厂房各主要高程和高度确定方案

（一）水轮机的安装高程

水轮机安装高程是指水轮机规定基准面的安装海拔高程，单位为m。

1.水轮机吸出高度HS值的确定

水轮机吸出高度是指水轮机规定的基准面至下游水位的垂直距离。水轮机吸出高度通常用HS表示，单位为m。规定基准面在下游水位以上时HS为正；在下游水位以下时HS为负。

在安装水轮机时，可通过选择适宜的吸出高度HS来控制水轮机叶片空蚀最危险点的真空值，以避免翼型空蚀。HS的计算为

式中 ▽——水电站的海拔高程，m；

σ——空蚀系数，由水轮机制造厂提供；

H——水轮机工作水头，m；

Kσ——空蚀安全系数，一般Kσ=1.05～1.10。

2.水轮机安装高程的确定

立轴水轮机的安装高程是指导水叶水平中心线高程；卧轴水轮机的安装高程则是指主轴中心线高程。若以Za表示下游水位，以ZS表示水轮机安装高程，则各型水轮机的安装高程为：

立轴混流式水轮机

立轴轴流式水轮机

卧轴水轮机

式中 b0——导叶高度，m；

D1——水轮机转轮直径，m；

x——系数，取决于轴流式水轮机结构尺寸，一般取x=0.38～0.46。

由于水轮机工作水头可能变化较大，故一般选择某些特征水头，如H设、Hmax、Hmin分别计算吸出高度HS，并选用偏于安全的数值。

下游水位是经常变化的，工程中常对有调节水库的多机组水电站，采用一台机发出额定出力时相应的下游水位；对无调节水电站或可作日调节的径流式水电站，可采用相应于设计保证率的枯水流量时的下游水位。

上述关于安装高程的确定，系对反击式水轮机而言。至于冲击式水轮机的安装高程，是指喷嘴中心线的高程，主要应满足转轮最低点要高出尾水坑内最高水位（一般采用下游设计洪水位），并留有不小于0.5～1.0m的安全高度，以保证在泄流渗气和引起波浪使尾水坑内水位增高时，转轮仍处于大气压力下运行。

（二）立式机组地面厂房的各主要高程和厂房高度的确定

在立式机组厂房中，各层高度和主要高程，如图10-7所示。

1.尾水管底板▽尾和厂房基础开挖高程▽挖

尾水管型式一般是和水轮机同时选定的，因此，尾水管高度h1已由厂家给出，由图10-7中可以看出

式中 S——尾水管底板的混凝土厚度。

2.主阀层地面高程▽阀

在水轮机管道末端装有蝴蝶阀或球阀，统称主阀。主阀层地面高程主要取决于主阀尺寸及其支承和操作要求，钢管底至地板的净高一般为1.0～1.8m左右。如在该处布置尾水管进人孔、蜗壳排水管或拆卸水轮机的通道，还应考虑它们对地面高程的要求。

3.水轮机层地面高程▽水(www.xing528.com)

式中 ρ——蜗壳最大断面在水轮机安装高程以上的高度，根据厂家提供或初步拟定尺寸；

δ——蜗壳进口顶部的混凝土厚度，初步计算时可取δ=1.0m左右，大型机组可达2～3m，但必须由蜗壳结构计算最终核定。

对于立轴冲击式水轮机的厂房，ρ等于引水支管的半径，δ决定于针阀尺寸和混凝土结构的要求。

图10-7　立式机组厂房尺寸示意图 （尺寸单位： mm）

4.发电机装置高程▽装

▽装指发电机定子安装高程，通常应高于水轮机层地板高程▽水3.0m以上。因为发电机一般安装在钢筋混凝土机墩上，机墩中应有高1.9～2.0m的机墩进人孔或通道。进人孔或通道顶部则应保留1.0m左右高度的混凝土过梁，以便承重。

5.发电机层地面高程▽发和安装间地面高程▽安

确定发电机层地面高程时，应综合考虑以下问题：当机组选定后，水轮机安装高程至发电机定子基础安装高程之间的主轴长度h2和定子高度h3（如图10-7所示）均为定值，未经厂家同意不能任意增长或缩短，发电机层地面高程将受限制；水轮机层净空高度必须满足发电机出线、机墩进入孔的要求。如布置电缆夹层，尚需增加2～2.5m。发电机层地面高程应略高于下游设计最高洪水位。如下游洪水位较高，为了避免机组主轴过长，也允许▽发低于下游洪水位。此时应采取防洪措施，以确保发电机层不被水淹。

安装间地面高程最好能与主机房和进厂道路相同，以利运输、安装、检修及防洪工作。由于主机房地面高程常由机组尺寸决定，不能变动，安装间也可不与主机房地面同高，这样可能会增加安装间的长度及主厂房的高度。

6.尾水平台高程▽平

尾水平台是布置尾水闸门启闭机的地方，也是主厂房的外部通道，在施工期还可能是重要的运输道路，它最好与安装间地面高程相同。但也有根据下游洪水位以及设备布置和交通要求，使尾水平台高于或低于安装间地面高程的。当在此布置主变压器时，一般采用较高的高程，或采取必要的保护措施，使主变压器不受水浸侵害。

7.桥机轨顶高程▽吊

主厂房内的起重设备，一般采用桥式起重机 （桥机）。当发电机层地面高程以及桥机型式和台数已经确定后，桥机轨顶高程主要取决于吊运发电机转子、水轮机转轮带轴或主变压器（钟罩式变压器可不考虑）到安装间检修时所需的高度，也与发电机层的设备布置和外形尺寸（如发电机、励磁机、调速器和油压装置等）以及安装间和主机房是否同一高程等因素有关。桥机轨顶高程应等于最长吊运件高度加底面安全高度，再加吊钩至吊件顶所需连接距离c及吊钩中心至吊车轨顶距离a。c由起吊方法决定，约为0.4～0.6m，当用两台桥机共同吊运时，c值应按具体情况决定。a由桥机规格决定，约为1.2～1.3m。

8.天花板底高程▽天和厂房顶高程▽顶

主厂房天花板或屋顶大梁底面高程，一般应高出桥机小车顶端0.2～0.4m，通常采取h6=0.25～0.4m。桥机在轨顶以上的高度h5由吊车规格决定。由图10-7可以看出：▽天=▽吊+h5+h6。厂房屋顶高度h7则决定于屋顶结构型式和构造尺寸。▽顶=▽天+h7。从图10-7可以看出：

厂房下部结构 总高 度

厂房上部结构总高度H上=h4+h5+h6+h7

屋顶高程与尾水管地基开挖高程相减，即得主厂房总高度。即

（三）卧式机组地面厂房的各主要高程和厂房高度的确定

卧式机组厂房在高度方面一般只有主机房和尾水室两层。水轮机安装高程见式（10-4）。

1.主机房地板高程▽机

式中 S——蜗壳中心至主机房地板的距离，m，数值由制造厂提供。

主机房地板最好高于最高尾水位1～2m。但由于水轮机安装高程受最低尾水位控制，可能主机房地板会低于下游洪水位，这种情况应采取防洪措施，以确保机房不被水淹。

2.尾水室底板高程▽尾

根据厂家提供的尾水管高度尺寸及尾水管出口距尾水室底板的高度要求，即可定出▽尾。

应该注意的是，尾水管出口的淹没深度应不小于0.3m。

3.桥机轨顶高程▽吊、厂房天花板高程▽天和厂房顶面高程▽顶

厂内设有桥机的主机房，由检修机组时吊运蜗壳或发电机转子能在其他运行中的机组上空通过这一要求，定出桥机轨顶高程▽吊。桥机轨顶高程、厂房天花板底高程▽天和厂房顶面高程▽顶的确定方法，同立式机组厂房。