Основные элементы компоновки здания гидроэлектростанции

Здание ГЭС условно можно разделить на три части - подводную (гидротехническую), надводную и блок монтажной площадки, которая также по обыкновению состоит из подводной и надводной частей.

В подводной части здания ГЭС (основная часть), располагается проточная часть агрегата (водоприемник или подводящий трубопровод, турбинная камера, отсасывающая труба или отводный канал для ковшовых турбин), турбинное оборудование и ряд вспомогательных устройств станции. Подводная часть здания воспринимает все основные нагрузки (гидростатические, гидродинамические, вес оборудования и выше расположенных конструкций) и передает их на основание сооружения.

На размеры и форму подводной части большое влияние оказывают геологические условия. По обыкновению подводная часть здания отличается значительной массивностью.

В зависимости от типа гидроэлектростанции и типа установленной гидротурбины подводная часть выполняется разной. При применении реактивных турбин в подводной части располагаются турбинные камеры и отсасывающие трубы, а на русловых станциях со стороны верхнего бьефа к зданию примыкает водоприемник со всем комплексом оборудования.

В пригребельных и деривационных ГЭС водоприемная часть вынесена за границы здания, а вода вводится вглубь здания напорным водоводом. При большой длине этих водоводов перед турбинами по обыкновению устанавливают затворы, которые позволяют при аварии быстро прекратить доступ воды к турбине.

Поскольку длина здания ГЭС может достигать нескольких сотен метров, тяжело обеспечить работу всего сооружения как одного жесткого блока, что при нескольких грунтах приведет к изгибу и неодинаковому оседанию фундаментной плиты. Здания, которые имеют большую длину, значительные температурные перепады требуют устройства поперечных деформационных (конструктивных) швов, которые разрезают конструкцию здания в вертикальной плоскости на отдельные секции. В каждую такую секцию могут входить от одного до нескольких агрегатов в зависимости от ширины блока одного агрегата, свойств основания и величины температурного напряжения. Из-за различия нагрузок на основание блок монтажной площадки по обыкновению отрезается сквозным деформационным швом от основной части здания.

В подводной части здания ГЭС располагается также целый ряд вспомогательных систем станции, необходимых для обеспечения нормальной работы основного и вспомогательного оборудования. К ним относятся системы масляного хозяйства, технического водоснабжения, осушение проточной части агрегатов, дренажа здания и прочие. Для их размещения по обыкновению используются помещения над диффузорами отсасывающих труб и между агрегатами. Часть вспомогательного оборудования и систем располагается под монтажной площадкой.

При расположении здания на скальных грунтах подводная часть существенным образом упрощается: в частности, значительно уменьшается толщина фундаментной плиты, упрощается ее армирование. На высоконапорных станциях с применением металлических спиральных камер, оболочка которых воспринимает весь напор, упрощается также армирование железобетонных конструкций подводной части здания.

При применении ковшовых турбин упрощения подводной части здания связано с отсутствием спиральных турбинных камер и сложных по форме отсасывающих труб, а также с уменьшением воспринимаемых зданием нагрузок.

Как правило, вся подводная часть зданий гидроэлектростанций всех типов выполняется из бетона и железобетона. Применение других материалов (камня, дерева) допускается лишь на малых гидроэлектростанциях.

Блок монтажной площадки, также состоит из подводной и надводной частей, по воспринимаемым нагрузкам и размерам может существенным образом отличаться от основной части здания. По обыкновению в зданиях, которые строятся на мягких грунтах, по производственным соображениям, монтажная площадка имеет одинаковые с агрегатной частью размеры подводной части. Для уменьшения усилий, которые возникают в конструкциях здания, блок монтажной площадки, как правило, также выделяется в самостоятельную секцию и отделяется от агрегатной секции осадочным швом.

На всех гидроэлектростанциях, за исключением одноагрегатных, здание ГЭС состоит из блоков, которые повторяются по числу агрегатов, часто называемыми агрегатными, одинаковых размеров и конструкций.

В надводной части здания располагаются гидрогенераторы, силовые трансформаторы, крановое оборудование машинного зала, водоприемных устройств и ремонтного зала, разное вспомогательное и другое оборудования. Для защиты от атмосферных осадков и низких температур надводная часть здания защищается верхним строением.