用起重机跨度LK=12m，主副钩最大起升高度分别为20m和22m，主钩最高位置至轨顶距离为0.911m，小车高度2.723m。

厂房屋顶结构厚度为2.456 m。

四、设计参考资料《中华人民共和国行业标准（SL 266-2001）：水电站厂房设计规范中华人民共和国水利部编中国水利水电出版社2001》《DLT5186-2004水力发电厂机电设计规范》《水力机械（第2版）金钟元编中国水利水电出版社1992》《水电站机电设计手册：水力机械水利电力出版社1983》《水电站建筑物（第二版）马善定，汪如泽编水利水电出版社1996》《水工设计手册（第1版）第七卷水电站建筑物华东水利学院主编水利电力出版社1989》《专门水工建筑物-- 张光斗，王光纶著-- 上海科学技术出版社1999》《水电站厂房设计顾鹏飞水利电力出版社1987》《小型水电站陈坤，姚珍格，李柯君著水利电力出版社1993》《水电站建筑物设计参考资料张治滨等编中国水利水电出版社1997》《水电站教学参考资料汇编江西省水利水电学校崔清溪主编水利电力出版社1992》《水利水电工程专业毕业设计指南(第二版) -- 胡明，沈长松主编-- 中国水利水电出版社2010》五、辅助设备1、油系统，透平油系统，供应机组轴承的润滑和操作调速器接力器和进水阀用的压力油；绝缘油系统，供应各种电气设备如变压器，油断路器用有，均属于绝缘油系统。

两类油的事故排油由管道排往集水井，事故后再将集水井的油抽出来。

由于电站距离县城比较近，交通方便，故油化验设备按简化分析设置。

2、供水系统：技术供水，本电站水头范围为38.02～64.32m，水质符合要求，所以采用自供流的方式，取水口设在每台机蝴蝶阀前，以保证自动投入，或切除。

消防供水：全厂设以消防用水总管与技术供水总管连通。

油库，油处理室和变压器上装有消防喷雾头，一般情况下，采用自流供水能满足全厂消防对水压的要求，但当电站在最小水头运行时，则水压不足，故需另外加两台卧室水泵（一台备用）从下游抽水送至消防总管，同时作为技术供水的备用水泵。

3、排水系统：分机组检修排水，厂房渗漏排水和厂区排水三部分。

a，检修排水，采用廊道间接排水方式，即检修机组是，蜗壳和尾水管汇总的积水通过盘形阀的控制，先流经廊道排往集水井，然后再由水泵抽排至尾水渠，集水井上共设两台检修排水用井泵，两台水泵同时工作，待积水抽空后，再由一台抽排闸门的漏水。

b，渗漏排水，与检修排水公用一集水井，设一条深井泵，检修排水泵可作为渗漏排水泵的备用水泵，渗漏排水泵的起动和切除有液位信号器根据集水井的水位变化控制，集水井的有效容积为40m3，可利用的廊道容积为58.7 m3。

厂房沉陷，温度缝的渗水，坝体渗水，机组顶盖与主轴密封渗漏水，压力钢管伸缩节漏水等，经厂内排水沟，管引至集水井，然后再由渗漏排水泵抽排至尾水渠。

c，厂区排水，选用4台单级双吸卧式泵，厂区排水时4台水泵逐台起动，以减小厂用变压器的压降。

厂区排水集水井的有效容积为94.13m3.4、压缩空气系统：高压气系统选用1.5m3储气罐各一只，低压机2台（一台备用），为确保制动用气的可靠性，在制动用气储气罐的进气侧装有逆止阀，当两台储气罐压力不平衡时，只允许调相用储气罐的气进入制动储气罐。

风动工具盒吹扫用气均用调相供气管引出。

5、直流系统：有一组铅酸蓄电池两套充电装置组成，共全厂和事故情况下控制，保护，信号和自动装置的直流电源。

蓄电池按浮充电方式运行。

6、通风，采光：本电站为地面式厂房，主厂房采用自然通风方式，中控室，载波室装设窗式空调器，蓄电池室，酸室装设轴流风机，通过管道将新产出的酸气排至厂外。

位于水轮机层副厂房中的母线道，也用轴流风机通风散热。

主机房采光用自然采光和人工照明相结合的方式。

人工照明的正常电源是厂用电系统，当用电系统事故时，则利用蓄电池室的直流电源供电。

7、尾水闸门：本电站三台机组公用一扇4X2m平板滑动钢闸门，由一台5吨电动葫芦启动。

六、厂区布置主厂房位于坝后河床右岸位置，安装布置在同一岸与右岸进厂公路连接。

考虑充分利用厂坝之间的空间并有利于主厂房的通风，采光等因素，将副厂房分为两部分，一部分在主厂房的上游侧，称上游副厂房：另一部分在主厂房左端，称端部副厂房。

变电站布置在端部副厂房与溢洪道之间的一块平地上，因溢洪道与变电站成一交角，故变电站为一不规则矩形，面积200m2。

主变压器靠近右端部副厂房布置。

为方便主变引出线和进入安装厂检修，两台主变错开布置，且变电站与安装场同高程，并设有运输轨道。

进区变开率到引接线及搬运的方便，布置在端部副厂房靠下游侧屋外处，并设置围栏，以保证安全。

35KV配电装置如采用屋外型设备，则受场地限制，布置较困难，故采用屋内型设备。

根据进出线方向及总体布置要求，将35KV开关室布置在靠变电站下游侧处，开关室面积7.8X19.8m2，设两个出口，为方便维护，110KV开关站高压设备均采用中型布置，110KV母线避雷针选用体积较小的氧化锌避雷器，并安装在构架上。

在户外开关室下游侧布置有厂区排水泵房。

主厂房内部布置1，发电机层及安装场发电机层与安装场地面同高，布置有3台发电机。

在机组上虞侧第二象限区布置YDT-3500型调速器，每台机组各设6块机房盘。

布置在主机房上游侧排架柱之间，盘背面距墙1m。

机组中心吸纳上游侧布置蝴蝶阀吊孔（3.4X2.2m），机组中心线下游侧还布置有设备吊物孔（2.5X2.5m），以吊运水轮机层下的其他较重设备。

在发电机层左端布置有通往水轮机层的楼梯。

在安装场设有设备吊物孔（2.4X2.4m）和通往桥吊操作室的钢楼梯，安装场楼梯板上还设有转子轴孔，轴孔下层设转子墩，以便检修时支承转子用。

2，水轮机层在水轮机层上游侧布置操作蝴蝶阀用的油压装置，蝴蝶阀控制柜和碟阀孔。

在调速器下面水轮机层上布置有调速轴及其推拉杆。

水轮机层下游侧布置油，气，水管道以及机组检修排水用盘形阀和尾水管平压操作阀门竖井。

发电机主引出线布置在水轮机层上游侧第二象限+y偏-x32.5o方向发电机风罩上，中性点引出线布置在-x轴方向的风罩上。

在机墩旁水轮机层地面上还布置有复励磁变压器及其保护网。

发电机出口电路互感器及中性点电路互感器布置在发电机机墩风罩上。

机墩进入孔布置在机墩下游侧。

水轮机层右端，安装场下层，布置有油库。

油处理室和空气压缩装置及楼梯间。

本层还布置有通往发电机层及蝴蝶阀室层的楼梯。

3，蜗壳，尾水管层在蝴蝶阀室中布置有胡得阀及其伸缩节，蝴蝶阀接力器，漏油装置等，尾水管进入孔通道也从蝴蝶阀室中进入。

七、主厂房轮廓尺寸1，主厂房个高程确定水轮机安装高程：一般根据水轮机在各种工况下允许的吸出高度值和相应的上游设计低水位，并考虑厂房位置的地形，地质等条件，经技术，经济比较后确定本电站一条机组在设计水头，额定出力下运行的尾水位101.1m作为设计低水位，水轮机吸出高程按下式计算：Hg=10--K H式中：=100.1m，K=1.2，=0.128，H p=58m，带入数据的H g=0.98（m）考虑到气蚀系数不能完全反应水轮机的气蚀性能，以及根据水轮机厂家的建议，取H g=0，即考虑一定的安全裕量因此水轮机的安装高程为：安=Z下设线+Hg+=100.10+0+X0.35=100.275(m)另用其他不利工况下算得的安装高程予以校核，上述安装高程数值均满足要求，厂房落座在岩基上。

当一台机组满发是，尾水管出口的淹没深度为1.653m，满足淹没出流要求，2，尾水管底板高程和厂房基础开挖高程：本电站尾水管高度为3.685m，导叶高度b o=0.35m，取尾水管底板结构厚度0.815m，则尾水管底板高程为：100.275-X0.35-3.685=94.4159（m）厂房基础开挖高程为94.415-0.815=95.6（m）此外排水廊道底板高程为94.315m,集水井底板高程为91.50m。

3，蝴蝶阀室地面高程：进厂压力钢管中心高程为100.275m，钢管直径为2m，因尾水管进人孔从蝴蝶阀室进入，考虑通道要求及蝴蝶阀室开关器的安装，取钢管底部至蝴蝶阀室地面高度为2m，则蝴蝶阀室地面高程为：100.275--2=97.2754，水轮机层地面高程：水轮机层地面高程=安装高程100.375+蜗壳进口断面半径0.902+蜗壳上部混凝土高度0.7m=101.877m5，发电机层地板高程和安装场地面高程：发电机层的地板高程为107.255m，根据套用机组的具体尺寸推算得出的。