中小型水电站厂房布置设计方法的探讨
近年来，中小型水电站厂房布置设计问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了工程概况做了介绍，详细分析了水电站厂房布置设计问题，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就其尺寸的标注问题展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
标签：中小型水电站；厂房；布置；设计
1、前言
作为一项实际要求较高的实践性工作，中小型水电站厂房布置设计的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对水电站厂房布置设计方法的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2、工程概况
某水电站厂房内布置2台水轮发电机组，水轮机型号HLA883-LJ-400，装机容量2×140MW，布置1台跨度18.00m，起吊重量250t+250t/50t/5t的桥式吊车，屋面采用球型钢网架及彩色复合板结构。厂区地面高程486.50m，GIS开关站布置在主厂房上游侧，进厂永久交通由厂房下游侧的公路进入厂区。
3、水电站厂房布置设计分析
3.1厂房平面尺寸确定
1号机组段长19.00m，2号机组段为边机组段，长22.50m，主机间段总长41.50m。根据机组安装及扩大性检修要求，布置发电机转子、水轮机转轮、水轮机顶盖、发电机上机架等部件，同时满足检修通道以及安装间下部空压机室、透平油罐室、油处理室等要求，确定安装间段长31.50m，发电厂房总长73.50m。机组纵轴线上游侧宽10.50m，下游侧宽11.50m，确定厂房宽22.00m。根据设备设计要求确定上游副厂房宽10.00m。根据尾水管长度、尾水平台交通、门机运行要求以及各层房间需求和设备的布置确定下游副厂房宽6.70m。
3.2厂房各层高程确定
为避免水轮机转轮轮叶气蚀破坏，按一台机运行时的尾水位477.76m，以及水轮机吸出高度Hs=-4.0m，确定机组安装高程473.80m，根据尾水管高度和尾水管底板厚度确定建基高程459.58m。考虑各层的净空要求，确定水轮机层地面高程477.50m，母线层地面高程482.00m，发电机层地面高程486.50m，结合厂区地形条件，安装间层与发电机层同层布置，安装间层高程486.50m。
3.3主厂房设计
主机间共分5层布置，即发电机层、母线层、水轮机层、蜗壳层及尾水管层。发电机层地面高程486.50m，上、下游侧均布置一排机旁盘，靠近每台机组布置调速器及油压装置。母线层地面高程482.00m，布置发电机主引出线及中性点引出线。水轮机层布置有机墩进人孔，尺寸1.5m×2.0m（宽×高）。机墩为圆筒形混凝土结构，内径5.60m，外径12.60m，机墩厚3.45m。蜗壳层布置蜗壳进人廊道及尾水管进人廊道，尺寸1.6m×2.0m（宽×高）及1.8m×2.5m（宽×高）。尾水管层扩散段出口总宽10.40m，每台机组布置一道两孔尾水检修闸门及机组检修排水系统，闸门孔口尺寸5.20m×4.47m（宽×高），扩散段底板下布置排水廊道，尺寸1.6m×2.0m（宽×高）。
安装间段紧邻主机间段布置，共分3层布置，主要布置渗漏排水泵室、油处理室、透平油罐室、空压机室、高压试验室等。厂房渗漏集水井紧邻主机间段布置，全厂的渗漏水均排入到此井，经排水泵排至下游尾水渠。机组安装及扩大性检修时，布置发电机转子、水轮机转轮、水轮机顶盖、发电机上机架及检修通道，并满足运输吊装配件要求。安装间端部山墙侧布置进厂大门，进厂大门尺寸6.00m×5.25m（宽×高）。
主机间上游副厂房共分5层，主要布置高压开关柜室、发电机电压配电装置室、GIS开关站设备等。安装间上游副厂房共分3层，主要布置生活水泵室、高压试验室、通讯机房、保护试验室、控制室等。
下游尾水副厂房共分3层，主要布置检修排水泵室、消防水泵室、尾水管盘型阀等。
3.4尾水建筑物设计
尾水建筑物由尾水平台、尾水渠及两侧的混凝土挡土墙组成。厂房每台机组布置一道两孔尾水检修闸门，闸门孔口尺寸5.20m×4.47m（宽×高），厂房尾水平台高程486.50m，布置1台门机。
3.5GIS开关站布置
2台主变压器及220kV出线场布置在主厂房上游侧，GIS采用户内式布置，主要由2台主变压器、事故油池、母线构架及出线构架组成。两台主变压器共用一个事故油池。开关站基础为回填砂砾石基础。
3.6厂房分缝及厂内止水排水布置
为适应温度变化和基础变形，主机间段与安装间段之间、1号机组段和2号机组段之间均设置永久横向结构缝，形成的机组段和安装间段，永久结构缝宽20mm，缝间设止水，缝内充填柔性材料。
为防止外水进入厂内各部位，在厂区地面高程以下，布置有上、下游垂直止水和联系上、下游垂直止水的水平止水，形成半封闭的止水系统，止水材料选用橡胶止水带。主厂房和下游副厂房水轮机层以下房间均设置排水沟，排水沟断面尺寸0.15m×0.15m，汇集导引渗漏水至厂内渗漏集水井，再由抽排设备排出厂外。
4、尺寸的标注
4.1厂房横剖面尺寸标注。高程数字应尽可能沿一条线范围标注，高度尺寸一般不标注，仅带轴转轮（子）标数字。
4.2发电机层、水轮机层平面布置图尺寸标注，应标上以下尺寸：①水轮发电机型号、机组序号和调速设备型号；②各层设备尺寸与位置座标（x，y）及土建结构尺寸（蝶阀、吊物孔、楼梯）等，尽可能用一两根纵、横贯通线定出其相互位置与尺寸；③各层高程，其数字注入小矩形框内，同一层中不同高程均要注上，以便与横剖面上的高程相互校对；④机组中心线位置、桥式吊车主副钩工作范围线、尾水渠、墩、闸门等尺寸。
5、结束语
综上所述，加强对中小型水电站厂房布置设计问题的研究分析，对于其良好设计效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的水电站厂房布置设计工作过程中，应該加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
[1]何俊明，刘鹏.探究水电站厂房设计存在的问题与处理策略[J].低碳世界.2017（11）：60-62.
[2]解红.水电站厂房屋面渗漏的原因及防水布置[J].水利科技与经济.2017（01）：115-116.
