老撾南明水電站廠房設(shè)計

劉東東，周麗娜，肖 妮

(1.杭州亞太水電設(shè)備成套技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310012；2.水利部農(nóng)村電氣化研究所，浙江 杭州 310012；3.水利部農(nóng)村水電工程技術(shù)研究中心，浙江 杭州 310012)

1 工程概況

老撾南明水電站項目現(xiàn)為可行性研究階段，項目壩址位于老撾瑯勃拉邦省香恩(Xiang Ngeun)縣南明(Nam Ming)河下游，在13號國道南明橋上游6 km處，廠址位于壩后約140 m的左岸。去大壩和廠房可從南明河左岸的鄉(xiāng)村道路進入，鄉(xiāng)村道路在南明橋處與13號國道相交。水電站設(shè)計為引水式地面廠房，電站裝機容量2×5 000 kW+1×200 kW，年發(fā)電量為35.11 GW·h，裝機年利用小時數(shù)為3 443 h。

樞紐擋水建筑物為細骨料混凝土砌塊石重力壩，呈直線型垂直布置于南明河上，壩頂高程386.70 m，建基面最低高程351.00 m，壩頂長度135.00 m。溢流壩段布置在河道中間，設(shè)置4扇水力自控翻板閘門，溢流堰堰頂高程376.00 m；溢流壩段左側(cè)底部設(shè)1孔沖沙閘，沖沙孔凈寬3 m、高3 m，孔底高程355.00 m。重力壩左岸布置2孔進水閘，每孔進水閘凈寬3 m、高4 m，孔底高程369.00 m。廠房及室外升壓站布置在左岸壩后約140 m處，鋼筋混凝土壓力箱涵引水，1涵1機布置，單孔壓力箱涵斷面尺寸寬3 m、高4 m。

廠房為引水式豎軸地面廠房，內(nèi)布置2臺5 000 kW立式軸流水輪發(fā)電機組，1臺200 kW立式混流水輪發(fā)電機組。

2 廠房控制高程確定

廠址位于南明河下游左岸的河邊階地，枯水期水面高程356.00～356.30 m，廠址區(qū)除右岸水邊見基巖零星出露外，其余未見基巖出露。河邊階地表層為沖積層，成分為粉砂、中砂夾卵礫石；階地內(nèi)側(cè)山坡表層為坡積層，成分為碎石質(zhì)粉質(zhì)粘土。階地部位沖積層厚約8～12 m，以下為早期沖洪積形成的碎石質(zhì)粉土、砂夾少量塊石，厚3～5 m。廠房基礎(chǔ)置于弱風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖夾炭質(zhì)頁巖巖體之上，地基強度能滿足設(shè)計要求。

廠房下游最低尾水位的確定可根據(jù)1臺5 000 kW水輪機的額定流量從南明河下游廠址處水位與流量關(guān)系曲線中查取，確定本工程廠房下游最低尾水位為356.52 m。

大機組安裝高程由水輪機機型、吸出高度、廠房下游最低尾水位等綜合確定，定為353.72 m，小機組的安裝高程同水輪機層，為355.32 m，混凝土箱涵末端水平段底板高程定為351.51 m。廠區(qū)地面高程需要考慮防洪、排水、交通等因素定為363.85 m；安裝間地面高程定為364.00 m，比發(fā)電機層高3.68 m。廠房基礎(chǔ)最低開挖高程為346.96 m，機組段水輪機層上游側(cè)濾水器及水泵室地面高程為355.62 m，下游側(cè)集水井底板高程為351.32 m。

上游側(cè)副廠房分3層，上層同安裝間層齊平，中層同發(fā)電機層齊平，下層同水輪機層濾水器及水泵室地面齊平，副廠房房頂高程為369.00 m。尾水渠為1∶3的反坡通向下游，其末端高程考慮到要保證最低尾水位的要求，定為355.22 m。

橋機軌道頂高程按起吊轉(zhuǎn)子高度、起吊轉(zhuǎn)輪和主軸的高度、吊具總高度、跨越設(shè)備高度來確定，軌頂高程為371.70 m。橋機為QD—32/5T型電動雙梁橋式起重機，橋機最大高度加上檢修空間高度確定鋼屋頂起坡點高程為374.70 m(見圖1、圖2)。

圖1 廠房橫剖面示意

圖2廠房縱剖面示意

3 廠房平面布置

根據(jù)地形地質(zhì)條件和交通要求，確定廠房、升壓站的位置。廠址左岸階地順河長約200 m ，寬約25 m，左岸沿河有鄉(xiāng)村道路通過，總體河道凸向右岸。南明河由N59°E流向進入廠址區(qū)再由N14°E流向流出，枯水期廠址區(qū)河水面寬15～30 m，河谷呈不對稱的“V”型，左岸坡緩,右岸坡陡，廠房及升壓站都建在左岸臨河階地上，階地地形平緩，地形坡度10°～15°。壓力箱涵軸線略平行于河道，廠房機組縱軸線與壓力箱涵軸線成90°正交，寬17.53 m的尾水渠垂直引向下游。126 kV室外升壓站布置于廠房左側(cè)，長30.0 m、寬15.5 m，長邊與廠房左側(cè)外邊墻線重合，2臺大機組使用1臺室外12 500 kVA油浸式變壓器通過一回長度約4 km的115 kV輸電線路送入電力系統(tǒng)；1臺小機組使用室內(nèi)250 kVA干式變壓器通過一回長度約6 km的22 kV輸電線路向附近的負荷區(qū)供電。

主廠房寬度的確定要考慮到水輪機與發(fā)電機機型結(jié)構(gòu)尺寸、尾水流道的長度、機電設(shè)備布置、橋機跨度和起吊范圍、交通尺寸的要求，綜合確定主廠房寬14.0 m，橋機跨度12.0 m。副廠房位于主廠房的上游，分3層，根據(jù)屏柜的數(shù)量和尺寸，確定副廠房寬6.19 m。尾水閘門段寬4.41 m，尾水閘門啟閉機平臺寬2.56 m。

大機組中心線間距的確定考慮到蝸殼間混凝土厚度、機組間發(fā)電機風(fēng)罩外緣間距、通道尺寸、廠房分縫的要求，確定機組中心線間距為8 m，大機組縱向中心線距上游主廠房外邊墻距離為7.5 m。小機組布置在水輪機層的最右端，通過DN600 mm鋼管從大機組混凝土箱涵引水，小機組發(fā)電機中心距大機組發(fā)電機中心5.8 m。安裝間由進廠公路決定設(shè)在主廠房左側(cè)，廠房大門在安裝間的下游側(cè)。考慮到橋機起吊范圍和主要設(shè)備的安裝要求，取安裝間長10.0 m。廠房總長31.0 m，下部大體積混凝土不分縫。

安裝間層副廠房從左到右依次布置有高壓開關(guān)柜室、中控室、辦公室、柴油發(fā)電機室、衛(wèi)生間，柴油發(fā)電機室有門通向室外。

發(fā)電機層副廠房從左到右依次布置有勵磁變及主變室、空壓機室、油處理室、工具及備品備件室。每臺大機組有3面機旁屏布置在廠房上游側(cè)；每臺大機組配備有1臺高油壓調(diào)速器，型號為YWT—5000，布置在機組上游右側(cè)。

水輪機層上游布置有濾水器及水泵室，技術(shù)供水采用自流加壓供水方式，從蝸殼取水濾水器過濾經(jīng)水泵加壓后向各個設(shè)備供水。小機組設(shè)DN600 mm重錘液壓蝶閥，機組上游右側(cè)布置YWT—300調(diào)速器，下游布置2面機旁屏。水輪機層下游設(shè)1個集水井及2臺滲漏排水泵(見表1)。

表1 廠房、水輪機、發(fā)電機基本參數(shù)

4 結(jié) 語

提出了老撾南明水電站主廠房、副廠房、升壓站、尾水建筑物的布置設(shè)計方案，為項目可行性研究階段提供了準確的數(shù)據(jù)。