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1、灯泡贯流式水电站厂房三维静动力分析(二)摘要：国内水利水电工程建设目前正处于前所未有的蓬勃发展时期，许多低水头径流式水电站建设逐步在我国的江河上兴建，其中灯泡贯流式水电站由于流道平坦，机组过流量大、单位转速高、效率高、尺寸小、重量轻、能量及经济指标好等优.点成为目前比较普遍的一种开发型式。然而，由于灯泡贯流式水电站厂房独特的布置型式，致使应力分布有不同于常规水电站厂房的特点，特别是在高地震烈度区修建的灯泡贯流式水电站。因此，本项目的研究分析具有十分重要的现实意义。关键词：灯泡贯流式水电站静、动力计算分析有
2、限元1.3灯泡贯流式水电站厂房布置及特点[29～51] 1.3.1厂房类型 灯泡式贯流机组厂房多为挡水厂房，厂房本身作为枢纽挡水建筑物的一部分。挡水厂房可分为单纯挡水厂房和溢流厂房。由于厂房兼作挡水建筑物，其设计标准与闸坎等挡水建筑物相同。 单纯挡水厂房为通常采用的形式，其结构简单，厂房四周有足够高的挡水墙挡水，水库上游来水流量大于发电用水时，多余水量由泻水闸弃水。 溢流厂房可通过厂房顶泻流，分担泻水任务，减少泻水闸孔数，节省泻水闸工程量。溢流厂房上、下游挡水墙无须设置到水库最高水位以上，厂房本身
3、土建工程量也可减少。同时厂房的浮托力也减少，厂房的接触力也可大为改善。厂房顶溢流堰面可设闸门也可不设闸门。不设闸门时，水位超过溢流堰面时，自由溢流弃水，可省去金属结构工程量。枢纽正常蓄水位较高时，通常设置闸门挡水，水库需要弃水时，由闸门控制泻流。在溢流弃水发电时，由于水流的射流作用增加发电量，在溢流弃水不发电时，减少或清除了厂房尾水的回流淤积。溢流厂房的结构复杂，比常规挡水厂房施工难度大。在有条件的情况下采用溢流厂房其经济效益还是很好的。 1.3.2厂房布置及特点 （1）流道及进出口设备布置 灯泡式
4、水轮发电机组过水流道外形由生产厂家根据试验确定并提供给设计部门，流道通常可分成进口段、中段和出口段。灯泡式水轮发电机组放置在流道中段内，其上游部分为进口段，下游部分为出口段。 流道进口段通常布置有拦污栅、检修闸门及其所属的起闭设备和进口闸墩、胸墙及桥面结构。上游闸门至机组首部距离很近，流道进口的布置主要是确定拦污形式和拦污栅、检修门及坝顶公路的相对位置。 大多数灯泡贯流式机组电站在厂房渠道进水口处依次设置拦污浮排、拦沙坎、拦污栅,以拦截飘浮物和防止推移质泥沙进入机组流道。现在有部分电站,取消拦污浮排,
5、在电站进水口上游的拦沙坎上设置一排拦污栅,即把拦污栅布置在进水墩前缘上游数十米处。采用这种通敞式布置的主要优点有:①因拦污栅离厂房有一定的距离,使厂房前有一相对静水区,水流流态比较稳定,过栅流速较小,污物容易清除,由于拦污栅引起的水头损失小,可以提高机组出力;②一旦某孔拦污栅被污物堵塞严重,水流可以从其它孔通过,在厂房前的静水区内进行调整,不至于对某一机组的发电出力产生明显的影响,因此,通敞式拦污栅不失为一种好的布置形式。 流道出口段布置有尾水闸门及其启闭设备。由于贯流式机组流道平直,机组上下游闸门的设
6、计水头和操作水头相差不大,从经济角度尾水闸门亦具备作为工作闸门的条件。尾水快速闸门和尾水事故闸门是贯流式机组电站尾水闸门布置的两种类型,也是防机组飞逸事故的常用过速保护措施,当电站采用机组和尾水闸门联合运行方式时,又是控制电站流量流道的工作闸门。 （2）主厂房布置 灯泡贯流式机组主机成卧式布置在流道内，尾水管为直锥形，对溢流式和非溢流式等各种厂房结构有很强的适应性，溢流式厂房虽然可节省厂房投资，但这种厂房有噪音大、通风采光条件差、吊物孔受气候影响、溢流面的吊物孔密封要求高等缺点，在我国所建崖电站中大多
7、采用非溢流封闭式厂房。 机组间距、厂房高度、跨度灯泡贯流式机组的安装程序有两种:第一种，尾水管里衬(包括法兰段)→管形座~接力器基础→(厂房封顶)→桥机→机组。第二种，尾水管里衬→(厂房到顶)→桥机→管形座→机组→尾水管里衬法兰段。 主厂房高度主要决定于配水环(导水机构)组件翻身的吊装要求。各大件吊装方法必须与厂家协商，认真对待，一旦没有考虑周到，将给安装检修带来很大麻烦。 主厂房跨度主要由机组结构尺寸和发电机、水轮机各部件的安装要求决定。在发电机转子、定子安装前，先将灯泡头冷却套(或发电机上游柜架
8、)吊入机坑内。为了方便安装，应认真审查厂家发电机安装竖并的尺寸，满足几个大件的安装要求。 灯泡式机组间距主要由流道尺寸决定，一般比常规机组小。由于管形座的支臂已形成进入机组内部的通道，有些大型机组此通道与廊道相接，故在机组之间不必设置楼梯，只需在主厂房两端设置楼梯至水轮机廊道。楼梯进口可设在主厂房下游侧副厂房内。 目前国内已运行和在建的灯泡贯流式机组电站，主厂房的布置形式各有其特点，归纳起来有以下几种: ①主厂房分运行层
