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水工建筑物——電站廠房

 

1.水電站廠房的功用是什么? 2.水電站廠房的基本類型有幾種?
3.什么叫溢流式廠房? 4.什么叫壩內式廠房?
5.水電站廠房主要由哪幾部分組成? 6.什么是主廠房?
7.什么是副廠房? 8.主廠房的布置原則是什么?
9.臥式機組廠房與立式機組廠房相比有什么特點? 10.立式機組主廠房的輪廓尺寸如何確定?
11.什么叫廠房的上部結構,下部結構、下部塊體結構? 12.什么叫水流系統?
13.發電機機場的作用是什么? 14.發電機機墩有哪幾種型式?
15.對廠房中央控制定有什么要采? 16.如何確定水輪機層的地面高程?
17.如何確定發電機層的地面高程? 18.如何確定廠房的地面高程?
19.如何確定吊車軌道的頂部高程? 20.副廠房的布置包括哪些內容?
21.什么叫電流系統? 22.電流系統的布置有哪些要求?
23.橋式吊車的起重量如何確定? 24.什么是電站的排水系統?
25.怎樣考慮廠房的取暖? 26.怎樣考慮廠房的通風問題?
27.廠房為什么要專設消防系統? 28.廠區布置包括哪些方面?
29.布置升壓站的原則是什么? 30.怎樣考慮廠內交通?
31.如何布置電站廠房的對外交通? 32.電站廠房尾水渠如何布置?
33.尾水閘門的作用是什么? 34.如何確定廠房基礎開招高程?
35.電站廠房受的主要荷載有哪些?    

問題解答

1.水電站廠房的功用是什么?

水電站廠房的任務是通過一系列工程措施,將水流平順地引入及引出水輪機,將各種必需的機電設備安置在恰當的位置,給它們創造良好的安裝、檢修及運行條件,并給運行人員以良好的工作環境。

 

2.水電站廠房的基本類型有幾種?

水電站廠房按其結構特征分類有三種基本類型:引水式、壩后式和河床式。隨著水電技術的發展,每種基本類型又發展出若干型式,從壩后式廠房發展的溢流式和壩內式廠房;從河床式廠房發展豎軸軸流式機組的河床式廠房;貫流式機組的河床式廠房,泄水式廠房、閘墩式廠房,引水式地下廠房廣泛用于水電建設中,已成為一種獨特的廠房型式。

 

3.什么叫溢流式廠房?

廠房布置在溢流壩段后,水流通過廠房頂下泄,這樣的廠房稱為溢流式廠房。

 

4.什么叫壩內式廠房?

主機房布置在壩體空腔內的廠房稱為壩內式廠房。

 

5.水電站廠房主要由哪幾部分組成?

廠房樞紐的建筑物一般由主廠房、副廠房、變壓器場及高壓開關站等四部分組成。

 

6.什么是主廠房?

水電站主廠房是指由主廠房構架及其下的廠房塊體結構所形成的建筑物,并布置主要動力設備。

 

7.什么是副廠房?

副廠房是指為了布置各種輔助設備及工作、生活用房而在主廠房鄰近所建筑的房屋。

 

8.主廠房的布置原則是什么?

主廠房的布置原則有以下四點:

(l)為了縮短壓力管道,以節省投資,減小水錘壓力,改善機組運行條件,主廠房的位置,對壩后式廠房應盡量靠近攔河壩,對引水式電站廠房應盡量接近前地或調壓室。

(2) 主廠房的尾水渠應遠離溢洪道或泄洪洞的出口,以免下游水位波動對機組運行不利,尾水渠的位置還應使尾水與原河道水流能平順銜接,并不被河道泥沙淤塞,在保證這些要求下,盡量縮短尾水渠長度,以減少工程量。

(3)主廠房應建于較好的地基上,其位置還應考慮對外交通與出線的方便,不受施工導流干擾。

(4)下游水位變幅大的水電站,在廠房布置時,應考慮廠房必要的防洪措施。

 

9.臥式機組廠房與立式機組廠房相比有什么特點?

臥式機組廠房有以下特點:

(1)廠房不直接擋水,水流由壓力水管經蝸殼引入水輪機,因而廠房擋水部分的高程布置不受上游水位的影響.

(2)廠房布置分層少,通常水上部分與水下部分只各一層,水上部分的一層(發電機層)有集水井,有時還有蝴蝶閥坑等;水分的一層布置尾水管和尾水渠(室)。

 

10.立式機組主廠房的輪廓尺寸如何確定?

立式機組主廠房的輪廓尺寸是指土廠房的長度、寬度和主廠房的長度是裝配場的長度與機組段總長度之和。主廠房度首先取決于水輪機和發電機外形尺寸,還取決于橋吊的跨各層的布置,也可能受吊運最大部件的影響。主廠房的高度水定水輪機的安裝高程,向下可定出尾水管底板高程及廠房底板高程,向上可定出以上各層的高程;水上取決于發電機轉子輪機轉動部分高度及吊裝方法。

 

11.什么叫廠房的上部結構,下部結構、下部塊體結構?

按照一般習慣,發電機層以上稱上部結構,發電機層以下下部結構,而水輪機層以下則稱下部塊體結構。

 

12.什么叫水流系統?

水流系統是指水輪機及其進出口設備,包括鋼管、蝴蝶閥、蝸殼、水輪機、尾水管、尾水閘門等。

 

13.發電機機場的作用是什么?

發電機機墩的作用是將發電視支承在預定的位置上,并組的運行、維護、安裝、檢修創造有利的條件。機墩必須具有足強度和剛度,振動的振幅要小,保證彈性穩定。

 

14.發電機機墩有哪幾種型式?

常見的機墩有以下幾種:

(1)圓筒式機墩。

(2)框架式機墩。

(3)塊體機墩。

(4)平行墻式機墩。

(5)鋼機墩。

 

15.對廠房中央控制定有什么要采?

廠房中央控制室是全廠監視、控制的中心,要求寬敞、明亮、干燥、安靜、氣溫適宜,以利于各種儀表正常工作,并給值班人員創造良好的工作環境。中央控制室最好靠近發電機層,與主廠房聯系方便,處理故障迅速。它最好位于主廠房與高壓開關站之間,并盡可能與主機室位于同一高程,若受地形限制,不能布置在同一高程時,其高程差不宜超過5.0-6.0m,并應在中央控制室外側設觀察平臺,用以觀察主機組運行情況。

(1)機組軸線與廠房縱軸線平行。

(2)機組軸線與廠房縱軸線垂直。

(3)機組軸線與廠房縱軸線成一個角度。

 

16.如何確定水輪機層的地面高程?

根據已定出的水輪機安裝高程,按照蝸殼的斷面尺寸及其頂部混凝土保護層的厚度,即可定出水輪機層的地面高程。

 

17.如何確定發電機層的地面高程?

根據水輪機層地面高程加上水輪機層的高度,再加上發電機層地板的厚度,即得出發電機層的地面高程。

 

18.如何確定廠房的地面高程?

廠房的地面高程最好與對外交通道路的高程相同,并高出下游最高洪水位。但有時限于電站的地形條件或下游洪水位太高,不能完全滿足上述要求,此時可根據具體情況,使廠房地面高程與對外道路的高程相同,而高于發電機層的地面高程,或廠房地面高程與發電機層地面高程相同,且都低于下游最高洪水位,此時廠房應采取擋水墻等防洪措施。如檔水墻的工程太大時,還有一種方式是將主廠房大門做成止水門,洪水來時將大門關閉,斷絕對外運輸,值班人員則可由高處的通道進入廠房。

 

19.如何確定吊車軌道的頂部高程?

吊車軌道的頂部高程應根據廠內最大安裝部件的長度、吊鈞的極限高度以及吊起部件與運行機組的安全距離等因素確定。

 

20.副廠房的布置包括哪些內容?

副廠房主要布置與電站運行有關的一些電氣設備,此外,還需布算機電修理、試驗專業房間以及辦公、生活用房等。

 

21.什么叫電流系統?

電流系統即所謂電氣一次回路系統,包括發電機、發電機引出線、發電機電壓配電設備、主變壓器、高壓開關站及各種電纜、母線等。

 

22.電流系統的布置有哪些要求?

電流系統的布置要求引出線短,沒有干擾,母線道干燥,通風散熱條件好等。

 

23.橋式吊車的起重量如何確定?

水電站廠房內的橋式吊車是用來吊運主機和輔助設備,以進行主機或其他設備的安裝和檢修。因此,吊車的起重量決定于需要由它來吊運的最重部件,通常是發電機轉子(帶軸)。

 

24.什么是電站的排水系統?

電站的排水系統又可分為滲漏水的排水系統和檢修排水系統。廠房內的生活用水、技術用水、各種部件及伸縮縫與沉陷縫的滲漏水均需排走,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滲漏水,則集中到集水井內,再以水泵排往下游,這個系統簡稱為滲漏排水系統。機組檢修時常需放空蝸殼及尾水管,為此需設檢修排水系統。

 

25.怎樣考慮廠房的取暖?

廠房內的溫度在冬季不能過低,以保證機電設備的正常運行。廠房內的采曖,如在主廠房或毗鄰主廠房的場所,可以利用發電機放出的熱量。實踐證明具有四臺機組的廠房,只要有一臺整日運行,發電機放出的熱量就能滿足需要。如遠離主廠房,不便于送熱風采暖,則通常可采用電熱器,但必須注意在蓄電池室和油系統室內,只能采用無裸露導線的防爆電爐。電熱的電源主要來自廠房。

 

26.怎樣考慮廠房的通風問題?

廠房的通風應盡可能采用自然通風。凡是能產生有害氣體(如蓄電池室和油系統室)和過多熱量(如發電機、變壓器、配電裝置"等)的場所,以及每一工作人員的空氣量少于50m而沒有窗戶的房間里,都需裝置入工通風。對于產生有害氣體的場所,只能抽風并須有單獨出口。所有進風都要有過濾設備,用以防塵、防蟲。多沙地區還應設置專門的除沙設備。南方炎熱地區還須考慮冷卻設備,地下變電站(主變及開關設備)通常需要人工冷卻裝置。

 

27.廠房為什么要專設消防系統?

對于廠房的防火保安要給以特別的重視,因為水電站的事故可能給國民經濟造成極大的損失。各種建筑物及設備的布置及大計,均應符合防火保安的專門規定,還要滿足國防上的特殊要求。防火保安的設備和場所是:發電機的滅火、高壓開關電器的滅弧變壓器的防爆、開關站的防雷、蓄電池室和油系統室的通風。消防水泵應充分可靠,并有必要的防火墻、柵、通道和門,以保證電廠安全可靠地發供電。消防水源單獨設置,直接供水給各處消火栓。

 

28.廠區布置包括哪些方面?

廠區布置包括水電站主廠房、副廠房、引水道、尾水渠、交通線、變壓器場、高壓開關站等相互位置的安排。

 

29.布置升壓站的原則是什么?

布置升壓站的原則是:

(1)升壓站(或主變壓器)要盡可能靠近發電機或電機電壓配電設備.以縮短昂貴的發電機電壓母線。

(2)主變壓器要便于運輸、安裝及檢修。要考慮可將任一臺變壓器運出來檢修而不影響其他各臺變壓器的正常運行。

(3)要求高壓進出線及低壓控制電纜安排方便而短,便于維護、巡視及排除故障。

(4)土建結構經濟合理,符合防火保安的要求。

(5)當高壓出線有不止一個電壓等級時,可分設兩個或更多的高壓開關站。

 

30.怎樣考慮廠內交通?

廠房對外要有大門,以便運輸大部件。安排各種房間開門位針時要考慮防火的安全出口,安全出口的門要向外開啟。某些可能產生負壓的房間,如閘門室,門最好向里開啟,以便出現負壓時門可自動開啟。主廠房內各層及副廠房布置機電設備的房間內,都要有過道,以便于運輸設備、進行安裝檢修并供工作人員通行。為了不同高程各層的交通,可設斜坡道、樓梯及攀梯。當務層高差太大時也可設電梯。樓梯的位置要考慮運行人員巡視的要求,要保證發生事故時能迅速到達事故地點。

 

31.如何布置電站廠房的對外交通?

進廠公路的坡度不宜大于10%~20%,轉彎半徑不宜小于20m。,在靠近廠房處,公路最好是水平的,以保證車輛平穩緩慢地進入廠房,在廠房附近要有回車場。

 

32.電站廠房尾水渠如何布置?

由于水輪機安裝高程較低,尾水渠道常具有倒坡的渠底,特別是靠近尾水管出口的一段,此外水流紊亂,漩渦多,流速分布不均勻,所以渠底需要加以砌護,否則早被沖刷,淘成深孔,危及廠房穩定。在布置尾水渠軸線的方向時,必須考慮到泄洪情況,應避免在泄洪時在尾水渠中形成較大的壅高和漩渦,出現淤積等情況。通常尾水渠斜向游,必要時加設導墻,以保證泄洪時能正常發電。

 

33.尾水閘門的作用是什么?

尾水管出口一般設有尾水閘門,機組檢修時可將尾水閘門關閉,抽去積水,以便工人進去工作。當機組較長時間調相運行時,可將蝴蝶閥(或導葉)及尾水閘關閉,將尾水管內的積水抽去,使轉輪露出水面,即可調相運行。

 

34.如何確定廠房基礎開招高程?

根據水輪機安裝高程及轉輪的尺寸可走出尾水管的頂部高程,再減去尾水管的高度就得到尾水管的底部高程,再減去尾水管底板的厚度就得到基巖的開挖高程。

 

35.電站廠房受的主要荷載有哪些?

主要有以下幾種荷載:

(1)結構自重和壓力水管、蝸殼、尾水管的水重。

(2)廠房內機電設備自重,機組運轉時的動荷載。

(3)靜水壓力、尾水壓力、基底場壓力,壓力水管,蝸殼、尾水管的內水壓力,永久縫內的水壓力。若為河床式廠房,還有上游側水壓力。

(4)廠房四周的土壓力。

(5)活荷載:吊車運輸荷載、人群荷載及運輸工具荷載。

(6)溫度荷載。

(7)風荷載。

(8)雪荷載。

(9)嚴寒地區的冰壓力。

(10)地震力。

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