水电站厂房的功用
是将水能转换为电能的生产场所,是水、机、电的综合体。
水电站厂房的基本类型
(1)坝后式水电站厂房(2)河床式水电站厂房(3)引水式水电站厂房。
水电站厂房的要求
(1)合理、经济布置各种主、辅设备(2)便于施工、安装和检修(3)给运行人员创造良好的工作环境。
水电站厂房的两大组成部分
厂房(主厂房、副厂房)和变电站(主变场、开关站)。
主厂房
主厂房内装置有水轮机、发电机两大主机和相配套的机械电气控制设备。
主厂房分层
发电机层、水轮机层、蝴蝶阀层(有的电站没有该层)
副厂房
用于布置各种机电控制设备及工作生活用室的部分厂房。一般包括:中央控制室、蓄电池室、开关室,厂用变压器室和值班室等。
中央控制室
是全厂监视、控制中心。应靠近主厂房,与工作场所联系方便,处理事故迅速。
主变场
主变场应尽量靠近机组出线端,使引出线最短。
开关站
开关站占地面积较大,一般为露天式。要求便于运输、检修及巡视,符合防火保安要求,注意布置在泄洪时水雾不会影响到的地方。
下部块体结构
水轮机层楼板高程以下称下部块体结构。
上部结构
发电机层楼板高程以上称上部结构,安装着水轮发电机、励磁装置、调速器及油压装置,控制和管理有关仪表及桥吊(吊车)等设备;安排了安装和检修的装配场(安装间),装配场常布置在主厂房进口的一端。
下部结构
发电机层楼板高程以下称下部结构,安装着进水管、蝴蝶阀、蜗壳、水轮机、尾水管及尾水闸门、集水井及泵房和其他有关附属设备。
导水机构
蜗壳内周有若干个固定导叶(座环),承受水轮机机坑传下来的重量,并起着引导水流的作用。固定导叶与水轮机之间有活动导叶,起着调节流量和进一步导水的作用。活动导叶由调速器通过接力器来操作,可随着负荷的变化而迅速调整导叶之间的开度。
蜗壳进水室
水流从压力水管进入蜗壳后均匀地流入导水机构,然后进入转轮。可分为混凝土蜗壳(水头在40m以下)和金属蜗壳(水头高于40m以上)
尾水管
尾水管设置在水轮机的出口处,作用是把水轮机用过的水排到尾水渠中,以充分利用剩余能量,可回收5%到10%的能量。形式有直锥形(用于小型水电站)和弯肘形(大中型水电站)。
水轮机安装高程的确定
水轮机安装高程是水电站厂房的控制标高,与采用的下游尾水位关系密切,当水轮机安装高程确定后,即可按此高程依次确定其他部位的高程,如向上确定发电机层高程、水轮机层高程等,向下确定尾水管底部高程、厂房开挖高程等。
水轮机层
发电机层楼板以下与蜗壳顶部混凝土以上的空间。在机组部位有支承水轮发电机定子支座的发电机机墩(机座)。内腔称为定子坑或水轮机井。
发电机层
发电机层为安放水轮发电机组及辅助设备和仪表表盘的场地,是装设机组和调速器操作柜、油压装置、机旁盘、励磁盘等设备的场所。
装配场
用于设备的安装和检修,常布置在主厂房进口的一端。
桥吊
桥式起重机,亦称“桥吊”,俗称“天车”、“行车”。一种两端支承在厂房上、下游两侧钢筋混凝土吊车梁上,沿高架轨道行走的起重机械。是厂房内供起吊搬运重物用的设备。由大车(又称“桥架”)、小车、驱动机构、提升机构和操纵装置等部分组成。一般有主、副两个吊钩。主钩起吊质量大,提升速度小,专供吊运发电机转子、水轮机转轮等大而重的部件;副钩起吊质量小,提升速度大,供吊运小型部件和辅助设备。大车在厂房吊车梁轨道上沿厂房纵向移动;小车在大车上沿厂房横向移动;吊钩装在小车上作上、下运动,有一定的提升高度。大车、小车、吊钩三者运动,构成了桥式起重机的空间工作范围。
双小车桥式起重机
装有两个可独立运行或联合运行的小车,行走于同一大车桥架上的桥式起重机。两小车各装一个起重量相等的主钩,通过平衡梁吊运发电机转子、水轮机转轮等大型重件。起升机构可变速,起升速度随起重量的降低而提高。优点是设备金属用量少,价格便宜,外形尺寸小;由于总高度较低,以及用平衡梁吊运时主轴可超出主钩极限位置,降低主厂房高度;便于翻转大型重件。适合于装机台数不多的大、中型水电站使用。
平衡梁
亦称“起重梁”。当用两台桥式起重机或用双小车桥式起重机的两台小车同时起吊发电机转子等重件时所必须使用的吊运工具,使吊运件的质量均衡地传递给两台桥式起重机或双小车桥式起重机的两台小车的绞车的滑轮组上。
球阀
亦称“球形阀”。阀体为球形、活门为圆筒形的一种阀门。开启时,过水流道是一个圆筒,其断面面积与钢管的断面相等,故阀门对水流的阻力极小。关闭时,活门旋转90。截断水流,并由活门上一块可动的球面圆板密封盖在水压推动下压紧在阀体上,形成严密的水封。用作水轮机进水阀的球阀可动水关闭,但需静水平压才能开启,只有全开和全关两个工作状态,不允许部分开启来调节流量。优点是开启时水力损失小,关闭时漏水少,密封面不易磨损,阀门操作力小。但结构复杂,笨重,造价高。一般用于高水头。
蝴蝶阀
简称“蝶阀”。阀体过水流道为圆筒形,活门为圆盘形或双层圆平板绕轴旋转的一种阀门。开启时,水流沿活门两侧流过;关闭时,活门四周与阀体接触,封闭水流通道。用作水轮机进水阀的蝴蝶阀可动水关闭,但需静水平压才能开启。只有全开和全关两种jr作状态,不允许部分开启来调节流量。其止漏装置:大、中型多采用埋设在阀体内壁的压缩空气围带,关闭后充以压缩空气使围带膨胀而密封;小型多采用橡皮圈条或巴氏合金止水环密封。按活门主轴的位置,分竖轴蝴蝶阀和横轴蝴蝶阀。前者下部设推力轴承支持活门,操作机构设在活门上部,布置较紧凑;后者操作机构设在活门的一侧或两侧,结构较简单。优点是外形尺寸小,质轻,结构简单,操作方便。但活门在水流中造成一定的水力损失,高水头蝴蝶阀尤甚。一般用于中低水头。