第二节 河床式厂房和泄流式厂房

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1、第二节河床式厂房和泄流式厂房     主厂房与进水口连接成一整体建筑物，在河床中起壅水作用，这样的厂房称为河床式厂房。通过河床式厂房泄水的厂房，称为泄流式河床式厂房，简称泄流式厂房。  一、装置立轴轴流式水轮机的河床式厂房  图17-5所示为一装置立轴轴流式水轮机的河床式厂房。该厂房装有5台103MW的轴流转桨式水轮机，转轮直径8.50m，最大水头32.3m，机组流量556。图17-5装置立轴轴流式水轮机的河床式厂房（a）横剖面图；（b）蜗壳层平面图  装置立轴轴流式水轮机的河床式厂房一般均采用钢筋混凝土蜗壳，厂房机组段的长度

2、由蜗壳前室的宽度加上边墙的厚度予以确定。厂房的下部尺寸与蜗壳的包角和蜗壳的断面．形状有关，蜗壳包角和断面形状的选择应考虑对厂房流道水流条件和对厂房尺寸及声置的影响。工程中常见采用的包角为180°，采用这种包角的蜗壳，水轮机效率高，蜗壳前室的宽度小；另一种蜗壳包角`135°，其前室的宽度较180°包角的大，因而厂房机组段的长度较大，但采用135°包角时，在机组段长度的方向上，机组轴在机组段内位置居中，便于在厂房下部结构内对称布置泄水孔，泄水孔进出水的水流条件较好，所以包角为135°的蜗壳常在泄流式厂房中采用。  在蜗壳的断面形状

3、上，下伸不对称的梯形断面，利用尾水管肘管段上面的空间布置蜗壳，水轮机层的高程可降低，机组主轴的长度可以缩短，便于厂房在低水位时投人运行。同时，调速机接力器在布置高程上可接近水轮机顶盖，平面位置也较灵活。采用下伸不对称梯形断面蜗壳的厂房布置情况见图17-5。另一种断面为上伸不对称梯形断面，采用这种断面的蜗壳时，便于抬高进水口底槛的高程（见图11-4)，但水轮机层的高程要提高，丰轴的长度就要加大，对子在蜗壳下面布置泄水底孔的泄流式厂房，为了泄水底孔布置的需要，可以采用这种断面形状的蜗壳，或者采用上下伸结合的梯形断面蜗壳。  河床式

4、厂房顺水流方向由进水口段、主厂房段和尾水段组成。  进水口段顺流向的尺寸主要由布置进水口闸门和拦污栅的要求，以及连接进口与蜗壳的上唇曲线的需要确定。  采用河床式厂房的水电站一般水库容积不大，水库深度小，洪水期污物漂流严重，进水口拦污和清污的间题突出。例如我国黄河上的一些河床式厂房，由于洪水期草泥大量下漂，多次发生过因拦污栅封堵和栅条折曲而造成停机的情况。所以，除在枢纽布置上应注意尽量将污物顺畅地随水流引向泄水闸排放，防止污物堆积在河床式厂房前沿之外，还应根据污物的类型和漂浮情况，在厂房进水口上增设副栅，扩大拦污栅过水面积，减

5、小过栅流速，放宽栅距，或在进水口前加强拦污导污设施，同时配置专门的清污及抓污机械。国外有的河床式厂房甚至在厂房进水口上游另设专门的拦污建筑物，或者将进水口拦污栅布置在喇叭口之前一定距离处，使水流在过栅后可纵向流动，这样做即使邻近拦污栅被堵塞，其后的机组仍可有水供给，不致停机。  河床式厂房一般可只设能在动水中下降的事故工作闸门和在静水中启闭的检修闸门，但这时应在轴流转桨式水轮机上采取以下措施控制机组飞逸：采用双调节系统，利用转叶制动，每个导叶配置单独的接力器以及设置事故配压阀等等。在上述情况下，事故工作闸门可用门机吊落，不必设

6、置．快速启闭机，这样整个厂房进水口的闸门和启闭机套数可以减少。国外有的河床式厂房甚至完全取消事故工作闸门，在导叶操作失灵、机组转速超过额定转速的145％时，事故配压阀启动关闭转叶，转叶全部关闭时水气机过水流量很小，这时再放下检修闸门。  进水口段垂直水流方向的宽度即为厂房机组段的长度。进口净宽较大时需设一或两道中间隔墩，以减小闸门和广房结构的跨度，并用以将厂房上游中间立柱或主机房上游挡墙承受的荷载直接下传。隔墩伸人蜗壳前室的程度对水轮机水流状态有影响，需由水力试验确定。  河床式厂房水头低，水轮机尾水管的长度相对较大，因而厂房

7、尾水段顺流向的尺寸就较大，尾水平台较宽，，所以主变往往布置于尾水平台上，并视布置需要适当延长尾水管的长度。和进水口段一样，尾水段的宽度等于机组段的长度，尾水管扩散段孔口宽度较大时也需设置隔墩。隔墩不能过于伸人尾水管肘管段内，否则会恶化尾水管内的流态，降低水轮机的效率，诱发机组振动。  水头较高的河床式厂房，进水口平台远高于发电机层楼板，这时主机房的上游侧为挡水墙。洪枯水位变幅大的河谷，洪水期下游水位很高，这时尾水平台往往也远高于发电机层楼板，主厂房下游侧及两端也需建有挡水墙，厂房成为一封闭结构，大化水电站厂房就是一个例子。该厂

8、房对孙交通直达厂房顶上，机、电设备由竖井吊人安装间，该厂房的主变、厂内配电设备以及副厂房也布置在厂房顶上。  河床式厂房本身为一壅水建筑物，应妥善进行地下轮廓线的设计，尤其是地基软弱或承受水头较大时，应采取措施减小厂基渗透压力，保证厂房整体稳定，减少渗漏，防止渗透变形，满足地