第十二章 厂房布置设计

1、黑龙江大学水利电力学院第十二章第十二章 厂房的布置设计厂房的布置设计12.1 厂房布置设计所需的基本资料厂房布置设计所需的基本资料12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计12.3 主厂房的剖面设计主厂房的剖面设计12.4 厂房的立面设计厂房的立面设计12.5 厂房辅助设备布置厂房辅助设备布置12.6 厂房电气设备布置厂房电气设备布置12.7 厂房的通风、空调、采暖与采光厂房的通风、空调、采暖与采光12.8 副厂房的布置副厂房的布置12.9 厂区枢纽的布置厂区枢纽的布置黑龙江大学水利电力学院二、水电站厂房设计程序二、水电站厂房设计程序我国大中型水电站的设计一般分四个阶段：我国大中型水电站的设计

2、一般分四个阶段：预可行性预可行性研究、可行性研究、招标设计、施工详图。研究、可行性研究、招标设计、施工详图。 1 1预可行性研究预可行性研究：l研究基础：河流规划和地区电力负荷发展预测研究基础：河流规划和地区电力负荷发展预测l研究内容：研究内容：对拟建电站的建设条件进行研究对拟建电站的建设条件进行研究，近期，近期兴建的必要性、技术可行性和经济合理性。兴建的必要性、技术可行性和经济合理性。l研究要求：研究要求：对厂房不进行具体设计对厂房不进行具体设计，只选定电站的，只选定电站的规模，初选枢纽布置和厂房型式，绘出厂房在枢纽规模，初选枢纽布置和厂房型式，绘出厂房在枢纽中的位置。中的位置。前言：厂房布

3、置设计内容与程序前言：厂房布置设计内容与程序12.1 厂房布置设计所需的基本资料厂房布置设计所需的基本资料一、水电站厂房设计内容一、水电站厂房设计内容：平面设计、剖面设计、立面设计。黑龙江大学水利电力学院2 2可行性研究可行性研究：n研究基础：预可行性研究成果研究基础：预可行性研究成果n研究内容：通过方案比较研究内容：通过方案比较选定枢纽的总体布置及选定枢纽的总体布置及其参数，决定建筑物的型式和控制尺寸，选择施其参数，决定建筑物的型式和控制尺寸，选择施工方案、进度和总布置，并编制工程投资估算，工方案、进度和总布置，并编制工程投资估算，阐明工程效益阐明工程效益。n根据选定机组机型、电气主接线图及

4、主要机电设根据选定机组机型、电气主接线图及主要机电设备，初步决定厂房的型式、布置及轮廓尺寸，绘备，初步决定厂房的型式、布置及轮廓尺寸，绘出厂区及厂房布置图，进行厂房稳定计算及必要出厂区及厂房布置图，进行厂房稳定计算及必要的结构分析，提出厂房工程地质处理措施。的结构分析，提出厂房工程地质处理措施。前言：厂房布置设计内容与程序前言：厂房布置设计内容与程序12.1 厂房布置设计所需的基本资料厂房布置设计所需的基本资料黑龙江大学水利电力学院3 3初步设计初步设计：n研究基础：可行性研究成果研究基础：可行性研究成果n研究内容：通过方案比较研究内容：通过方案比较选定枢纽的总体布置及选定枢纽的总体布置及其参

5、数，决定建筑物的型式和控制尺寸，选择施其参数，决定建筑物的型式和控制尺寸，选择施工方案、进度和总布置，并编制工程设计概算，工方案、进度和总布置，并编制工程设计概算，阐明工程效益阐明工程效益。n根据选定机组机型、电气主接线图及主要机电设根据选定机组机型、电气主接线图及主要机电设备，初步决定厂房的型式、布置及轮廓尺寸，绘备，初步决定厂房的型式、布置及轮廓尺寸，绘出厂区及厂房布置图，进行厂房稳定计算及必要出厂区及厂房布置图，进行厂房稳定计算及必要的结构分析，提出厂房工程地质处理措施。的结构分析，提出厂房工程地质处理措施。前言：厂房布置设计内容与程序前言：厂房布置设计内容与程序12.1 厂房布置设计所

6、需的基本资料厂房布置设计所需的基本资料黑龙江大学水利电力学院4 4技术设计技术设计：n研究基础：可行性研究成果研究基础：可行性研究成果+ +部分初步设计成果部分初步设计成果n研究内容：在初步设计的基础上，研究内容：在初步设计的基础上，进一步确定厂进一步确定厂房水工、机械、电气各方面的技术问题，并针对房水工、机械、电气各方面的技术问题，并针对具体的技术难题进行专门的论证具体的技术难题进行专门的论证。n根据可行性研究中没有解决的和初步设计过程中根据可行性研究中没有解决的和初步设计过程中遇到的技术难题，进行专门的技术论证，有些要遇到的技术难题，进行专门的技术论证，有些要委托科研单位进行试验研究，必要

7、时请国内外的委托科研单位进行试验研究，必要时请国内外的技术专家进行研讨。技术专家进行研讨。前言：厂房布置设计内容与程序前言：厂房布置设计内容与程序12.1 厂房布置设计所需的基本资料厂房布置设计所需的基本资料黑龙江大学水利电力学院5 5招标设计招标设计：( (初步设计初步设计+ +技术设计技术设计) )q研究基础：可行性研究成果。研究基础：可行性研究成果。q研究内容：研究内容： 对可行性研究中的遗留问题进行必要的修改和对可行性研究中的遗留问题进行必要的修改和补充，落实选定方案工程建设的技术、施工措补充，落实选定方案工程建设的技术、施工措施施 提出较详细的工程图纸和分项工程的工程量，提出较详细的

8、工程图纸和分项工程的工程量，提出施工、制造与安装的工艺技术要求以及永提出施工、制造与安装的工艺技术要求以及永久设备购置清单久设备购置清单 编制招标文件。编制招标文件。前言：厂房布置设计内容与程序前言：厂房布置设计内容与程序12.1 厂房布置设计所需的基本资料厂房布置设计所需的基本资料黑龙江大学水利电力学院6 6施工图设计施工图设计：q研究基础：招标设计成果研究基础：招标设计成果q研究内容：陆续对各项结构研究内容：陆续对各项结构进行细部设计和结构进行细部设计和结构计算，并拟定具体的施工方法，绘出施工详图计算，并拟定具体的施工方法，绘出施工详图。q研究要求：进行厂房每个构件的细部设计和结构研究要求

9、：进行厂房每个构件的细部设计和结构计算，最终确定厂房各部分尺寸。对于招标设计计算，最终确定厂房各部分尺寸。对于招标设计中的基本决定，一般不会有重大改变。中的基本决定，一般不会有重大改变。前言：厂房布置设计内容与程序前言：厂房布置设计内容与程序12.1 厂房布置设计所需的基本资料厂房布置设计所需的基本资料黑龙江大学水利电力学院第一节第一节 厂房布置设计所需的基本资料厂房布置设计所需的基本资料12.1 厂房布置设计所需的基本资料厂房布置设计所需的基本资料一、地形资料一、地形资料地形图。地形图。二、工程地质、水文地质二、工程地质、水文地质岩层、岩性、结构面、岩层、岩性、结构面、地震烈度、地下水、渗透

10、性等。地震烈度、地下水、渗透性等。三、水文三、水文各种特性流量，水位各种特性流量，水位流量关系。流量关系。四、气象四、气象气温、风级、风向、降水量、最大积雪气温、风级、风向、降水量、最大积雪深度、冻土层厚度。深度、冻土层厚度。五、水能规划五、水能规划水位、水头、动能参数。水位、水头、动能参数。六、主机组和机电设备资料。六、主机组和机电设备资料。七、设计标准七、设计标准决定于规模、重要性、失事可能造决定于规模、重要性、失事可能造成的危害。成的危害。八、建材八、建材来源、运输方式来源、运输方式黑龙江大学水利电力学院第二节第二节 主厂房的平面设计主厂房的平面设计12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面

11、设计 主厂房的平面设计要综合考虑上部结构部主厂房的平面设计要综合考虑上部结构部分和下部结构部分。主厂房的长度、宽度尺寸分和下部结构部分。主厂房的长度、宽度尺寸主要取决于：主要取决于：1、发电机定子及风罩墙；、发电机定子及风罩墙；2、水轮机蜗壳、尾水管尺寸；、水轮机蜗壳、尾水管尺寸；3、调速设备系统的布置方式；、调速设备系统的布置方式；4、主要设备的装卸方法和安装、检修、运行、主要设备的装卸方法和安装、检修、运行管理的要求；管理的要求；5、考虑结构布置和立面的艺术处理等问题。、考虑结构布置和立面的艺术处理等问题。黑龙江大学水利电力学院上部结构上部结构下部结构下部结构下部块体结构下部块体结构黑龙江

12、大学水利电力学院一、主厂房的上部结构部分一、主厂房的上部结构部分 12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计主厂房的上部结构部分有主机室和装配厂主厂房的上部结构部分有主机室和装配厂(安装间安装间)。装配厂装配厂主机室主机室黑龙江大学水利电力学院一、主厂房的上部结构部分一、主厂房的上部结构部分 q主机室又称主机间。空间尺寸的设计原则是在满足设备布置和安装、维护、主机室又称主机间。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，降低造价。运行、管理的前提下，尽量减小厂房尺寸，降低造价。 一、主厂房平面尺寸的确定一、主厂房平面尺寸的确定 (一一) 主厂房的长度主

13、厂房的长度 L= nL1 + L安安 + L 1机组段长度机组段长度L1 机组段长度是指相邻两台机组中心线之间的距离机组段长度是指相邻两台机组中心线之间的距离机组间距。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，在高水头情况下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，在高水头情况下常由发电机定子外径控制。常由发电机定子外径控制。 12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计(一一) 主机室主机室黑龙江大学水利电力学院1、机组段长度的确定、机组段长度的确定12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院 (1) 当机组段间距由蜗壳尺寸控制时当机组段间距

14、由蜗壳尺寸控制时 L1 = L+x+L-xL+x=R1+1 L-x =R2 +2 1、2蜗壳外混凝土结构厚度。混凝土蜗壳一般蜗壳外混凝土结构厚度。混凝土蜗壳一般取取0.81.0m，金属蜗壳一般可取，金属蜗壳一般可取12m，边机组段一，边机组段一般取般取13m。 12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计1、机组段长度的确定、机组段长度的确定黑龙江大学水利电力学院(2) 当机组段间距由尾水管控制时当机组段间距由尾水管控制时 对称的尾水管对称的尾水管: L1 = B+23 B尾水管宽度；尾水管宽度；3尾水管混凝土边墩厚度，尾水管混凝土边墩厚度，一般取一般取1.52.0m，大型机组取大值。，大型机组

15、取大值。 非对称的尾水管：非对称的尾水管： L+x= B/2+3+d L-x = B/2+3 -d12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计1、机组段长度的确定、机组段长度的确定黑龙江大学水利电力学院(3) 当机组段间距由发电机定子外径控制时当机组段间距由发电机定子外径控制时 L1 = 3 + 4+b 3发电机风罩内径；发电机风罩内径； 4风罩壁厚，一般取风罩壁厚，一般取0.30.4m； b相邻两风罩外缘之间通道的宽度，一般取相邻两风罩外缘之间通道的宽度，一般取1.52.0m，如机组间设楼，如机组间设楼梯，取梯，取34m。12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计1、机组段长度的确定、机组段长

16、度的确定黑龙江大学水利电力学院q机组段长度应综合考虑厂房分缝、蜗壳和尾水管厚度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要求。为了减小机组间距，最好不洞和梁格系统布置要求。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。将调速器、油压装置和楼梯等布置在两台机组中间。q 对我国已建电站统计：坝后式厂房机组段长度约为水对我国已建电站统计：坝后式厂房机组段长度约为水轮机转轮直径

17、的轮机转轮直径的4倍；河床式厂房机组段长度约为水倍；河床式厂房机组段长度约为水轮机转轮直径的轮机转轮直径的33.8倍；引水式厂房机组段长度约倍；引水式厂房机组段长度约为水轮机转轮直径的为水轮机转轮直径的4.46倍。小容量电站机组间距倍。小容量电站机组间距约为水轮机转轮直径的约为水轮机转轮直径的6倍以上倍以上 。12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计1、机组段长度的确定、机组段长度的确定黑龙江大学水利电力学院12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计2、端机组段长度的确定、端机组段长度的确定 端机组段又称边机组段，指与装配场不同一端的端机组段又称边机组段，指与装配场不同一端的机组段。端机组段

18、长度机组段。端机组段长度L2的确定除满足机组段的要求的确定除满足机组段的要求外，还应考虑装配场的位置，场内是否布置进水阀，外，还应考虑装配场的位置，场内是否布置进水阀，起重设备吊运的要求等因素。起重设备吊运的要求等因素。黑龙江大学水利电力学院12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院 与装配场相邻的机组段长度与中间机组段长度相与装配场相邻的机组段长度与中间机组段长度相同，端机组段长度同，端机组段长度L2，除按中间机组相同的方法确定，除按中间机组相同的方法确定外，还应按起重机吊装发发电机转子或吊装进水阀时外，还应按起重机吊装发发电机转子或吊装进水阀时所需尺寸校核。附加长度按

19、下式计算：所需尺寸校核。附加长度按下式计算： L =(0.11.0)D1 (1)采用一台起重机吊装时，应保证起吊物体在吊钩的采用一台起重机吊装时，应保证起吊物体在吊钩的极限位置以内，并留极限位置以内，并留0.20.3m裕量。裕量。 (2)采用两台起重机吊装发电机转子时，应保证机组中采用两台起重机吊装发电机转子时，应保证机组中心线在起吊平衡梁的位置以内，并留心线在起吊平衡梁的位置以内，并留0.20.3m裕量。裕量。12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计2、端机组段长度的确定、端机组段长度的确定黑龙江大学水利电力学院3、主厂房宽度的确定、主厂房宽度的确定q以机组中心线为界，将以机组中心线为界，

20、将厂房宽度厂房宽度B分为上游侧宽分为上游侧宽度度Bs和下游侧宽度和下游侧宽度Bx。则。则厂房总宽度为厂房总宽度为 B=Bx+Bs q在确定在确定Bs和和Bx时，应分别时，应分别考虑考虑: 发电机层、水轮机层和蜗发电机层、水轮机层和蜗壳层三层的布置要求。壳层三层的布置要求。12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院 (1) (1) 发电机层发电机层q首先决定吊运转子首先决定吊运转子( (带轴带轴) )的方式，若由下游侧的方式，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。度决定。若从上游侧吊运

21、，则上游侧较宽。q发电机层交通应顺畅。发电机层交通应顺畅。主要通道宽主要通道宽2 23m3m，次，次要通道宽要通道宽1 12m2m。q在机旁盘前还应留有在机旁盘前还应留有1m1m宽工作场地，盘后应有宽工作场地，盘后应有0.80.81m1m宽检修场地，以便于运行人员操作。宽检修场地，以便于运行人员操作。 3、主厂房宽度的确定、主厂房宽度的确定12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院3、主厂房宽度的确定、主厂房宽度的确定12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院 (2) (2) 水轮机层水轮机层q 一般上下游侧分别布置水轮机辅助设备一般上下游侧分别布置

22、水轮机辅助设备( (即油水气管路等即油水气管路等) )和发电机辅助设备和发电机辅助设备( (电电流电压互感器、电缆等流电压互感器、电缆等) )。以这些设备布。以这些设备布置后，不影响水轮机层交通来确定水轮置后，不影响水轮机层交通来确定水轮机层的宽度。机层的宽度。3、主厂房宽度的确定、主厂房宽度的确定12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院3、主厂房宽度的确定、主厂房宽度的确定12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院 (3) (3) 蜗壳层：蜗壳层：q一般由设置的检查廊道、进人孔等确定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

23、要通宽度。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，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。以此确定蜗壳层平面宽度。3、主厂房宽度的确定、主厂房宽度的确定12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院3、主厂房宽度的确定、主厂房宽度的确定12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计蜗壳层平面图蜗壳层平面图黑龙江大学水利电力学院 (4) (4) 吊车标准宽度吊车标准宽度L Lk k：q当宽度基本确定后，最后要根据尺寸相近当宽度基本确定后，最后要根据尺寸相近的吊车标准宽度的吊车标准宽度L Lk k验证，厂房宽度必须满验证，厂房宽度必须满足吊

24、车安装的要求。足吊车安装的要求。 q 一般在高水头电站中，常由发电机层布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，在低水头水电站置要求确定厂房的宽度，在低水头水电站中常由下部块体结构确定厂房宽度。中常由下部块体结构确定厂房宽度。3、主厂房宽度的确定、主厂房宽度的确定12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院4、发电机层的设备和设施布置、发电机层的设备和设施布置12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计1）发电机布置形式：）发电机布置形式：定子外露式；定子外露式；定子埋入式；定子埋入式；上机架埋入式。上机架埋入式。黑龙江大学水利电力学院q1)发电机的布置型式发

25、电机的布置型式v定子外露式定子外露式：l发电机定子完全露出发电机定子完全露出于发电机层地面以上。于发电机层地面以上。l缺点缺点：发电机层地板：发电机层地板显得拥挤，同时水轮显得拥挤，同时水轮机层高度小，不便其机层高度小，不便其间布置夹层。采用较间布置夹层。采用较少。少。4、发电机层的设备和设施布置、发电机层的设备和设施布置12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院q1) 发电机的布置型式发电机的布置型式v定子埋入式定子埋入式：l发电机定子埋入发发电机定子埋入发电机层楼板下机坑电机层楼板下机坑内，上机架外露。内，上机架外露。l便于悬式发电机组便于悬式发电机组的推力轴承检修。

26、的推力轴承检修。l适用适用于单机容量在于单机容量在数十万数十万kW的大型机的大型机组。组。4、发电机层的设备和设施布置、发电机层的设备和设施布置12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院q1)发电机的布置型式发电机的布置型式v上机架埋入式上机架埋入式：l发电机定子和上机架发电机定子和上机架埋入发电机层楼板下埋入发电机层楼板下机坑内。机坑内。l发电机层较宽敞，水发电机层较宽敞，水轮机层高度大轮机层高度大,采用采用较多。较多。l适用适用于单机容量在于单机容量在10万万kW以上的大型机以上的大型机组。组。4、发电机层的设备和设施布置、发电机层的设备和设施布置12.2 主厂房的平

27、面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院凤滩水电站坝内式厂房凤滩水电站坝内式厂房黑龙江大学水利电力学院4、发电机层的设备和设施布置、发电机层的设备和设施布置12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计2）调速系统：各机组对应布置，上下对应；电气柜与机旁盘在一起。）调速系统：各机组对应布置，上下对应；电气柜与机旁盘在一起。3）机旁盘：各机组对应布置，每机）机旁盘：各机组对应布置，每机3-5盘（自动、继电保护、测温、盘（自动、继电保护、测温、动力等盘）动力等盘）4）励磁机盘：励磁机一般为与机组同轴的直流机，励磁盘一般与机旁）励磁机盘：励磁机一般为与机组同轴的直流机，励磁盘一般与机旁盘在一起盘在一

28、起5）楼梯：每两台机组之间设一楼梯，净宽）楼梯：每两台机组之间设一楼梯，净宽1-1.2m，坡度，坡度3438为为宜。宜。6）吊伐孔：与进水伐位置对应，其尺寸比进水伐稍大，每侧加）吊伐孔：与进水伐位置对应，其尺寸比进水伐稍大，每侧加0.25m7）交通道：上、下游设主通道）交通道：上、下游设主通道2-2.5 m，各设备间巡视检修净距，各设备间巡视检修净距1.5 m左右左右8）起重设备：桥吊工作范围，桥吊大钩的极限起吊高度）起重设备：桥吊工作范围，桥吊大钩的极限起吊高度黑龙江大学水利电力学院桥式起重机的工作范围桥式起重机的工作范围q 桥式起重机的主钩和副钩所能到达的范围称为桥式起重机的主钩和副钩所能

29、到达的范围称为桥式起桥式起重机的工作范围重机的工作范围。吊车在上下移动时也有极限位置。吊车在上下移动时也有极限位置。q注：厂房内所有被起吊的设备起吊中心均应在起重机注：厂房内所有被起吊的设备起吊中心均应在起重机的工作范围之内。的工作范围之内。 12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院三峡工程左岸坝后式厂房三峡工程左岸坝后式厂房黑龙江大学水利电力学院葛洲坝水电站二江河床式厂房葛洲坝水电站二江河床式厂房黑龙江大学水利电力学院白山水电站地下式厂房白山水电站地下式厂房黑龙江大学水利电力学院隔河岩水电站河岸引水式厂房隔河岩水电站河岸引水式厂房黑龙江大学水利电力学院广州抽水蓄能电站

30、地下式厂房广州抽水蓄能电站地下式厂房黑龙江大学水利电力学院q1.安装间的位置安装间的位置v安装间一般均布置在主厂房有对外道路的一端安装间一般均布置在主厂房有对外道路的一端。对。对外交通通道必须直达安装间，车辆直接开入安装间外交通通道必须直达安装间，车辆直接开入安装间以便利用主厂房内桥吊卸货。以便利用主厂房内桥吊卸货。v水电站对外交通运输道路可以是铁路、公路或水路。水电站对外交通运输道路可以是铁路、公路或水路。对于大中型水电站，由于部件大而重，运输量又大，对于大中型水电站，由于部件大而重，运输量又大，所以常建设专用的铁路线，中小型水电站多采用公所以常建设专用的铁路线，中小型水电站多采用公路。路。

31、 12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院q2.安装间的尺寸安装间的尺寸v安装间与主厂房同宽以便桥吊通行，所以安装间的面积安装间与主厂房同宽以便桥吊通行，所以安装间的面积就决定了它的长度。就决定了它的长度。v安装间的面积可按一台机组扩大性检修的需要确定，一安装间的面积可按一台机组扩大性检修的需要确定，一般考虑放置般考虑放置四大部件四大部件，即，即发电机转子、发电机上机架、发电机转子、发电机上机架、水轮机转轮、水轮机顶盖水轮机转轮、水轮机顶盖。四大部件要布置在主钩的工。四大部件要布置在主钩的工作范围内，其中发电机转子应全部置于主钩起吊范围内。作范围内，其中发电机转子应全部

32、置于主钩起吊范围内。发电机转子和水轮机转轮周围要留有发电机转子和水轮机转轮周围要留有12m的工作场地。的工作场地。v缺乏资料时，安装间长度可取缺乏资料时，安装间长度可取1.25l.5倍机组段长。倍机组段长。v多机组电站，安装间面积可根据需要增大或加设副安装多机组电站，安装间面积可根据需要增大或加设副安装间。间。 12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院q3.安装间的布置安装间的布置 12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院q3.安装间的布置安装间的布置v安装间内要安排运货车的停车位置安装间内要安排运货车的停车位置v堆放试重快或设置试重地锚，以进行

33、桥吊安装后的静荷试验堆放试重快或设置试重地锚，以进行桥吊安装后的静荷试验和动荷试验。和动荷试验。v主变压器有时也要在安装间进行大修，这时要考虑主变压器主变压器有时也要在安装间进行大修，这时要考虑主变压器运入的方式及停放的地点。主变压器大修时常需吊芯检修，运入的方式及停放的地点。主变压器大修时常需吊芯检修，在安装间上设尺寸相当的变压器坑。在安装间上设尺寸相当的变压器坑。v安装间大门尺寸：采用标准轨火车运输时不应小于安装间大门尺寸：采用标准轨火车运输时不应小于4.2m5.4m，采用载重汽车运输不小于，采用载重汽车运输不小于3.3m4.5m。v发电机转子放在安装间上时主轴要穿过地板，地板上在相应发电

34、机转子放在安装间上时主轴要穿过地板，地板上在相应位置要设大轴孔，位置要设大轴孔，在轴下要设大轴承台，并预埋底脚螺栓。在轴下要设大轴承台，并预埋底脚螺栓。12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院q1.发电机的支承结构发电机的支承结构(机座或机墩机座或机墩)v1）机座作用）机座作用l将发电机支承在预定位置上，并为机组的运行、维护、将发电机支承在预定位置上，并为机组的运行、维护、安装和检修创造条件。安装和检修创造条件。v 2）要求）要求l具有足够的强度和刚度，具有良好的抗振性能。一般为具有足够的强度和刚度，具有良

35、好的抗振性能。一般为钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构。v3）常见的机墩形式）常见的机墩形式l圆筒式圆筒式 平行墙式平行墙式 环形梁立柱式环形梁立柱式 框架式框架式Next12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院(1) 圆筒式机墩圆筒式机墩q结构形式为厚壁钢筋混凝结构形式为厚壁钢筋混凝土圆筒，其壁厚在土圆筒，其壁厚在1m以以上。上。v优点优点：刚度较大，抗振、：刚度较大，抗振、抗扭性能较好。抗扭性能较好。v缺点缺点：水轮机直径较小时，：水轮机直径较小时，水轮机的安装、维修、维水轮机的安装、维修、维护不方便护不方便 Back12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学

36、水利电力学院(2) 平行墙式机墩平行墙式机墩q适用于大型机组，由平行适用于大型机组，由平行的钢筋混凝土墙和横梁组的钢筋混凝土墙和横梁组成。成。v 特点特点：水轮机顶盖处宽敞，：水轮机顶盖处宽敞，工作方便工作方便Back12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院(3) 环形梁立柱式机墩环形梁立柱式机墩q由环形梁和立柱组成。由环形梁和立柱组成。v优点优点：混凝土需要量小，水轮：混凝土需要量小，水轮机顶盖处宽敞，设备的安装、机顶盖处宽敞，设备的安装、布置、维修等比较方便。布置、维修等比较方便。v缺点缺点：是抗振、抗扭性能较差，：是抗振、抗扭性能较差，结构刚度小。一般用结构刚度小

37、。一般用中小型机中小型机组组。Back12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院(4) 框架式机墩框架式机墩q由两个纵向刚架和两根横梁组由两个纵向刚架和两根横梁组成。成。v优缺点优缺点与环形梁立柱式机座相与环形梁立柱式机座相同，但其刚度更小，仅同，但其刚度更小，仅适用适用于于小型机组。小型机组。Back12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计黑龙江大学水利电力学院p适用于大型机组，下部块体结构除了留有必要适用于大型机组，下部块体结构除了留有必要的通道意外，全部为混凝土的通道意外，全部为混凝土。q优点：混凝土的强度和刚度大优点：混凝土的强度和刚度大。q缺点：混凝土方量大。

38、缺点：混凝土方量大。12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计(5) 块体机墩块体机墩黑龙江大学水利电力学院(4) (4) 钢机墩钢机墩：由钢结构组成。：由钢结构组成。q优点：发电机与水轮机直接配套，结构紧凑，优点：发电机与水轮机直接配套，结构紧凑，安装方便，减少了复杂的钢筋混凝土工程安装方便，减少了复杂的钢筋混凝土工程q缺点：消耗钢材较多，我国尚未采用。缺点：消耗钢材较多，我国尚未采用。12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计(6) 钢机墩钢机墩黑龙江大学水利电力学院12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计2、下部结构的进人孔、下部结构的进人孔黑龙江大学水利电力学院12.2 主厂房的平面

39、设计主厂房的平面设计机墩进人孔机墩进人孔蜗壳进人孔蜗壳进人孔尾水管进人孔尾水管进人孔黑龙江大学水利电力学院12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计3、水轮机层上、下游侧的布置、水轮机层上、下游侧的布置 以机墩为分界的上、下游侧分别布置油、气、水管道和电气设备，彼此互不干扰。有时还布置励磁盘和排水泵。 如果水轮机层高度达到68m时，应在其间增设出线层，布置水轮发电机引出线、中性点接地、母线和互感器等设备。 水轮机层布置有调速器的回复机构和接力器。金属蜗壳布置在上游侧，混凝土蜗壳可根据情况灵活布置。黑龙江大学水利电力学院12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计(二二) 蜗壳层蜗壳层黑龙江大学水

40、利电力学院q包角包角345度的金属蜗壳。度的金属蜗壳。q设计时要注意其外围混凝土的厚度一般不小于设计时要注意其外围混凝土的厚度一般不小于1m，可通过结构计算确定其厚度。，可通过结构计算确定其厚度。q蜗壳尺寸时确定厂房宽度和机组段长度的重要依蜗壳尺寸时确定厂房宽度和机组段长度的重要依据。据。Back12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计(二二) 蜗壳层蜗壳层黑龙江大学水利电力学院12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计(三三) 尾水管层尾水管层黑龙江大学水利电力学院Back12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计(三三) 尾水管层尾水管层1、尾水管：尾水管的作用是引导水流进入下游河道，、

41、尾水管：尾水管的作用是引导水流进入下游河道，并回收部分动能和势能。并回收部分动能和势能。黑龙江大学水利电力学院12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计(三三) 尾水管层尾水管层q在主厂房内下部结构的基础块体最低部位，常设在主厂房内下部结构的基础块体最低部位，常设置集水井或集水廊道，并在其上方设水泵室，以置集水井或集水廊道，并在其上方设水泵室，以便及时利用水泵排出基础渗水，厂内技术用水和便及时利用水泵排出基础渗水，厂内技术用水和生活用水的废水以及在蜗壳尾水管检修时排水。生活用水的废水以及在蜗壳尾水管检修时排水。q集水井的积水一般排往下游。集水井的积水一般排往下游。2、集水井、集水廊道和水泵室、

42、集水井、集水廊道和水泵室黑龙江大学水利电力学院12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计(四四) 装配场下层装配场下层q装配场下面一般有一层至二层可作辅助生产车间，装配场下面一般有一层至二层可作辅助生产车间，下面一层地面高程与水轮机层同高，便于交通。下面一层地面高程与水轮机层同高，便于交通。q在这两层通常布置油库、油处理室、油化验室、压在这两层通常布置油库、油处理室、油化验室、压气机室、机修间和电工维修车间等。气机室、机修间和电工维修车间等。黑龙江大学水利电力学院12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计(五五) 尾水平台尾水平台尾水平台是布置尾水闸门，启闭机的地方，也是主厂房的外部通道，在施

43、工期还可能是重要的运输道路。 黑龙江大学水利电力学院12.2 主厂房的平面设计主厂房的平面设计三、主厂房长度的确定三、主厂房长度的确定 长房的长度取决于机组台数长房的长度取决于机组台数n，机组间距，机组间距L1，边机，边机组段长度组段长度L2及安装间长度及安装间长度La。 L(n-1)L1L2La式中 黑龙江大学水利电力学院12.3 主厂房的剖面设计主厂房的剖面设计第三节第三节 主厂房的剖面设计主厂房的剖面设计 黑龙江大学水利电力学院12.3 主厂房的剖面设计主厂房的剖面设计黑龙江大学水利电力学院12.3 主厂房的剖面设计主厂房的剖面设计黑龙江大学水利电力学院 水电站下游最低尾水位的确定：水电

44、站下游最低尾水位的确定：12台机组时，台机组时，取取1/2台机组流量相应的尾水位；有台机组流量相应的尾水位；有34台机组时，台机组时，取取1台机组流量相应的尾水位；有台机组流量相应的尾水位；有5台以上机组时，台以上机组时，取取1.52台机组流量相应的尾水位。台机组流量相应的尾水位。12.3 主厂房的剖面设计主厂房的剖面设计 一、水轮机安装高程一、水轮机安装高程 水轮机安装高程是水电站厂房的控制性高程，它取决于水轮机安装高程是水电站厂房的控制性高程，它取决于水轮机的机型、允许吸出高度和电站下游最低尾水位。水轮机的机型、允许吸出高度和电站下游最低尾水位。黑龙江大学水利电力学院20minbHsT下1

45、2.3 主厂房的剖面设计主厂房的剖面设计 一、水轮机安装高程一、水轮机安装高程1)(9000 .10HHSTmin下T黑龙江大学水利电力学院sH12.3 主厂房的剖面设计主厂房的剖面设计 一、水轮机安装高程一、水轮机安装高程1minxDHsT下Tmin下T黑龙江大学水利电力学院 1主厂房基础开挖高程主厂房基础开挖高程 F =T - ( h3+h2+ h1) (h2+h3)尾水管的尺寸；尾水管的尺寸； h1尾水管底板混凝土厚度尾水管底板混凝土厚度 (根据地基性质根据地基性质和尾水管结构形式而定，一般取和尾水管结构形式而定，一般取12m) 2水轮机层地面高程水轮机层地面高程 1 =T + h4 h

46、4=蜗壳进口半径蜗壳进口半径+蜗壳顶部混凝土层厚度。金属蜗壳顶部混凝土层厚度。金属蜗壳顶部混凝土一般不低于蜗壳顶部混凝土一般不低于1.0m，混凝土蜗壳顶板厚，混凝土蜗壳顶板厚根据结构计算决定。根据结构计算决定。12.3 主厂房的剖面设计主厂房的剖面设计 二、主厂房其他高程确定二、主厂房其他高程确定黑龙江大学水利电力学院 3发电机装置高程发电机装置高程G G=T +( h4+h5+ h6)=1 +h5h6 h5发电机机墩进人孔高度发电机机墩进人孔高度 (一般取一般取1.8m2.0m)；还须满足水轮机层附属设备油、；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。气、水管道和发电

47、机出线布置要求的高度。 h6进人孔顶部混凝土厚度进人孔顶部混凝土厚度(一般为一般为1.0m左左右右)。 12.3 主厂房的剖面设计主厂房的剖面设计 二、主厂房其他高程确定二、主厂房其他高程确定黑龙江大学水利电力学院 4发电机层楼板高程发电机层楼板高程2 除应满足发电机层布置要求外，还应满足下列条件：除应满足发电机层布置要求外，还应满足下列条件：q保证水轮机层的净高不少于保证水轮机层的净高不少于3.54.0m，否则发电机出线和，否则发电机出线和油气水管道布置困难。油气水管道布置困难。q保证下游设计洪水不淹厂房。保证下游设计洪水不淹厂房。一般情况下，发电机层楼板面一般情况下，发电机层楼板面和装配场

48、楼板面高程齐平。和装配场楼板面高程齐平。q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。会增加厂房下部结构设在下游设计洪水位以上是不经济的。会增加厂房下部结构部分的混凝土工程量。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。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；交通道路设防水墙；12.3 主厂房的剖面设计主厂房的剖面设计 二、主厂房其他高程确

49、定二、主厂房其他高程确定黑龙江大学水利电力学院5起重机起重机(吊车吊车)的安装高程的安装高程Cqh7发电机定子高度和上机架高度之和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如果发电机定子为埋入式布置，布置，h7就仅为上机架的高度就仅为上机架的高度)；qh8吊运部件与固定的机组或设备间的垂直净距；水平净距吊运部件与固定的机组或设备间的垂直净距；水平净距0.3m，垂直净距垂直净距0.61.0m(如采用刚性夹具，为如采用刚性夹具，为0.250.5m)qh9最大吊运部件的高度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往往是发电机转子带轮或水轮机转轮带轴轴)；qh10吊运部件与吊

50、钩间的距离吊运部件与吊钩间的距离(一般在一般在1.01.5m左右左右)，取决于，取决于发电机起吊方式和挂索、卡具；发电机起吊方式和挂索、卡具；qh11主钩最高位置主钩最高位置(上极限位置上极限位置)至轨顶面距离，可从起重机要参至轨顶面距离，可从起重机要参数表查出。数表查出。11109872hhhhhC12.3 主厂房的剖面设计主厂房的剖面设计 二、主厂房其他高程确定二、主厂房其他高程确定黑龙江大学水利电力学院6 6屋顶高程屋顶高程屋顶高程屋顶高程R q应根据屋顶结构尺寸和形式确定，并应满足应根据屋顶结构尺寸和形式确定，并应满足起重机部件安装与检修、厂房吊顶和照明设起重机部件安装与检修、厂房吊顶

51、和照明设施布置等要求。施布置等要求。 R=C+ h12+ h13 h12小车高度；小车高度；h13为检修吊车需要为检修吊车需要在小车上方留有距离，一般取在小车上方留有距离，一般取0.5m。12.3 主厂房的剖面设计主厂房的剖面设计 二、主厂房其他高程确定二、主厂房其他高程确定黑龙江大学水利电力学院7 7装配场的楼板高程装配场的楼板高程 12.3 主厂房的剖面设计主厂房的剖面设计 二、主厂房其他高程确定二、主厂房其他高程确定 装配场楼板高程主要取决于对外交通道路高程和发电装配场楼板高程主要取决于对外交通道路高程和发电机层楼板高程。最理想的情况是，装配场与对外交通及发机层楼板高程。最理想的情况是，

52、装配场与对外交通及发电机层楼板高程齐平，且高于下游设计洪水位。电机层楼板高程齐平，且高于下游设计洪水位。 当低于设计洪水位时，装配场仍可与发电机层地面同当低于设计洪水位时，装配场仍可与发电机层地面同高，但此时装配场墙、门、对外交通需采取防洪措施。也高，但此时装配场墙、门、对外交通需采取防洪措施。也可将装配场高程提高，使其高于下游设计洪水位，但此时可将装配场高程提高，使其高于下游设计洪水位，但此时吊车轨顶高程应以装配场高程为基准。为了不增加厂房高吊车轨顶高程应以装配场高程为基准。为了不增加厂房高度，装配场也可以分为两部分布置，一部分与发电机层同度，装配场也可以分为两部分布置，一部分与发电机层同高

53、，另一部分高于下游设计洪水位，但装配场面积有所增高，另一部分高于下游设计洪水位，但装配场面积有所增加。加。 黑龙江大学水利电力学院12.3 主厂房的剖面设计主厂房的剖面设计 二、主厂房其他高程确定二、主厂房其他高程确定黑龙江大学水利电力学院12.3 主厂房的剖面设计主厂房的剖面设计 二、主厂房其他高程确定二、主厂房其他高程确定 8 8主阀廓道地面高程主阀廓道地面高程 主阀廓道地面高程主阀廓道地面高程 ZT0.5Df（0.81.0）m 。式中式中 Df主阀外径。主阀外径。 9 9尾水平台高程尾水平台高程 其高程最好与安装间地面高程相同，但也有根据下游洪其高程最好与安装间地面高程相同，但也有根据下

54、游洪水位以及设备布置和交通要求，使尾水平台高于或低于安装水位以及设备布置和交通要求，使尾水平台高于或低于安装间地面高程。间地面高程。 黑龙江大学水利电力学院第四节第四节 厂房的立面设计厂房的立面设计12.4 厂房的立面设计厂房的立面设计一、分清主次和轻重一、分清主次和轻重二、注意比例和尺度二、注意比例和尺度1、建筑体型本身的比例、建筑体型本身的比例2、建筑整体与局部或局部之间的比例、建筑整体与局部或局部之间的比例三、掌握重复和变化的韵律三、掌握重复和变化的韵律四、运用对比和微差四、运用对比和微差1、虚实的对比和微差、虚实的对比和微差2、材料质感的对比和微差、材料质感的对比和微差3、色彩的对比和

55、微差：真、淡、少。、色彩的对比和微差：真、淡、少。黑龙江大学水利电力学院一、油系统设备的布置一、油系统设备的布置 1 1作用及分类作用及分类 透平油透平油供给机组轴承的润滑油和操作用的压供给机组轴承的润滑油和操作用的压力油，作用：润滑、散热及传递能量；力油，作用：润滑、散热及传递能量； 绝缘油绝缘油供给变压器、油开关等电气设备的，供给变压器、油开关等电气设备的，作用：绝缘、散热及灭弧。作用：绝缘、散热及灭弧。 注：两种油的性质不同，应有两套独立的油系统，注：两种油的性质不同，应有两套独立的油系统，不能相混。不能相混。第五节第五节 厂房辅助设备布置厂房辅助设备布置12.5 厂房辅助设备布置厂房辅

56、助设备布置黑龙江大学水利电力学院 1 1、油库油库 接受和贮存油地方，油库设有油罐。接受和贮存油地方，油库设有油罐。 透平油的用油设备均在厂内，故透平油库一般布置透平油的用油设备均在厂内，故透平油库一般布置在厂内，只有在油量很大时才在厂外另设存贮新油在厂内，只有在油量很大时才在厂外另设存贮新油的油库。的油库。 绝缘油用量大的主变压器和开关站都在厂外，所以绝缘油用量大的主变压器和开关站都在厂外，所以绝缘油库常布置在厂外主变压器和开关站附近。绝缘油库常布置在厂外主变压器和开关站附近。 注：油库要特别注意防火，大于注：油库要特别注意防火，大于100100吨时油库应设吨时油库应设在厂外。在厂外。一、油

57、系统设备的布置一、油系统设备的布置12.5 厂房辅助设备布置厂房辅助设备布置黑龙江大学水利电力学院 2 2、油处理室油处理室 设有油泵和滤油机，有时还有油再生装置。设有油泵和滤油机，有时还有油再生装置。一般设在油库旁。透平油与绝缘油常合用油处一般设在油库旁。透平油与绝缘油常合用油处理室。相邻水电站可合用一套油处理设备。理室。相邻水电站可合用一套油处理设备。 3 3、油化验室、油化验室 布置在发电机层地面以上的副厂房内或厂房布置在发电机层地面以上的副厂房内或厂房外面。应有良好的防火、防尘、防潮、采光和外面。应有良好的防火、防尘、防潮、采光和通风措施，并尽量远离有振动的地方。通风措施，并尽量远离有

58、振动的地方。一、油系统设备的布置一、油系统设备的布置12.5 厂房辅助设备布置厂房辅助设备布置黑龙江大学水利电力学院 4 4、中间排油槽中间排油槽 当油库设于场外时，在厂房下部结构中布置中当油库设于场外时，在厂房下部结构中布置中间排油槽，以存放各种设备排出来的污油。间排油槽，以存放各种设备排出来的污油。 5 5、补给油箱补给油箱 设在主厂房的吊车梁下。当设备中的油有消耗设在主厂房的吊车梁下。当设备中的油有消耗时，从补给油箱自流补给新油。时，从补给油箱自流补给新油。 6 6、废油槽废油槽。 在每台机组的最低点设废油槽，收集漏出的废在每台机组的最低点设废油槽，收集漏出的废油。油。一、油系统设备的布

59、置一、油系统设备的布置12.5 厂房辅助设备布置厂房辅助设备布置黑龙江大学水利电力学院 7 7、事故油槽事故油槽 当变压器、油开关、油库发生燃烧事故时迅速当变压器、油开关、油库发生燃烧事故时迅速将油排走，以免事故扩大。油可排入事故油槽中或将油排走，以免事故扩大。油可排入事故油槽中或直接排入下游河道。直接排入下游河道。 事故油槽应布置在便于充油设备排油的位置，并事故油槽应布置在便于充油设备排油的位置，并便于灭火。便于灭火。 8 8、油管油管 油系统各部分的连接管路，常沿水轮机层的一油系统各部分的连接管路，常沿水轮机层的一侧布置干管。水管和油管要避免布置在电气设备上侧布置干管。水管和油管要避免布置

60、在电气设备上方。方。一、油系统设备的布置一、油系统设备的布置12.5 厂房辅助设备布置厂房辅助设备布置黑龙江大学水利电力学院二、压缩空气系统设备的布置二、压缩空气系统设备的布置q组成组成： 空压机、储气罐、输气管、测量控制元件。空压机、储气罐、输气管、测量控制元件。q布置布置：厂房内高低压系统均要设置。厂房内高低压系统均要设置。空气压缩机室一般布置在水轮机层，装配空气压缩机室一般布置在水轮机层，装配场的下面，其噪声很大，要远离中央控制室场的下面，其噪声很大，要远离中央控制室满足防火防爆要求。满足防火防爆要求。12.5 厂房辅助设备布置厂房辅助设备布置黑龙江大学水利电力学院三、供水系统布置三、供