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水轮机的厂房布置

发布时间:2021-06-10 人浏览

一、开敞式水轮机的厂房布置


对于开敞式水轮机来说,如何利用原有建筑物进行厂房布置呢?在灌溉渠道上修建水电站,常常会利用原有建筑物作为电站的一个组成部分。这类电站以开敞式水轮机室厂房居多,随着贯流式水轮机的广泛使用,厂房布置出现了许多不同形式,有的建在闸孔中,有的建在岸、翼墙后,有的建在闸下消力塘中或涵洞出口等等。


水轮机的厂房布置(图1)


利用原建筑物可以大大减少电站的工程量,特别是当把厂房建在原建筑物的基础上时,可以避免平原地区在开挖地基时常常会遇到的流沙问题,给施工带来很大方便。但是利用原建筑物又会出现一些新问题,因为原建筑物的布置、结构形式和尺寸等都是根据原来排灌要求确定的,往往不能适应水电站建筑物的要求,因此在厂房布置、结构形式,施工条件以及运转管理等方面都会受到一定限制,例如尾水管布置不太理想,交通也会有干扰。反过来,水电站也会给原建筑带来不利,比如影响原建筑物某一部分结构的强度和稳定性,影响过闸流量等。过去曾有少数建在闸孔中的电站,由于考虑不周,在大旱年份不得不把电站拆掉,造成人力物力上很大的浪费。因此,在利用原有建筑物进行厂房布置的时候,必须认真研究方案的可行性和合理性,并针对可能出现的问题,计划有效的解决方法。


水轮机的厂房布置(图2)


二、贯流式水轮机的厂房布置

平原地区很多小型水头电站采用贯流式水轮机,由于各个水电站的具体条件不同,所以厂房布置也各有特点,但主要区别是在水下部分。下面分别简单介绍四种水轮机的布置,第一种,灯泡贯流式水轮机的厂房布置。它是整装机组,发电机和水轮机连在一起安装在水下,所以这类厂房的水下部分结构很简单,只要将发电机的引出线通到地面即可。第二种,轴伸贯流式水轮机的厂房布置。这种水轮机的布置类似于开敞式横轴布置,但厂房水下部分不完全相同,因为有的可以不承受上游水压力,有的只是前墙承受水压力。


水轮机的厂房布置(图3)


第三种,竖井贯流式水轮机的厂房布置。当电站水头较低时,为了保证舌形尾水管有一定长度,采用轴伸式布置将会使厂房水下部分开挖量大大增加。如果把尾水管纵坡放平一些,虽然可以减少开挖量,但水轮机的轴就会很长,有时甚至可达5~6米以上。太长的轴加工比较困难,并且轴也较重,安装检修都不方便,特别是横轴布置的水轮机,轴过长时运行条件很不好。在这种情况下,宜采用竖井式布置,将水轮机皮带轮布置在竖井内向外传动。


水轮机的厂房布置(图4)


竖井有前竖井与后竖井两种形式。在前竖井布置中,水流分成两股进入水轮机,在后竖井式中,从水轮机流出的水流分成两股进入尾水管。两种布置形式对水轮机的水力性能都有一定影响,采用哪一种形式,应根据当地具体条件来选择。例如水轮机布置在涵洞出口处,一般宜于采用后竖井式。后竖井穿过尾水管的时候,施工放样、立模比较麻烦,往往会影响厂房水下部分施工进度。竖井式布置水轮机轴比较短,尾水管开挖量较小,但竖井会使厂房水下部分的布置复杂化,在前竖井布置中,要求进入水轮机的两股水流均匀对称,以减少水流的相互冲击。


水轮机的厂房布置(图5)


第四种,齿轮箱贯流式水轮机的厂房布置。在竖井布置中,进水部分或尾水管要局部扩大,增加了厂房水下部分工程量,水力损失也有所增加。如果采用齿轮箱式布置,通过装在轮毂密封箱内的一对伞形齿轮,把水轮机主轴(横轴)与传动轴(竖轴)联结起来传递功率,就可以减少水下部分工程量,而且布置紧凑,水流通畅,效率较高。但这种水轮机轮毂部分的结构较复杂,铁件较多,制造比较复杂。



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