第二节河床式厂房和泄流式厂房

厂房泄水的厂房，称为泄流式河床式厂房，简称泄流式厂房。一、装置立轴轴流式水轮机的河床式厂房图17-5所示为一装置立轴轴流式水轮机的河床式厂房该厂房装有5台103MW的轴流转桨式水轮机，转轮直径8.50m，最大水头32.3m，机组流量556 。17-5装置立轴轴流式水轮机的河床式厂房〔a〕横剖面图；〔b〕蜗壳层平面图装置立轴轴流式水轮机的河床式厂房一般均承受钢筋混凝土蜗壳，厂房机组段的长度由蜗壳前室的宽度加上边墙的厚度予以确定。厂房的下部尺寸与蜗壳的包角和蜗壳的断面．外形有关，蜗壳包角和断面外形180°，承受这`135°180°包角的大，因而厂房机组段的长度较大，但承受135°包角时，在机组段长度的方向上，机组轴在机组段内位置居中，便于在厂房下部构造内对称布置泄水孔，泄水孔进出水的水流条件较好，所以包角为135°的蜗壳常在泄流式厂房中承受。在蜗壳的断面外形上，下伸不对称的梯形断面，利用尾水管肘管段上面的空间布置蜗壳，水轮机层的高程可降低，机组主轴的长度可以缩短，便于厂房在低水位时投人运行。同时，调速机接力器在布置高程上可接近水轮机顶盖，平面位置也较敏捷。承受下伸不对称梯形断面蜗壳的厂房布置状况17-5。另一种断面为上伸不对称梯形断面，承受这种断面的蜗壳时，便于抬高进水口底槛的高程〔见图11-4)，但水轮机层的高程要提高，丰轴的长度就要加大，对子在蜗壳下面布置泄水底孔的泄流式厂房，为了泄水底孔布置的需要，可以承受这种断面外形的蜗壳，或者承受上下伸结合的梯形断面蜗壳。河床式厂房顺水流方向由进水口段、主厂房段和尾水段组成。要确定。承受河床式厂房的水电站一般水库容积不大，水库深度小，洪水期污物漂流严峻，进水口拦污和清污供给，不致停机。河床式厂房一般可只设能在动水中下降的事故工作闸门和在静水中启闭的检修闸门，但这时应在轴流145％时，事故配压阀启动关闭转叶，转叶全部关闭时水气机过水流量很小，这时再放下检修闸门。进水口段垂直水流方向的宽度即为厂房机组段的长度。进口净宽较大时需设一或两道中间隔墩，以减蜗壳前室的程度对水轮机水流状态有影响，需由水力试验确定。河床式厂房水头低，水轮机尾水管的长度相对较大，因而厂房尾水段顺流向的尺寸就较大，尾水平台段内，否则会恶化尾水管内的流态，降低水轮机的效率，诱发机组振动。水头较高的河床式厂房，进水口平台远高于发电机层楼板，这时主机房的上游侧为挡水墙。洪枯水位变幅大的河谷，洪水期下游水位很高，这时尾水平台往往也远高于发电机层楼板，主厂房下游侧及两端也电设备由竖井吊人安装间，该厂房的主变、厂内配电设备以及副厂房也布置在厂房顶上。应实行措施减小厂基渗透压力，保证厂房整体稳定，削减渗漏，防止渗透变形，满足地基承载力要求，削减不均匀沉降。厂房上下游沉降差异较大时，机组主轴、会产生不允许的倾斜。机组段之间的不均匀沉降会使吊车梁接缝处轨面错开，不均匀沉降．过大还会损坏机组段间温度沉降缝中的止水设备。此外，软基上的河床式厂房，其尾水渠须用护坦加固。河床式厂房的水库小，泥沙极易淤积于厂房前。为防止泥沙积存和磨损水轮机，最重要的是在枢纽布小过机泥沙的粒度。二、装置贯流式机组的河床式厂房20m的大中型河床式水电站往往承受灯泡式贯流机组，装置大中型灯泡式贯流机组的河床式17-6。图17-6马迹塘水电站厂房18.5MW6.6m6.3m,转速75r/min。机组转轮局部装置于转轮室内，发电机局部设于位于水轮机上游的灯泡体内，马迹塘水电站厂房的灯泡体固定于混凝土墩上，有的水电站厂房中灯泡体用辐射布置的混凝土支承构造固定于流道中，以改善流道中的流态。灯泡体外壳可以拆开以便装卸发电机，电机转子直径不大时可从转轮室吊出灯泡体，否则需在灯泡体流道上方设专用吊孔吊运发电机。灯泡的首尾部设有通道供运行人员进出和引出母线，见图17-6。管道和电缆，尺寸适宜时也可兼作通道。灯泡式贯流机组的发电机装置在灯泡体内，发电机定子是灯泡体的组成局部，灯泡体的直径由发电机的轴向推力大好几倍。在水头比较小的河床式厂房中，承受贯流机组与承受立轴轴流机组比较，前者厂房机组段长度和安装场尺寸减小，构造简洁，厂基面可以提高，厂房钢筋混凝土和开挖土石方量可削减，施工安装便利。在水轮机方面，贯流机组的效率高于竖轴轴流机组。由于允许将机组装得低些也不致引起深开挖，水轮机的气20m25％，机电投15％。三、泄流式河床式厂房泄水道可布置在蜗壳与尾水管之间，以底孔形式泄水，如图17-7所示；也可布置在蜗壳顶板上〔发电机置于井内〕，发电机层上部或主机房顶上，以堰流方式泄水；也可在尾水管之间布置泄水廊道，或将机组段置在发电机层顶部。图17-7泄流式厂房〔泄水孔布置在蜗壳和尾水管之间〕在多沙河流上利用厂房的泄水底孔排沙效果显著；我国某电站进展的现场测验说明，厂房泄水底孔的单位7-88-9倍，底孔排沙时期进人水轮机的泥沙颗粒级配较人库泥沙细得多，底孔排沙对厂房起到“门前清”的作用，为特地的冲沙闸排沙所不及。河流漂污问题严峻和有排冰要求时，利用厂房的滋流堰泄水可顺畅地排解厂房前的漂污和浮冰，防止或减轻污物、冰块积存在进水口前封堵拦污栅。图17-8泄流式厂房〔灯泡式贯流机组、泄水堰布置在发电机层上部〕厂房机组段与泄水闸闸墩结合，这种厂房为闸墩式厂房。承受闸墩式厂房时，厂房与泄水闸的总长度建枢纽前一样，排沙、排污和排冰的效果较好。闸墩式厂房的缺点是机组分散，施工和运行格外不便。17-9泄水增差原理河床式厂房在洪水期上游水位壅高不多，由于下游洪水位抬高，使得洪水期水轮机的水头大大减小，17-9。图上H为厂房不泄水时厂房上下游的落差， 为通过厂房泄水道泄水时的落差，△H即为厂房泄水射流增加的落差。国外某水电站进展的原型测验说明，由于底孔泄水增加落差的效益，最大时机组出力7.44.8％。不过，为取得射