1、第八章 水电站厂房,第一节 概述 第二节 立式机组厂房橫剖面布置 第三节 立式机组厂房布置 第四节 卧式机组厂房布置 第五节 水电站厂房的类型和布置,第一节 概述,一、水电站设计的基本资料 （一）地形地质资料 （二）水文资料 （三）气象资料 （四）机电设备资料 1、水轮机及调速设备 2、发电机 3、辅助设备资料 4、主变压器与开关站,二、水电站机电设备系统 （一）水流系统 包括压力水管、主阀、水轮机（蜗壳、导水机构、转轮、尾水管）、尾水闸门和尾水渠等。 （二）电流系统 包括发电机、户内配电装置、主变压器、户外配电装置四大部分。 （三）水轮发电机的附属设备、辅助设备和电气二次回路控制设备 1、附
2、属设备 2、辅助设备 3、电气二次回路控制设备,厂房枢纽的建筑物按其类型可分为：主厂房、副厂房、主变压器场和开关站。 （1）主厂房是由主机间和安装检修间，是厂房的主要组成部分。主机间内布置有主要机电设备和辅助设备。 （2）副厂房主要包括中央控制室、开关室等。 （3）主变压器场主要布置主变压器。 （4）开关站是布置户外配电装置的场所，通过高压输电线由此将电能输往电网。 厂区四大建筑物与电流系统四大部分相对应：发电机主厂房；户内配电装置（开关柜）副厂房的开关室；主变压器主变压器场；户外配电装置开关站。这是厂区布置时应考虑的重要因素。,三、厂房的结构轮廓 本节主要介绍立式机组厂房的结构轮廓。 立式水
3、电站厂房的结构特点是分层布置，水轮机与发电机布置在不同层，一般分水轮机层、发电机层。习惯上把发电机层地面高程以上部分称为上部结构，以下为下部结构。 上部结构包括围墙、排架柱、牛腿、吊车梁和厂房屋面结构，地面属于发电机层。 下部结构一般可细分为水轮机层和蜗壳尾水管层，有时可增设出线（电缆）层，水轮机层以下为混凝土块体结构。,第二节 立式机组厂房横剖面布置,一、水轮机的剖面布置 （一）水轮机类型及其组成 水轮机是将水能转变为旋转机械能的动力设备。根据能量转换特征的不同可分为两大类。 反击式水轮机是将水流的压能、位能和动能直接转变为旋转机械能的水轮机。 冲击式水轮机是将水流的能量转换为高速水流的动能
4、，再将水流动能转换为旋转机械能的水轮机，它不能直接转化利用水流的压能和位能。,1、反击式水轮机 反击式水轮机的转轮由若干个具有空间扭曲面的刚性叶片和轮毂等组成。当压力水流通过转轮时，由于叶片的作用，迫使水流改变其流动的方向和流速的大小，因而水流便以其势能和动能给叶片以反作用力，并形成旋转力矩使转轮转动。 反击式水轮机按转轮区水流相对于主轴的方向不同可分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式等不同类型的水轮机。,（1）混流式水轮机。水流以辐向从四周进入转轮，而以轴向流出转轮的水轮机称为混流式水轮机。 （2）轴流式水轮机。水轮机的水流在进入转轮时，流向与主轴中心线平行，水流经过转轮后又沿轴向流出，所以称
5、为轴流式水轮机。 （3）斜流式水轮机。水流流经转轮时与机组主轴斜交的水轮机称为斜流式水轮机。 （4）贯流式水轮机。当水轮机的主轴成水平或倾斜布置，装置在流道中，使水流直贯转轮，这种水轮机称为贯流式水轮机。,2、冲击式水轮机 主要由喷管和转轮组成。来自钢管的高压水流通过喷管端部的喷嘴变为高速的自由射流，射流冲击转轮叶片，产生转动力矩，推动转轮转动。按其射流冲击转轮的方向不同，可分为以下三种。 （1）水斗式水轮机。转轮上装有水斗，水流在转轮的转动平面内沿圆周切线方向冲击转轮上的水斗而作功。 （2）斜击式水轮机。射流沿着与转轮平面成某一角度的方向，冲击转轮叶片。 （3）双击式水轮机。由喷嘴出来的射流
6、首先从转轮上部冲击叶片，接着水流又在转轮下部内缘再一次冲击叶片。,（二）反击式水轮机的基本构造和尺寸 现代水轮机一般由进水设备、导水机构、转轮和出水设备所组成。 1、水轮机的进水设备 反击式水轮机进水设备有开敞式和封闭式两大类。 2、水轮机的出水设备 目前工程上常用的尾水管型式有直锥形、弯锥形和弯肘形三种，前两种适用于小型水轮机，后一种适用于大中型水轮机。,3、调速器 调速系统由三部分组成：调速器操作柜、油压装置、接力器。 4、水轮机安装高程 水轮机的安装高程是根据汽蚀条件进行计算确定的，但在水轮机的布置中，还要校核尾水管出口的最小淹没水深，以保证尾水管的正常工作。 （三）蜗壳与尾水管布置,二
7、、发电机的剖面布置 （一）发电机的型式和布置方式 （1）发电机的型式有悬挂式、伞式两种。 （2）发电机的布置方式。发电机一般布置在发电机层或发电机层地面以下，主要形式有三种：埋没式、敞开式、半岛式。 （二）发电机支承结构 三、上部结构的剖面布置,第三节 立式机组厂房布置,一、发电机层平面布置 （一）机组段长度 （二）安装间长度 （三）发电机层的设备布置 （四）厂内交通 （五）厂外交通,二、水轮机层的布置 1、油系统 水电站的油系统包括透平油和绝缘油两个系统。 2、压气系统 水电站所需的压气系统有两部分，高压系统和低压系统。 3、水系统 水电站厂房有两套水系统：供水系统和排水系统。,三、蜗壳层的
8、布置 水轮机层地面以下基本上是混凝土块体结构，蜗壳尾水管埋设在这些混凝土之中，蜗壳的上游侧设有主阀室（廊道）。 四、副厂房的布置 （一）中央控制室 （二）集缆室 （三）继电保护室 （四）开关室 （五）通讯室及远动装置室,第四节 卧式机组厂房布置,一、卧式机组地面厂房的特点 卧式机组地面厂房分为上部结构和下部结构,上部为单层结构，布置有水轮机、发电机、调速器、机旁盘、桥式吊车等，平面上划分为主机室和安装间。下部结构主要有尾水室、尾水渠、主阀坑、管沟和基础等。 与立式机组厂房相比，卧式机组厂房高度低、平面尺寸大，结构简单，造价低，设备布置安装、检修和维护方便，适应于小型水电站。,二、厂房的设备布置
9、 （一）机组排列方式 卧式机组的水轮机和发电机成一线布置在厂房内，机组的排列方式有以下几种。 （1）横向排列 （2）纵向排列 （3）斜向排列 （二）混流式、冲击式水轮机组厂房的设备布置 三、卧式机组主厂房尺寸的拟定（略）,第五节 水电站厂房的类型和布置,一、水电站厂房的基本类型 （一）地面式厂房 1、河床式厂房 2、坝后式厂房 3、坝内式厂房 4、河岸式厂房 （二）地下式厂房 （三）抽水蓄能电站厂房 （四）潮汐电站厂房,二、厂区布置的任务和原则 （一）布置任务 厂区布置是指以水电站的主厂房为核心，合理安排主厂房、副厂房、主变压器场、高压开关站、引水道、尾水道及厂区交通的相互位置。 （二）布置原则 （三）各组成部分的布置 1、主厂房布置 2、副厂房 3、主变压器场 4、高压开关站,
