老挝南明水电站厂房设计

刘东东，周丽娜，肖 妮

(1.杭州亚太水电设备成套技术有限公司，浙江 杭州 310012；2.水利部农村电气化研究所，浙江 杭州 310012；3.水利部农村水电工程技术研究中心，浙江 杭州 310012)

1 工程概况

老挝南明水电站项目现为可行性研究阶段，项目坝址位于老挝琅勃拉邦省香恩(Xiang Ngeun)县南明(Nam Ming)河下游，在13号国道南明桥上游6 km处，厂址位于坝后约140 m的左岸。去大坝和厂房可从南明河左岸的乡村道路进入，乡村道路在南明桥处与13号国道相交。水电站设计为引水式地面厂房，电站装机容量2×5 000 kW+1×200 kW，年发电量为35.11 GW·h，装机年利用小时数为3 443 h。

枢纽挡水建筑物为细骨料混凝土砌块石重力坝，呈直线型垂直布置于南明河上，坝顶高程386.70 m，建基面最低高程351.00 m，坝顶长度135.00 m。溢流坝段布置在河道中间，设置4扇水力自控翻板闸门，溢流堰堰顶高程376.00 m；溢流坝段左侧底部设1孔冲沙闸，冲沙孔净宽3 m、高3 m，孔底高程355.00 m。重力坝左岸布置2孔进水闸，每孔进水闸净宽3 m、高4 m，孔底高程369.00 m。厂房及室外升压站布置在左岸坝后约140 m处，钢筋混凝土压力箱涵引水，1涵1机布置，单孔压力箱涵断面尺寸宽3 m、高4 m。

厂房为引水式竖轴地面厂房，内布置2台5 000 kW立式轴流水轮发电机组，1台200 kW立式混流水轮发电机组。

2 厂房控制高程确定

厂址位于南明河下游左岸的河边阶地，枯水期水面高程356.00～356.30 m，厂址区除右岸水边见基岩零星出露外，其余未见基岩出露。河边阶地表层为冲积层，成分为粉砂、中砂夹卵砾石；阶地内侧山坡表层为坡积层，成分为碎石质粉质粘土。阶地部位冲积层厚约8～12 m，以下为早期冲洪积形成的碎石质粉土、砂夹少量块石，厚3～5 m。厂房基础置于弱风化泥质粉砂岩夹炭质页岩岩体之上，地基强度能满足设计要求。

厂房下游最低尾水位的确定可根据1台5 000 kW水轮机的额定流量从南明河下游厂址处水位与流量关系曲线中查取，确定本工程厂房下游最低尾水位为356.52 m。

大机组安装高程由水轮机机型、吸出高度、厂房下游最低尾水位等综合确定，定为353.72 m，小机组的安装高程同水轮机层，为355.32 m，混凝土箱涵末端水平段底板高程定为351.51 m。厂区地面高程需要考虑防洪、排水、交通等因素定为363.85 m；安装间地面高程定为364.00 m，比发电机层高3.68 m。厂房基础最低开挖高程为346.96 m，机组段水轮机层上游侧滤水器及水泵室地面高程为355.62 m，下游侧集水井底板高程为351.32 m。

上游侧副厂房分3层，上层同安装间层齐平，中层同发电机层齐平，下层同水轮机层滤水器及水泵室地面齐平，副厂房房顶高程为369.00 m。尾水渠为1∶3的反坡通向下游，其末端高程考虑到要保证最低尾水位的要求，定为355.22 m。

桥机轨道顶高程按起吊转子高度、起吊转轮和主轴的高度、吊具总高度、跨越设备高度来确定，轨顶高程为371.70 m。桥机为QD—32/5T型电动双梁桥式起重机，桥机最大高度加上检修空间高度确定钢屋顶起坡点高程为374.70 m(见图1、图2)。

图1 厂房横剖面示意

图2厂房纵剖面示意

3 厂房平面布置

根据地形地质条件和交通要求，确定厂房、升压站的位置。厂址左岸阶地顺河长约200 m ，宽约25 m，左岸沿河有乡村道路通过，总体河道凸向右岸。南明河由N59°E流向进入厂址区再由N14°E流向流出，枯水期厂址区河水面宽15～30 m，河谷呈不对称的“V”型，左岸坡缓,右岸坡陡，厂房及升压站都建在左岸临河阶地上，阶地地形平缓，地形坡度10°～15°。压力箱涵轴线略平行于河道，厂房机组纵轴线与压力箱涵轴线成90°正交，宽17.53 m的尾水渠垂直引向下游。126 kV室外升压站布置于厂房左侧，长30.0 m、宽15.5 m，长边与厂房左侧外边墙线重合，2台大机组使用1台室外12 500 kVA油浸式变压器通过一回长度约4 km的115 kV输电线路送入电力系统；1台小机组使用室内250 kVA干式变压器通过一回长度约6 km的22 kV输电线路向附近的负荷区供电。

主厂房宽度的确定要考虑到水轮机与发电机机型结构尺寸、尾水流道的长度、机电设备布置、桥机跨度和起吊范围、交通尺寸的要求，综合确定主厂房宽14.0 m，桥机跨度12.0 m。副厂房位于主厂房的上游，分3层，根据屏柜的数量和尺寸，确定副厂房宽6.19 m。尾水闸门段宽4.41 m，尾水闸门启闭机平台宽2.56 m。

大机组中心线间距的确定考虑到蜗壳间混凝土厚度、机组间发电机风罩外缘间距、通道尺寸、厂房分缝的要求，确定机组中心线间距为8 m，大机组纵向中心线距上游主厂房外边墙距离为7.5 m。小机组布置在水轮机层的最右端，通过DN600 mm钢管从大机组混凝土箱涵引水，小机组发电机中心距大机组发电机中心5.8 m。安装间由进厂公路决定设在主厂房左侧，厂房大门在安装间的下游侧。考虑到桥机起吊范围和主要设备的安装要求，取安装间长10.0 m。厂房总长31.0 m，下部大体积混凝土不分缝。

安装间层副厂房从左到右依次布置有高压开关柜室、中控室、办公室、柴油发电机室、卫生间，柴油发电机室有门通向室外。

发电机层副厂房从左到右依次布置有励磁变及主变室、空压机室、油处理室、工具及备品备件室。每台大机组有3面机旁屏布置在厂房上游侧；每台大机组配备有1台高油压调速器，型号为YWT—5000，布置在机组上游右侧。

水轮机层上游布置有滤水器及水泵室，技术供水采用自流加压供水方式，从蜗壳取水滤水器过滤经水泵加压后向各个设备供水。小机组设DN600 mm重锤液压蝶阀，机组上游右侧布置YWT—300调速器，下游布置2面机旁屏。水轮机层下游设1个集水井及2台渗漏排水泵(见表1)。

表1 厂房、水轮机、发电机基本参数

4 结 语

提出了老挝南明水电站主厂房、副厂房、升压站、尾水建筑物的布置设计方案，为项目可行性研究阶段提供了准确的数据。