Приложение д (рекомендуемое) Рекомендации по компоновке гидроагрегата и вспомогательного оборудования в агрегатном блоке гэс и гаэс

Д.1 Назначение и область применения

Положения данного приложения, если не приводится специальных оговорок, в равной степени относятся к оборудованию, как ГЭС, так и ГАЭС.

Основным этапом проектирования технологической и строительной части здания ГЭС (ГАЭС) является компоновка агрегатного блока и определение его габаритов.

Размещение вспомогательного оборудования в здании ГЭС (ГАЭС) не должно вызывать увеличения размеров подводного массива агрегатного блока сверх размеров, определенных условиями размещения требуемой проточной части турбины. Вспомогательное оборудование гидроагрегатов устанавливается в пределах свободных площадей агрегатного блока и блока монтажной площадки.

Вне здания ГЭС могут размещаться помещения масляного хозяйства с открытыми складами масел, механические мастерские, склады материалов.

Рекомендуется отдавать предпочтение таким конструктивно-компоновочным решениям, которые позволяют получить наименьшую высоту агрегата при наименьшей длине вала.

Электротехнические устройства и оборудование, относящиеся к агрегату или блоку, размещаются в здании гидроэлектростанции, максимально используя площади, определенные габаритами гидроагрегата или блока. При этом учитываются особенности компоновки здания ГЭС в зависимости от ее типа, а также компоновка основного и вспомогательного гидросилового оборудования и систем.

Соединение гидроагрегатов мощностью до 50 МВт с повышающими трансформаторами предпочтительно выполняются открытыми токопроводами, за исключением выводов из капсульных гидроагрегатов и расположения выводов гидрогенераторов в стесненных условиях, когда допускается применение малогабаритных токопроводов или специальных кабелей.

Соединение гидрогенераторов большей мощности должно выполняться пофазноэкранированными токопроводами.

В пределах одного агрегатного блока силовые и контрольные кабели могут быть проложены вне специальных кабельных сооружений при условии их надежной защиты от механических повреждений, искр, огня при производстве ремонтных работ, обеспечения нормальных температурных условий для кабельных линий и удобства обслуживания. При этом рекомендуется разделение кабелей на отдельные группы, проходящие по различным трассам.

Д.2 Последовательность выполнение проектных работ по компоновке оборудования в агрегатном блоке

Проектным работам по компоновке оборудования предшествуют проектные работы по выбору конструкции и мощности гидроагрегата, типа и диаметра рабочего колеса гидротурбины, типа гидрогенератора, определению отметки установки гидротурбины, а также выбору главной схемы электрических соединений ГЭС (ГАЭС).

Для выбранного типоразмера и мощности гидротурбины определяется отметка установки гидротурбины с учетом ее эксплуатационной характеристики и анализом хода уровней нижнего бьефа; определяются габаритные размеры проточной части гидротурбины.

Для выбранного диаметра и типа гидротурбины и величины максимального действующего напора определяется требуемое оборудование системы регулирования (регулятор скорости в комплекте с маслонапорной установкой МНУ).

Для выбранной мощности, напряжения, частоты вращения гидрогенератора определяется его основные размеры и тип исполнения.

Для установленных расчетами значений диаметров входного сечения спиральной камеры и напорного турбинного трубопровода, максимального значения напора (с учетом гидравлического удара) и общей компоновки водоподводящих сооружений, а также условий надежности и безопасности, определяется необходимость установки предтурбинного затвора, назначаются его функции, определяется его конструктивный тип и местоположение компенсатора.

Для принятых типов гидротурбины, гидрогенератора и габаритов проточной части гидротурбины выполняется компоновка гидроагрегата.

Для принятых габаритов проточной части гидротурбины, гидрогенератора, места установки и габаритов предтурбинного затвора определяются основные размеры подводного массива агрегатного блока.

С учетом типа здания ГЭС (ГАЭС), в соответствии с главной схемой электрических соединений ГЭС (ГАЭС), для выбранного числа и мощности агрегатов, условий выдачи энергии, удобств обслуживания во время эксплуатации выбираются главные силовые трансформаторы, и намечается место их установки.

Для известных значений уровней воды в верхнем и нижнем бьефах, действующего напора, высоте и пролетах водоподводящих и водоотводящих отверстий, принятом типе здания ГЭС (ГАЭС), месте установки главных силовых трансформаторов компонуется механическое оборудование отсасывающих труб гидротурбин, а также водоприемники для русловых ГЭС.

Для принятого типа здания ГЭС (ГАЭС), а также типов и параметров гидротурбин, гидрогенераторов, предтурбинного затвора, главных силовых трансформаторов (в случае, если предусматриваются ремонтные операции с ними на монтажной площадке здания ГЭС (ГАЭС)) определяется требуемая грузоподъемность кранов машзала, их тип и количество, необходимые приближения и высоты подъемов крюков (подвес) кранов, отметки подкрановых путей.

Д.3 Установление основных размеров подводного массива агрегатного блока

Ширина агрегатного блока.

Ширина агрегатного блока несовмещенного здания ГЭС для вертикальных гидроагрегатов с осевыми, диагональными и радиальными гидротурбинами определяется в зависимости от габаритов спиральной камеры (для высоконапорных ГЭС иногда в зависимости от габаритов гидрогенераторов с проходами между ними), а также геологических условий основания здания ГЭС.

Ширина агрегатного блока при скальном основании (отделенного сквозными швами посередине основных бычков) определяется добавлением к максимальному размеру спиральной камеры в плане 2,5÷4,0 м.

На мягких основаниях здание ГЭС по длине делится сквозными швами на секции, в пределах которых находятся два или три агрегата. Поскольку промежуточный бычок между агрегатами выполняется тоньше основного бычка между секциями, ширина агрегатного блока в этом случае получается неодинаковой. Толщина бычков определяется расчетами и размещением пазов затворов.

Ширина крайнего агрегатного блока, расположенного в противоположном монтажной площадке торце здания, увеличивается для обеспечения возможности обслуживания гидрогенератора грузоподъемными кранами.

Размер указанного увеличения зависит, в основном, от ширины обслуживающего грузоподъемного крана.

В первом приближении, расстояние от оси крайнего агрегата до упора у торцевой стены машинного зала принимается:

- при переносе ротора гидрогенератора двумя грузоподъемными кранами – ширине грузоподъемного крана с добавлением 0,2 м;

- при переносе ротора гидрогенератора одним грузоподъемным краном – половине ширины грузоподъемного крана с добавлением расстояния от оси агрегата до центра тяжести сектора статора гидрогенератора и 0,2 м.

При дальнейшем проектировании этот размер уточняется в зависимости от габаритов и расположения монтажных узлов гидрогенератора, габаритов кранов, приближений его крюков и конструкции упоров на подкрановых путях.

Длина агрегатного блока.

Длина агрегатного блока здания ГЭС от оси агрегата в сторону нижнего бьефа определяется длиной отсасывающей трубы. Увеличение этой длины сверх требующейся длины отсасывающей трубы должно быть специально обосновано.

Длина агрегатного блока здания ГЭС от оси агрегата в сторону верхнего бьефа назначается в зависимости от размеров гидрогенератора, габаритов предтурбинного затвора (в случае его установки в машинном зале) и его привязки к оси агрегата, приближения крюков грузоподъемных средств, обслуживающих агрегат, а также (для русловых ГЭС), размещения необходимого механического оборудования водоприемных отверстий агрегата (сороудерживающих решеток, затворов, подъемных механизмов).

В русловых ГЭС водоприемники гидротурбин являются конструктивной частью здания ГЭС и их форма и размеры определяют (вместе с габаритами спиральной камеры и гидрогенератора) длину агрегатного блока от оси агрегатов в сторону верхнего бьефа.

При проектировании водоприемника гидротурбин русловых ГЭС с вертикальными агрегатами обеспечивается выполнение условий:

- переход от потолка спиральной камеры к верху входного отверстия водоприемных устройств (примыкает к пазу сороудерживающей решетки) выполняется по гидравлически оптимальной кривой, обеспечивающей плавный вход воды;

- толщина бетонного перекрытия над спиральной камерой принимается не менее 1,0 м;

- скорости воды перед сороудерживающими решетками принимаются в пределах 1,0-1,2 м/с (меньшее значение при сильно-засоренных водотоках).

Высота подводного массива агрегатного блока.

В несовмещенном здании ГЭС с вертикальными агрегатами (кроме ковшовых) высота подводного массива агрегатного блока от подошвы основания до пола машинного зала (до верхнего перекрытия гидрогенератора) определяется вертикальными размерами гидроагрегата, заглубленного под уровень нижнего бьефа в соответствии с принятыми Нs и с учетом необходимости заглубления на 0,5 м верхней кромки выходного сечения отсасывающей трубы под минимальный уровень нижнего бьефа, высотой отсасывающей трубы и толщины фундаментной плиты.

В совмещенном здании ГЭС с вертикальными агрегатами (кроме ковшовых), имеющем встроенные водосбросы, высота отсасывающей трубы и вертикальные размеры гидроагрегата могут быть увеличены для возможности размещения водосбросов требуемой пропускной способности. Для этой же цели, при необходимости, заглубление Hs также принимается больше, чем это требуется по кавитационной характеристике гидротурбин. Необходимость и целесообразность таких увеличений обосновывается технико-экономическим расчетом.

В несовмещенном здании ГЭС с горизонтальными капсульными агрегатами высота подводного массива агрегатного блока от подошвы основания до герметической крышки над агрегатом определяется габаритами проточной части агрегата, заглубленного под уровень нижнего бьефа в соответствии с принятым Hs и с учетом необходимости заглубления на 0,5 м верхней кромки выходного сечения отсасывающей трубы под минимальный уровень нижнего бьефа, толщиной герметической плиты (с обтекателем) и толщиной фундаментной плиты.

В совмещенном здании ГЭС с горизонтальным капсульными агрегатами высота подводного массива агрегатного блока от подошвы основания до верха съемной герметической крышки люка в перекрытии водослива определяется габаритами проточной части агрегата, заглубленного под уровень нижнего бьефа в соответствии с принятым Hs и с учетом необходимости заглубления на 0.5 м верхней кромки нижнего бьефа, толщиной герметической плиты (с обтекателем), высотой помещения над агрегатом, позволяющей разместить требуемый тип маслонапорной установки системы регулирования агрегата, толщиной перекрытия, отделяющей помещения от водослива и толщиной фундаментной плиты. При необходимости размещения водослива с требуемой высотой переливающегося слоя, заглубление Hs принимается больше, чем это требуется по условию бескавитационной работы гидротурбин.

Необходимость и целесообразность такого увеличения обосновывается технико-экономическим расчетом.

В здании ГЭС с ковшовыми гидротурбинами высота подводного массива агрегатного блока от подошвы основания до верха перекрытия отводящей камеры определяется высотой отводящей камеры с перекрытием и толщиной фундаментной плиты.

При этом высотное положение ковшовых гидротурбин определяется по условиям незатопления оборудования и надворных помещений здания ГЭС при высоких уровнях воды в отводящем канале.

По опытным данным расстояние от поверхности воды в отводящем канале до оси струи рекомендуется принимать не менее одного диаметра рабочего колеса во избежание потерь энергии, возникающей вследствии влияния вихревой неуспокоенности воды в отводящем канале. При значительных колебаниях уровней воды в нижнем бьефе, возможно рассматривать установку рабочего колеса ниже наивысшего уровня воды в отводящем канале, предусматривая отжатие воды из кожуха гидротурбины с помощью сжатого воздуха.

Д.4 Определение количества и требуемой грузоподъемности кранов машинного зала для обслуживания гидроагрегата, необходимых приближений и высот подъемных крюков (подвесок) и отметок подкрановых путей

Определение количества и требуемой грузоподъемности кранов машинного зала для обслуживания гидроагрегата.

При массе наиболее тяжелого монтажного узла агрегата более 500 т рекомендуется предусматривать для его транспортировки два крана и специальное захватное приспособление – траверсу.

При числе агрегатов 4 и более также рекомендуется предусматривать два крана одинаковой грузоподъемности равной половине массы максимального груза.

Суммарная грузоподъемность главных крюков (подвесок) кранов машинного зала определяется по массе наиболее тяжелого монтажного узла агрегата ротора гидрогенератора с приспособлением для его подъема и транспортировки.

Ротор гидрогенератора подвесного типа транспортируется кранами совместно с валом.

Ротор гидрогенератора зонтичного типа транспортируется кранами без вала.

При разъемной конструкции ротора гидрогенератора (имеет монтажный разъем между спицами и ободом) наиболее тяжелым монтажным узлом агрегата может оказаться либо рабочее колесо турбины (в сборе), либо статор гидрогенератора (в сборе), если предусматривается его сборка не в собственном кратере.

Грузоподъемность крюка вспомогательного подъема рекомендуется назначать из условия обслуживания вала, частей статора гидрогенератора, втулки ротора гидрогенератора, при этом крюк рекомендуется принимать двурогим.

Для стандартных кранов, по согласованию с заводом допускается их изготовление с механизмами вспомогательного подъема грузоподъемностью больше установленной по нормативам.

Краны рекомендуется оснащать дополнительными электрическими талями грузоподъемностью 5-10 т с передвигающимися по монорельсу (подвешенному к балке моста крана) и управляемыми из кабины.

Определение требуемых приближений и высот подъемов крюков (подвесок) кранов машинного зала для обслуживания гидроагрегата.

Для разрешения зоны, обслуживаемой крюками (подвесками) кранов, рекомендуется при проектировании специальных кранов принимать горизонтальное приближению крюков (подвесок) к осям подкрановых рельсов и торцевым стенам здания ГЭС (ГАЭС) минимально возможным.

В случае установки в машинном зале двух кранов с целью расширения зоны обслуживания рекомендуется их тележки разворачивать на 180° по отношению друг к другу, монорельсы с электрическими талями устанавливать на наружных фермах (мостах) кранов. Также следует рассматривать применение специальных мостовых кранов с одной тележкой, снабженной двумя механизмами для подъема одинаковой грузоподъемности равной половине переносимого груза.

Нижнее положение главного крюка (подвески) крана рекомендуется принимать:

- на отметках оси поворота лопастей рабочего колеса (для вертикальных турбин с рабочими колесами типа Пр,Пл);

- на отметке средней линии направляющего аппарата (для вертикальных турбин с рабочими колесами типа РО и Д);

- на отметке оси агрегата (для горизонтальных гидротурбин);

- на отметке оси подводящего трубопровода (для вертикальных ковшовых гидротурбин).

Нижнее положение вспомогательного крюка крана рекомендуется принимать:

- на отметке верха облицовки конуса отсасывающей трубы (для вертикальных гидротурбин);

- на отметке низа подводящей камеры (для горизонтальных гидротурбин).

Высота подъема крюка электрической тали определяется условиями обслуживания вспомогательного оборудования и закладывается в пределах серийно обеспечиваемых промышленностью.

Определение требуемых отметок подкрановых путей мостовых кранов машзала.

Отметка подкрановых путей мостовых кранов определяется условиями транспортировки наиболее габаритных монтажных узлов гидроагрегата принятыми кранами с применением жестких захватных приспособлений. При этом приближение транспортируемых кранами монтажных узлов к строительным конструкциям и оборудованию принимается по горизонтали 1,0 м, по вертикали 0,5 м.

Д.5 Компоновка агрегатного блока с вертикальным гидроагрегатом для ГЭС с ПЛ, Пр, Д и РО гидротурбинами

Определяются габаритные размеры проточной части гидротурбины и выполняются ее чертежи (поперечный разрез и план) применительно к выбранной отметке заглубления оси рабочего колеса гидротурбины под уровень воды в нижнем бьефе.

На предварительных стадиях проектирования габариты проточной части рекомендуется определять по соответствующему нормативу на гидротурбины.

Определяются габариты турбинной шахты, обеспечивающие условия размещения средств механизации в шахте для обслуживания деталей, расположенных на крышке гидротурбины, входа персонала в шахту работающего агрегата, выполнения осмотров, ремонтных работ в шахте, а также демонтажа крышки гидротурбины.

На предварительных стадиях проектирования рекомендуется диаметр шахты принимать равным 1,4 Д р.к. Высота шахты гидротурбины (размер от площадки обслуживания на крышке до перекрытия шахты гидротурбины) должна обеспечить проход в шахту (высотой в свету не менее 2,0 м, шириной 1,2÷1,4 м) и установку ручной кран-балки г/п 3÷5 тс над входом в шахту. Предварительно, высоту шахты рекомендуется принимать не менее 3,0 м.

Если принимаются бетонные спиральные камеры с сечениями, частично или полностью развитыми вверх, или применяются металлические спиральные камеры, то устройство входа в шахту рекомендуется предусматривать у носка спирали, где сечения ее минимальны. В противном случае, придется существенно увеличивать высоту шахты, а, следовательно, и турбинный вал агрегата.

Окончательные размеры турбинной шахты принимаются по проектам заводов-изготовителей гидротурбины и гидрогенератора, согласованным с генпроектировщиком.

Определяются габаритные размеры гидрогенератора и его фундамента и наносятся на чертежи с проточной частью гидротурбины и турбинной шахтой.

На предварительных стадиях проектирования габаритные размеры гидрогенератора рекомендуется определять используя данные изготовленных заводами-изготовителями аналогов-гидрогенераторов.

Окончательные размеры гидрогенератора принимаются по проектам завода-изготовителя гидрогенератора.

Определяются габаритные размеры предтурбинного затвора (в случае его применения), определяется место его установки и он наносится на чертежи с проточной частью гидротурбины, турбинной шахтой и гидрогенератором. Расстояние до фланца предтурбинного дискового затвора от оси гидрогенератора должно быть не менее 1,8 Д р.к. для напоров меньших 100 м и 2,0 Д р.к. для напоров более 200 м. Расстояние между шаровым затвором и спиральной камерой определяется конструктивно. Монтажный патрубок предтурбинного затвора размещается между затвором и спиральной камерой.

На предварительных стадиях проектирования габаритные размеры дисковых и шаровых затворов рекомендуется определять используя данные изготовленных отечественными заводами затворов-аналогов.

Определяется требуемое оборудование системы регулирования (регулятор скорости в комплекте с маслонапорной установкой (МНУ)), выполняется ее компоновка на поперечном разрезе и плане агрегатного блока здания ГЭС по гидроагрегату.

Определяется ширина машинного зала и привязка вертикальной оси агрегата к стенам здания со стороны верхнего и нижнего бьефов.

Внутренняя поверхность напорной стены со стороны верхнего бьефа (или подкрановой колоны) устанавливается от вертикальной оси агрегатов на расстоянии, позволяющем принятым грузоподъемным кранам обслуживать крайние воздухоохладители генератора и предтурбинный затвор (в случае его применении и установки в машинном зале).

Расстояние от вертикальной оси до внутренней грани колоны со стороны нижнего бьефа определяется с таким расчетом, чтобы эта колонна покоилась на бетонном массиве за пределами спиральной камеры. Опирание подкрановых колонн на перекрытие спиральной камеры или турбинного водовода не рекомендуется. При этом приближение крюков грузоподъемных кранов к стене здания со стороны нижнего бьефа должно обеспечивать обслуживание крайних воздухоохладителей гидрогенератора и транспортировку наиболее габаритных узлов агрегата. Между кожухом гидрогенератора и колонной со стороны нижнего бьефа предусматривается сквозной (вдоль всего здания) проход шириной (в свету) не менее 2,0 м.

Полученный с учетом выполнения вышеуказанных условий размер от внутренней поверхности стены (грани колонны) со стороны верхнего бьефа до внутренней грани колонны со стороны нижнего бьефа определяет минимальный пролет здания (в свету) и пролет мостовых кранов машзала (в случае их применения).Требуемый пролет здания и кранов определяется в соответствии с условиями проноса монтажных узлов оборудования.

На поперечном разрезе агрегата наносят подход к люку в конусе отсасывающей трубы (шириной 1,4 м, высотой 2,0) для доступа персонала и доставки ремонтных подмостей (для рабочих колес типа Пл, Пр и Д), материалов и инструмента для производства осмотра и ремонта рабочих колес без их демонтажа.

Выбирается система осушения проточной части и на чертежах наносятся ее приемные устройства и сливной коллектор (потерна). При необходимости, корректируется толщина фундаментной плиты в месте расположения сливного коллектора (потерны).

Д.6 Особенности компоновок гидроагрегатов ГАЭС

Широкий диапазон напоров, при которых строятся ГАЭС (примерно от 20 до 1400 м), предопределяет необходимость применения различных схем гидросилового оборудования:

При высоких напорах и требовании высокой маневренности применяется трехмашинная схема, когда гидротурбины, двигатель-генератор и многоступенчатый насос устанавливается на общем валу, с одним направлением вращения.

Эта схема применяется при установке ковшовых и радиально-осевых гидротурбин, как с вертикальным, так и с горизонтальным валом.

Наиболее распространенный двухмашинный агрегат ГАЭС состоит из обратимой (насос-турбины) гидромашины, жестко соединенной с реверсивной (двигатель-генератор) электромашинной. Работа двухмашинных агрегатов в турбинном и насосном режимах происходит при противоположных направлениях вращения.

Обратимый гидроагрегат обычно создается в вертикальном исполнении (кроме капсульных обратимых гидроагрегатов).

В зависимости от напора двухмашинные гидроагрегаты оборудуются либо поворотно-лопастными (диагональными), либо радиально-осевыми насосо-турбинами.

Обратимые одноступенчатые гидроагрегаты наиболее полно соответствуют по напору условиям на большинстве выявленных в России площадок ГЭАС, их установка в этих условиях является предпочтительной и по энергетическим показателям.

Компоновка обратимых гидроагрегатов в агрегатном блоке ГАЭС отличается от компоновки аналогичных гидроагрегатов ГЭС лишь необходимостью значительно большего заглубления насосо-турбины под горизонт воды в нижнем бассейне и дополнительного размещения в агрегатном блоке пусковых устройств.

Д.7 Компоновка системы регулирования гидротурбины ГЭС (ГАЭС)

При компоновке в агрегатном блоке регулятора скорости и МНУ место их установки определяют из условий:

- удобства их обслуживания во время эксплуатации;

- получения более простой (с меньшим количеством изломов) и короткой трассы трубопроводов системы регулирования высокого давления.

Рекомендуется обращать особое внимание надежному закреплению трубопроводов системы регулирования на всей трассе и определению конструкции узлов крепления, а также размещению опор крепления.

На ГЭС (ГАЭС) с радиально-осевыми гидротурбинами МНУ выбираются общими для агрегата и предтурбинного затвора и устанавливаются как можно ближе к сервомоторам направляющего аппарата и предтурбинному затвору (при его установке в пределах агрегатного блока).

На ГЭС (ГАЭС) с гидроагрегатами небольшой мощности (до 15 МВт) рекомендуется рассматривать возможность установки одной МНУ на два агрегата.

При установке МНУ на отметках ниже пола машинного зала, в перекрытии машинного зала предусматриваются монтажные проемы над котлами и баками. На время постоянной эксплуатации предусматривается возможность замены только насосных агрегатов МНУ.

Д.8 Компоновка электротехнического оборудования в блоке гидроагрегата

Компоновка электротехнического оборудования в блоке гидроагрегата определяется главной электрической схемой электростанции, типом здания ГЭС и общими компоновочно-техническими условиями.

Соединения между генераторами и трансформаторами для условий конкретной станции определяются главной электрической схемой.

В зависимости от типа здания, количества блоков и типа повышающих трансформаторов определяется место установки последних.

Повышающие трансформаторы располагаются на открытых площадках у продольных стен здания станции со стороны верхнего или нижнего бьефов. При этом учитывается тип и направление выводов высокого напряжения в направлении распределительного устройства, а также компоновочные решения, принятые для оборудования генераторного напряжения.

На гидроэлектростанциях с числом повышающих трансформаторов до двух рассматривается также вариант их установки у одной из торцевых стен здания станции или в районе монтажной площадки с одновременным технико-экономическим обоснованием увеличения и неоднотипности генераторных токопроводов.

В случаях использования распределительных устройств высокого напряжения с элегазовой изоляцией (SF₆), располагаемых в помещениях здания станции и примыкающих к ней, рассматриваются варианты закрытой установки блочных трансформаторов.

Для подземных ГЭС при больших сложностях устройства токопроводов связи генераторов с трансформаторами, устанавливаемыми на поверхности, трансформаторы устанавливаются в машинном зале, помещении затворов или в специальном трансформаторном помещении. Данное решение обосновывается соответствующим технико-экономическим расчетом и требованиями безопасности.

При выборе трассы токопроводов связи генератора с повышающим трансформатором учитываются следующие основные факторы:

- наличие в цепи генератора выключателя или другого коммутирующего оборудования (разъединители, выключатели нагрузки и т.п.);

- наличие в цепи генератора коммутирующего комплекса (по типу КАГ), требующих специальных компоновочных решений по их установке и положению в распредустройстве генераторного напряжения;

- тип схемы возбуждения и особенности установки трансформаторного оборудования системы возбуждения;

- направление и высотные отметки главных и нейтральных выводов генератора;

- наличие отпаек к трансформаторным подстанциям собственных нужд;

- надежность работы и безопасность обслуживания, возможности производства ремонтных работ, расширения и модификации.

В зависимости от типа коммутационного оборудования в генераторной цепи (маломасляный или воздушный выключатель, КАГ и т.п.) определяется компоновка этого оборудования с возможностью удобства его монтажа, обслуживания, ремонта и подсоединения токопроводов.

Особенности компоновки оборудования генераторного напряжения станции с капсульными агрегатами определяются обособленностью помещений с этим оборудованием от агрегатного блока. В этом случае рекомендуется рассматривать вариант кратчайших трасс малогабаритных токопроводов, выходящих из генератора, и создание компактного распределительного устройства генераторного напряжения, по возможности на одной горизонтальной отметке, экранированных токопроводов и комплект распределительных устройств с использованием промышленных открытых или закрытых токопроводов.

Компоновку щита возбуждения агрегата рекомендуется выполнять с учетом следующих основных факторов:

- удобство обслуживания и короткие эксплуатационные связи с агрегатным и блочным щитами управления;

- возможно короткие длины токопроводов или кабельных линий постоянного и переменного тока (выводы цепей ротора и связи с трансформаторным оборудованием);

- наличие кабельных сооружений вблизи места расположения щита и возможность создания кабельных трасс в пределах агрегатного блока, позволяющих обеспечить наименьший расход кабелей и их сохранность от механических повреждений, перегрева и перекрещивание между собой, с трубопроводами и пр.;

- наличие свободных подходов для обслуживающего персонала, возможность применения средств малой механизации при производстве ремонтных работ;

- возможность создания равномерного нормируемого освещения обслуживаемых сторон панелей щита.

Щиты возбуждения, по возможности, размещаются на тех же отметках здания станции, где расположено высоковольтное и другое оборудование системы возбуждения.

Агрегатные и блочные щиты управления (АЩУ и БЩУ) на ГЭС (ГАЭС) рекомендуется размещать на отметке машинного зала с максимальным приближением к кабельным сооружениям (туннели, коридоры и т.п.).

При компоновке агрегатных и блочных щитов рекомендуется учитывать следующие факторы:

- общее архитектурно-планировочное решение машинного зала, психологические и физиологические возможности обслуживающего персонала;

- расположение эксплуатационных связей с другими отметками станции, где размещено основное электротехническое оборудование;

- кабельные трассы к главному щиту управления, общестанционным пунктам автоматизации, щитам возбуждения, центру автоматизированной системы управления и т.п.;

- наличие свободных проходов к панелям щитов со всех необходимых сторон обслуживания;

- возможность хорошего обзора приборов с целью их точного считывания;

- возможность создания равномерного искусственного и естественного освещения обслуживаемых сторон щита с обеспечением необходимой нормативной освещенности.

Аппаратуру защиты, автоматики и управления вспомогательными системами агрегата рекомендуется размещать на едином щите, или в отдельных шкафах, расположенных вблизи оборудования систем. При этом необходимо учитывать возможность создания оптимально удобных и кратчайших трасс кабелей от этих щитов до потребителей.

При компоновке электротехнического оборудования в блоке гидроагрегата следует учитывать необходимость поэтапного ввода агрегатов и необходимость обеспечения работоспособности агрегатов при незавершенном строительстве очередных блоков.

Д.9 Использование помещений, образующихся в агрегатном блоке для размещения вспомогательного оборудования

В помещениях агрегатного блока рекомендуется располагать в первую очередь вспомогательное гидросиловое оборудование, которое предусматривается для обслуживания данного агрегата. К такому оборудованию относится: лекажные агрегаты, оборудование техводоснабжения агрегата (насосы, эжекторы, фильтры водяные) трубная обвязка с арматурой, аппаратура управления, оборудование системы внутрипроводникового жидкостного охлаждения статора и ротора гидрогенератора (для гидрогенераторов с водяным охлаждением), воздуходувки с воздухосборниками, трубной обвязкой и арматурой для системы перевода гидроагрегата в режим синхронного компенсатора, оборудование масловодяного охлаждения тиристоров системы возбуждения (при тиристорном возбуждении с водяным охлаждением), насосные агрегаты с аппаратурой управления и приемниками для удаления дренажных вод из помещений, дистанционные приводы клапанов системы опорожнения проточной части агрегатов.

В агрегатном блоке ГЭС (ГАЭС) с вертикальными гидроагрегатами образуются помещения вокруг кожухов гидрогенераторов (в зависимости от высотных размеров гидрогенератора эти помещения могут быть выполнены в два этажа). На крупных русловых ГЭС над отсасывающими трубами образуются значительные по площади помещения, расположенные в несколько этажей.

На приплотинных ГЭС при установке трансформаторов, со стороны верхнего бьефа, предусматриваются соответствующие помещения под местом установки трансформаторов.

Наиболее дорогой ценой достаются помещения в зданиях ГЭС (ГАЭС) имеющих подземный машинный зал. Не рекомендуется увеличение ширины машинного зала сверх размеров, требующихся по условиям размещения и обслуживания основного гидросилового оборудования. В отдельных, специально обоснованных случаях, из-за необходимости размещения агрегатного вспомогательного оборудования рассматривают возможность увеличения расстояния между соседними гидроагрегатами.

При компоновке оборудования в агрегатном блоке рекомендуется, по возможности, разделять зоны размещения основного оборудования генераторного напряжения (токопроводы, выключатели, разъединители, КАГи, измерительные трансформаторы, высоковольтное оборудование возбуждения и т.п.), а также щитовых устройств управления и автоматики агрегатов, системы возбуждения и собственных нужд агрегата от зоны размещения вспомогательного гидросилового оборудования.

При этом зоны размещения перечисленного выше электротехнического оборудования целесообразно размещать со стороны установки повысительных трансформаторов (сторона нижнего или верхнего бьефа), за исключением случаев установки повысительных трансформаторов в торцевой части здания ГЭС (ГАЭС).

Оборудование водяного охлаждения рекомендуется располагать в помещениях, примыкающих к месту забора технической воды. Наиболее подходящими для этого являются помещения над отсасывающими трубами с забором воды из спиральной камеры турбины. Высота помещений водяного охлаждения гидроагрегатов определяется из условий обслуживания водяных фильтров (разборка, очистка сеток) с помощью средств малой механизации.

Арматура водосливных коллекторов из проточной части гидротурбины, дистанционные приводы управления этой арматурой назначается и устанавливается в зависимости от принятой схемы системы охлаждения.

На русловых и приплотинных ГЭС, расположенных на мягких грунтах, где предусматривается фундаментная плита значительной толщины, рекомендуется рассматривать целесообразность применения схемы опорожнения с двумя потернами (в этом случае арматура размещается в «сухой» потерне). Там, где фундаментная плита имеет незначительную толщину, рекомендуется сливной коллектор из отсасывающих труб располагать под отсасывающими трубами (желательно в пределах колена отсасывающей трубы), сливной коллектор соединить с отсасывающей трубой с помощью сливного клапана (двух сливных клапанов для крупных гидроагрегатов), а дистанционный привод (приводы) клапана (клапанов), выводится в ближайшее помещение над отсасывающими трубами. Поперечное сечение сливного коллектора рекомендуется выбирать из условий возможности очистки его ручным способом во время эксплуатации.

Оборудование масловодяного охлаждения трансформаторов (теплообменники с трубной обвязкой и арматурой) рекомендуется располагать в непосредственной близости к месту установки обслуживаемого трансформатора, но располагать их в помещениях имеющих более низкую отметку, чем перекрытие, на котором устанавливаются трансформаторы.

Воздухосборники и воздуходувки с трубной обвязкой и арматурой для системы перевода гидроагрегата в режим синхронного компенсатора желательно располагать в помещениях, из которых осуществляется вход в шахту гидротурбины. Воздухосборники и воздуходувки могут устанавливаться в разных помещениях (желательно, чтобы воздуходувка располагалась по возможности ближе к шахте гидротурбины). При этом должны быть выполнены условия, при которых разрешается установка воздухосборников в помещениях здания ГЭС (ГАЭС).

Насосные агрегаты с приямками для удаления дренажных вод из помещений рекомендуется устанавливать в помещениях агрегатного блока, имеющих наиболее низкую отметку, с тем, чтобы организовать сбор дренажа из всех помещений в приямки дренажных насосов самотеком.

В зависимости от местных условий, дренажные насосные агрегаты могут обслуживать разное число агрегатных блоков.

Во все помещения, где расположено вспомогательное оборудование, предусматривается возможность доставки и удобной транспортировки оборудования и материалов, с применением средств малой механизации, автопогрузчиков, электрокаров, электрических талей и т.п.

Д.10 Требования к строительной части здания ГЭС (ГАЭС) при установке кранов

При установке кранов в машинном зале учитываются требования, изложенные в Правилах Ростехнадзора, предъявляемые к строительной части, а именно:

- расстояние от верхней точки грузоподъемной машины до потолка здания, нижнего пояса строительных ферм или предметов, прикрепленных к ним, а также до нижней точки другой грузоподъемной машины, работающей выше, должно быть не менее 100 мм с учетом прогиба ферм или пространственных конструкций, поддерживающих перекрытие машинного зала;

- расстояние от настила площадок и галереи мостовых кранов, за исключением настила концевых балок и тележек для сплошного перекрытия или подшивки крыши, до нижнего пояса строительных ферм и предметов, прикрепленных к ним, а также до нижней точки крана, работающего выше, должно быть не менее 1800 мм;

- расстояние от выступающих частей торцов крана до колонны и стен здания, перил проходных галерей должно быть не менее 60 мм. Это расстояние следует устанавливать при сжатых буферных устройствах крана и торцевых упоров;

- расстояние от нижней габаритной точки грузоподъемной машины (не считая грузозахватного органа) до пола машзала или площадок, на которых во время работы крана могут находиться люди (за исключением площадок, предназначенных для ремонта крана и посадки крановщика) должно быть не менее 2-х м;

- расстояние от нижних выступающих частей грузоподъемной машины (не считая грузозахватного органа) до расположенного в зоне ее действия оборудования должно быть не менее 400 мм;

- расстояние от выступающих частей кабины управления или кабины обслуживания троллеев до стены, оборудования, трубопроводов, выступающих частей здания, колонн, крыш подсобных помещений и др. предметов, относительно которых кабина перемещается, должно быть не менее 400 мм;

Площадки и лестница для посадки на мостовые краны располагаются у торцов машинного зала. При длине машинного зала более 300 м дополнительно предусматривается площадки и лестницы для посадки в кабины кранов с расстоянием между ними 200÷300 м.

Лестницы принимаются шириной не менее 600 мм и выполняются с углом наклона к горизонту не более 60°.

На вертикальных лестницах, а также лестницах с углом наклона к горизонту более 75° при высоте более 5 м, начиная с высоты 3 м, устанавливаются ограждения в виде дуг. Дуги должны располагаться на расстоянии не более 800 мм друг от друга и соединяться между собой не менее чем тремя продольными полосами. Расстояние от лестницы до дуги принимается не менее 700 мм и не более800 мм при радиусе дуги 350÷400 мм.

Галереи для прохода вдоль кранового пути снабжаются перилами со стороны пролета и с противоположной стороны, если нет стены. Галерея на открытой эстакаде может снабжаться перилами только с наружней стороны (противоположной пролету).

Ширина прохода (в свету) по галерее принимается не менее 500 мм, а высота не менее 1800 мм.

В местах расположения колонн обеспечивается проход сбоку или в теле колонны шириной не менее 500 мм и высотой 1800 мм.

Каждая галерея должна иметь выходы на лестницы не реже чем через 200÷300 м.

Для входа в кабину управления мостового крана устанавливается посадочная площадка со стационарной лестницей.

Пол посадочной площадки располагается на одном уровне с полом кабины. Зазор между посадочной площадкой и порогом двери кабины принимается не менее 60 мм и не более 150 мм.

Допускается устройство посадочной площадки ниже уровня пола кабины, но не более чем на 250 мм.

Приближение транспортируемых кранами деталей по горизонтали к строительным конструкциям и оборудованию рекомендуется принимать не менее1000 мм.

При перемещении крана с грузом, последний должен быть поднят не менее чем на 0,5 м выше встречающихся по пути препятствий.

Толлейные провода, расположенные вдоль кранового пути, выполняют недоступными для случайного к ним прикосновения с моста крана, лестниц, посадочных площадок и других площадок, где могут находиться люди, что должно обеспечиваться соответствующим их расположением или посредством устройства сетчатых ограждений.

Конструкция подкрановых путей должна позволять рихтовку рельса. Если ожидаются значительные осадки и смещения отдельных секций сооружений, то подкрановые пути над осадочными швами снабжаются специальными переходными балками.

Д.11 Основные положения по проектированию монтажной площадки в здании ГЭС (ГАЭС)

Монтажная площадка предназначена для обеспечения необходимых условий при монтаже, демонтаже и ремонтах основного и вспомогательного оборудования ГЭС (ГАЭС) во время эксплуатации. Монтажная площадка используется также и при первоначальном монтаже основного и вспомогательного оборудования.

Монтажная площадка является продолжением машинного зала, обычно имеет одинаковые с ним отметки и обслуживается теми же кранами.

Монтажную площадку рекомендуется размещать у того берега, на котором расположены транспортные магистрали (железная дорога или автодорога), для совмещения разгрузки и монтажа оборудования.

Въезд на монтажную площадку предусматривается таким образом, чтобы железнодорожная платформа (вагон) или автомашины могли обслуживаться крюками крана машинного зала соответствующей грузоподъемности. Рекомендуется, насколько это возможно, разделить транспортную и рабочую зоны, чтобы избежать потока грузов над местами сборки узлов гидроагрегата (особенно стенда или сборки ротора).

Требуемый размер ворот на монтажную площадку определяется габаритными размерами главного повышающего трансформатора (при ревизии трансформатора на монтажной площадке) или наиболее габаритным узлом гидроагрегата с упаковкой в транспортном положении с учетом 200 мм зазоров с каждой стороны.

Полезная площадь монтажной площадки, обслуживаемая крюками кранов, принимается таких размеров, чтобы обеспечить условия для проведения ремонта одного гидроагрегата и одного главного повышающего трансформатора с учетом очередности производства работ.

Габариты монтажной площадки должны обеспечивать возможность одновременной раскладки (с учетом необходимых ~ 1,5 м проходов для обслуживания) ротора гидрогенератора, рабочего колеса гидротурбины, вала агрегата, подпятника, крышки турбины, а также размещения главного повышающего трансформатора и «колокола» трансформатора (верхняя часть бака трансформатора) в зоне, обслуживаемой крюками кранов соответствующей грузоподъемности.

При составлении схем раскладки узлов агрегата на монтажной площадке не допускается размещение люков и проемов в зонах сборки важнейших узлов агрегата.

Для сборки и выполнения ремонтных работ рабочих колес Пл гидротурбин и разъемных колес РО гидротурбин в перекрытии пола монтажной площадки устанавливаются стационарные металлические монтажные плиты, для стенда сборки ротора гидрогенератора – закладные металлические плиты.

Для перекатки главных повышающих трансформаторов с места установки на монтажную площадку предусматриваются специальные рельсовые пути, обслуживаемые на монтажной площадке крюками кранов требуемой грузоподъемности.

Если представляется возможным по условиям планировки прилегающей к ГЭС (ГАЭС) территории, отметку пола монтажной площадки принимают одинаковой с отметкой пола машинного зала. В этом случае часть пола агрегатного блока, примыкающего к монтажной площадке, так же используется для раскладки оборудования во время ремонтов.

Размещение пола монтажной площадки и машзала на разных отметках сокращает полезную площадь, используемую для раскладки оборудования.

Во время первоначального монтажа рекомендуется в качестве дополнительной монтажной площадки использовать блоки агрегатов, примыкающих к монтажной площадке. Кратеры агрегатов в этих блоках на время их использования в качестве монтажных площадей закрываются временными перекрытиями, рассчитанными на монтажные нагрузки.

Нагрузки на перекрытия монтажной площадки определяются массой и габаритами монтируемого оборудования, как в эксплуатационный период, так и во время первоначального монтажа.

Составляются схемы раскладки оборудования с учетом необходимых проходов и зон обслуживания крюками подъемных кранов в эксплуатационный период на основной монтажной площадке и на период первоначального монтажа на основной монтажной площадке и на временных монтажных площадках.

Д.12 Конструктивные меры по обеспечению безопасной эксплуатации здания ГЭС

Здания ГЭС и ГАЭС I и II классов с числом агрегатов более четырех при отсутствии предтурбинных аварийных затворов должны иметь секционную компоновку с размещением в каждой секции не более четырех гидроагрегатов. Секции в подводной части здания должны быть разделены капитальными водонепроницаемыми стенами. Переходы между секциями должны быть оборудованы герметическими дверями. Все технологические проходки через разделительные перегородки должны быть загерметизированы.

Электропомещения в зданиях ГЭС и ГАЭС I и II классов должны быть отделены от машинного зала капитальной стеной с водонепроницаемыми дверями. Системы управления, связи и защиты должны устанавливаться на безопасных отметках или в помещениях, защищенных от затопления в аварийной ситуации.

На всех ГЭС административные, бытовые помещения и ремонтные мастерские с постоянным пребыванием персонала не должны располагаться в помещениях агрегатной части и/или монтажной площадки, расположенных ниже уровня нижнего бьефа. При невозможности или при крайней необходимости размещения таких помещений в здании станции ниже уровня нижнего бьефа, эти помещения должны иметь запасные выходы на незатопляемые отметки.

Галереи в зданиях ГЭС и ГАЭС, расположенные ниже уровня нижнего бьефа должны иметь два выхода. Все производственные помещения должны быть оборудованы самооткрывающимися дверями, открывающимися из помещения.

Должны быть предусмотрены запорные устройства со стороны нижнего бьефа на технологических отверстиях, отводящих воду в нижний бьеф.

Помещения насосных установок, запорных устройств системы откачки должны иметь изолированный выход на незатопляемую отметку. Если по компоновочным условиям нельзя обеспечить изолированные выходы из указанных помещений, следует предусматривать на выходах защитные герметические двери.

Количество и размеры кабельных сооружений вдоль ГЭС и к ОРУ должны предусматривать возможность раздельной прокладки взаиморезервируемых кабелей, исключающих при пожаре одновременную потерю этих кабелей. Кабельные сооружения должны быть изолированы от оборудования, средств управления и исключать доступ в них посторонних лиц.

При проектировании компоновки агрегатных блоков, размещения оборудования и технологических систем в здании станции должны быть разработаны и зафиксированы на чертежах схемы и пути вывода работников из любой зоны, в которой может возникнуть опасность чрезвычайной ситуации (затопление, или иное) на отметки выше возможного затопления или других видов опасности.