GB50071-2002:小型水力发电站设计规范废止
- 简介
- 目录
- 强制性条文
1.0.3 电站设计应在河流、河段或地区水利水电规划和地方电力规划的基础上进行。对上、下游有影响的电站开发时,应征求相邻地区意见。
1.0.4 电站设计必须执行国家现行的技术经济政策,根据地方水利、水电、航运、水土保持、环境保护等的要求和电力市场的需要统筹安排,因地制宜,合理利用水资源。
2.3.3 当坝址上、下游附近实测洪水资料短缺时,应根据经主管部门审定的全国和省(自治区、直辖市)暴雨和产汇流区域综合研究成果及其配套的暴雨径流查算图表,由设计暴雨推求设计洪水。
2.3.5 由设计暴雨推求设计洪水的产流、汇流参数,可从经审定的暴雨径流查算图表查算。对设计采用的产流、汇流参数应进行合理性分析。
2.3.6 设计洪水计算采用的历史洪水,可直接引用省(自治区、直辖市)刊布的历史洪水调查成果。当电站所在河流无历史洪水资料时,应在坝(厂)址或其上、下游河段进行历史洪水调查。
2.4.3 对拟定的水位流量关系曲线,应用实测和调查的水位、流量资料对其进行验证。
3.3.1 水库渗漏问题勘察应包括下列内容:
1 水库周边有无单薄分水岭、低邻谷和通向库外的透水层、断层破碎带等,对渗漏的可能性和严重程度作出评价;
2 可溶岩分布库段的岩溶发育规律、泉水及地下水分水岭的分布高程、相对隔水层的分布及封闭条件、地下水与河水的补给与排泄关系等,评价渗漏的可能性、渗漏途径、渗漏性质(管道、溶隙)及其对建库的影响。
3.3.2 库砖稳定勘察应包括下列内容:
3 近坝库岸滑坡、坍滑体、泥石流的分布及其稳定性;
3.3.4 应通过勘察对建库条件、蓄水后可能产生的环境地质问题进行评价,并对不良地质问题提出处理措施的建议。
3.4.2 土石坝坝址勘察应包括下列内容:
3 防渗体部位断层破碎带和裂隙密集带的分布、宽度、充填状况,并评价其渗透稳定性;
3.4.7 主、副厂房厂址勘察应包括以下内容;
3 软基上的建筑物应查明覆盖层厚度、性质、分层特征、渗透性、地下水位埋深、淤泥及粉细砂层的分布、性状地震液化条件,对变形和渗透稳定作出评价,并提出各项物理力学参数和处理措施的建议。
4.3.1 洪水调节计算应根据工程防洪标准及下游防洪要求,对拟定的泄洪建筑物规模及汛期限制水位进行技术经济比较,确定泄洪建筑物尺寸和汛期限制水位、设计洪水位及校核洪水位。
4.4.1 正常蓄水位选择应根据河流梯级开发方案、综合利用要求、工程建设条件、泥沙淤积、水库淹没、生态环境等因素,拟定若干方案,进行动能经济指标计算,经综合分析确定。
5.1.1 工程等别及建筑物级别应遵守下列规定:
1 电站工程应根据其规模、效益和在国民经济中的重要性分为Ⅳ、Ⅴ两等。其等别按表5.1.1-1的规定确定;
2 水工建筑物的级别,应根据其所属枢纽工程的等别、作用和重要性按表5.1.1-2的规定确定;
3 水库大坝的坝高超过表5.1,⒈ 3规定者,可提高一级,但洪水标准不予提高。
5.1.2 水工建筑物的防洪标准应遵守下列规定:
1 水库工程水工建筑物的防洪标准按表5.1.2的规定确定;
2 当山区、丘陵区的水库枢纽工程挡水建筑物的挡水高度低于15m,上下游水头差小于10m时,其防洪标准可按平原、滨海区的规定确定;当平原、滨海区的水库枢纽工程挡水建筑物的挡水高度高于15m,上下游水头差大于10m时,其防洪标准可按山区、丘陵区的规定确定;
3 当土石坝失事或混凝土坝及浆砌石坝洪水漫顶后对下游造成重大灾害时,其非常运用(校核)洪水标准应取上限;
4 低水头或失事后损失不大的水库枢纽工程的挡水和泄水建筑物,经过专门论证并报主管部门批准,其非常运用(校核)洪水标准可降低一级。
5.1.3 非挡水厂房的防洪标准,应根据其级别按表5.1.3的规定确定;河床式厂房的防洪标准应与挡水建筑物的防洪标准相一致。
5.1.5 枢纽总体布置及水工建筑物设计,应根据工程的具体情况具备下列基本资料:
1 地形图测图项目及比例尺宜按表5.1.5的规定选用;
2 工程地质勘察报告和图纸;
7业主的意见和上级主管部门的有关批复文件。
5.3.1 挡水建筑物的型式,应根据坝(闸)高、地形地质条件、建筑材料、运行条件、施工条件、工期、工程量及投资等因素,经技术经济比较后确定。
5.3.3 重力坝应进行水力、坝体稳定及坝体(基)应力计算;对非岩基上的重力坝还应进行沉降和渗透稳定计算。
5.3.5 拱坝应进行水力、坝体应力与应变以及拱座稳定分析计算。
5.3.8 土石坝宜根据坝高、坝型进行坝体稳定、坝基稳定、坝体渗流、渗透稳定、沉降的分析计算。
当混凝土面板坝采用厚趾板、高趾墙或趾板下基岩内有软弱夹层时,应对趾板进行稳定分析,并对高趾墙进行应力分析。
5.3.10 岩石地基上挡水建筑物的地基处理和岸坡连接设计,应满足强度、抗滑稳定、渗流稳定和绕坝渗漏及耐久性的要求。
5.3.11 非岩石地基上挡水建筑物的地基处理设计,宜采用铺盖、截水墙、换基等防渗措施;对深厚覆盖层的地基处理可采用高喷、混凝土防渗墙、振冲等工程措施,满足强度、变形、防渗、排水和减少不均匀沉陷等要求。
5.4.6 泄洪建筑物泄放正常运用(设计)洪水时,应保证挡水建筑物及其他主要建筑物的安全,满足下游河道的防洪要求;泄放非常运用(校核)洪水时,应保证挡水建筑物的安全。
5.4.7 泄洪建筑物的下游应设置消能和防护设施。消能方式应根据上、下游水位及泄盘、地形、地质、运行方式等条件,经技术经济比较后确定。
5.5.2 进水口设计应符合以下要求:
1 在各级运行水位下,水流顺畅、流态平稳、进流均匀,满足引用流量的要求;
2 避免产生贯通式漏斗漩涡;
3 泥沙淤积影响取水或影响机组安全运行时,设置防沙和冲沙设施;
4 在多污物河流上设置防污、排污设施;严寒地区设置防冰、排冰设施。
5.5.10 引水隧洞洞顶以上和傍山隧洞外侧岩体的最小厚度,应根据地质条件、隧洞断面形状及尺寸、施工成洞条件、内水压力、衬砌型式等因素综合分析决定,并应符合下列要求:
1 无压隧洞上覆岩体厚度不宜小于1.5倍开挖跨度;
2 压力隧洞上覆围岩重量应大于洞内静水压力;
3 傍山隧洞外侧围岩的最小厚度,无压隧洞不宜小于开挖跨度的3倍;压力隧洞应大于洞内静水压力。
5.5.18 引水隧洞的混凝土和钢筋混凝土衬砌顶部必须进行回填灌浆。灌浆的范围、孔距、排距、压力及浆液浓度等,应根据衬砌结构的型式、隧洞工作条件及施工方法等分析确定,灌浆孔应深入围岩5cm以上。地质条件差的地段,应采用固结灌浆处理。固结灌浆的参数,可通过工程类比或现场试验确定。
5.5.19 当土石坝采用坝下埋管引水时,应符合下列要求:
1 管基置于均匀、坚硬的岩石地基上;
2 引水管的强度和刚度满足要求;
3 引水管轴线垂直于大坝轴线;
4 引水管设置伸缩缝和沉陷缝,其分缝长度宜为15~20m,钢筋混凝土管的分缝内设两道止水;
5 引水管周围坝体填筑质量满足坝体和坝墓渗流稳定。引水管穿过防渗体处,设置截流环,并加大防渗体断面尺寸;
6 闸门设在大坝上游侧。
5.5.23 调压室断面面积和高度应分别满足波动稳定和涌波要求。
5.5.27 调压室最高涌波水位以上的安全超高不宜小于1.0m。调压室最低涌波水位与压力引水道顶都之间的安全高度不应小于2.0m。调压室底板应留有不小于1.0m的安全水深。
5.5.28 调压室的衬砌应根据围岩类别,分别采用锚杆钢筋网喷混凝土或钢筋混凝土衬砌。其围岩宜进行固结灌浆加固。寒冷地区尚应有防冻设施。
5.5.29 调压室上部及外侧边坡应进行稳定分析及加固处理,其附近宜设排水设施,顶都应设置安全保护设施。在寒冷地区尚应有保温设施。
5.5.33 引水渠道水力设计应进行下列计算:
1 电站在正常运用条件下,按明渠均匀流,确定渠道的基本尺寸和前池特征水位,推求各部位的水深、流速和水面高程;
2 电站突然增荷时,按非恒定流方法计箅渠道末端最低水位;机组全部丢弃负荷时,自动调节渠道按非恒定流方法推箅水面线;
3 泄水建筑物的水力计算。
5.5.35 引水渠道的纵坡和横断面,应根据地形、地质、水力条件,经经济分析确定。地面坡降陡且起伏大、地下水位低的山丘及严寒地区宜采用窄深式断面;地势平坦、地下水位高、地基土冻胀性强及有综合利用要求的渠道,宜采用宽浅式断面;山区傍山渠道宜采用封闭的矩形箱式断面。
渠顶超高,应符合表5.5.34的规定。严寒地区冬季运行的渠道超高可加大。
渠堤或渠墙顶宽在无通车要求时,土渠宜采用10~25m;砌石衬砌渠道宜采用0.5~0.7m。
5.5.35 非自动调节渠道的泄水建筑物型式宜采用泄水闸、侧堰或虹吸式泄水道。在有控制水位、调节流量及配水要求的引水渠道上应设置节制闸。引水渠道两侧应设排水设施;严寒地区应采取防冻措施和设置排冰设施。多沙河流上的引水渠道应设置沉沙、排沙设施。
5.5.38 前池布置应符台下列要求:
2 前池的容积和水深应满足电站负荷变化时前池水位波动小和沉沙的要求。当前池用作调节池时并应满足调节要求;
4 压力管道进水口顶缘最小淹没深度应符合本规范5.5.4的规定。前池末端底板高程应低于进水室底板高程0.5m以上;
5 前池应设置排沙、放空设施,其型式宜采用冲沙廊道(洞)。寒冷地区还应设拦冰、导冰、排冰设施;
5.5.46 露天式压力水管(明管)的布置,应符合下列要求:
1 管线应避开滑坡和崩塌地段,个别管段若不能避开山洪、坠石影响时,可布置为洞内明管、地下埋管或外包混凝土管;
2 在管道转弯处、分岔处、隧洞与钢管接头处、混凝土管与钢管接头处,应设置镇墩,并在镇墩下游侧设伸缩节。当直管段长度大于150m时,应在其间加设镇墩。两镇墩间管道可用支墩或管座支承,支墩间距宜采用6~12m。镇墩、管座的地基应坚实稳定;
3 管道底部应高出地表0.6m以上,管道顶部在最低压力线以下2m;
4 明管两侧应设纵向排水沟,并与横向排水沟相连;沿管线应设维修人行道。
5.5.47 压力水管的壁厚应满足强度和外压稳定性要求,并经应力分析确定。压力水管承受的最大内水压力,应通过水锤分析计算确定。
5.5.53 焊接成型的钢管,应进行焊缝探伤检查和水压试验。水压试验可根据管道长度、内水压力等选择分节、分段或整体三种方式,对明管宜作整体试验。试验压力值不应小于1.25倍正常工作情况最高内水压力,也不得小于特殊工况的最高内水压力。
5.5.55 地下埋管衬砌混凝土的强度等级不应低于C15。其平硐、斜井应进行顶拱回填灌浆,灌浆压力不宜小于0.2MPa。钢管和岩石联合受力的地下埋管,应进行钢管与混凝土、混凝土与岩石之间的接缝灌浆,灌浆压力宜采用0.2MPa。地下埋管的围岩宜进行固结灌浆,灌浆压力不宜小于0.5MPa。
5.6.3 地面式厂房的位置,应根据地形地质条件,结合枢纽总体布置、厂房型式、防洪、通风、采光等要求,通过方案比较确定。当压力水管采用明管时,宜将厂房避开事故水流的主冲方向或采取其他防冲措施。厂房位置宜避开冲沟口,当不能避开时应采取相应防护设施;厂房位于高陡边坡下时,应对边坡稳定进行分析,并采取相应的安全保护措施。
5.6.12 非岩石地基上的地面式厂房基础,应满足强度、防渗、排水和减小不均沉陷的要求。
5.6.13 厂房所有结构构件应进行强度计算,对高排架的受压构件尚应验算其稳定性。吊车梁、厂房构架以及需要控制变形值的构件,尚应进行变形验算。对承受水压力的下部结构构件及在使用上需要限制裂缝宽度的上部结构构件,应进行裂缝宽度验算;对直换承受振动荷载的构件尚应进行动力计算。
5.6.16 地下厂房的支护结构应结合围岩自身的承载能力,经分析计算确定。
5.7.4 通航建筑物上、下游引航道应与主航道平顺衔接,上、下游引航道口门区水流的流速、流态应满足通航要求,并应设置防止泥沙淤积的措施。
6.1.3 转桨式水轮机的飞逸转速,应取在运行水头范围内水轮机导叶和转轮叶片协联工况下飞逸转速的最大值。其他型式水轮机的飞逸转速,应按电站最大净水头和水轮机导叶的最大可能开度确定。
6.1.4 机组安装高程应根据水轮机各种工况下允许吸出高度值和相应尾水位确定:
4 冲击式水轮机的安装高程应满足排空和0.2~0.3m的通气高度要求;
5 立轴式水轮机尾水管出口顶缘应低于最低尾水位0.5m,卧轴式水轮机尾水管出口的淹没水深应大于0.3m。
6.2.2 应根据电力系统的要求和水轮机输水系统的特性,进行水轮机调节保证计算,并满足以下要求:
1 蜗壳最大压力值,应在额定水头和最高水头两种情况下,按额定出力甩负荷的条件进行计算;
2 水轮机蜗壳最大允许压力上升率:额定水头在40m以下,不得大于70%;额定水头在40~100m,不得大于50%;额定水头在100m以上,应小于20%;
6.3.2 技术供水系统应有可靠水源,可从上游、下游及外来水源取水,取水口不应少于2个,每个取水口应保证通过设计流量。水轮机轴承润滑用水、主轴密封用水的备用水源应能自动投入。
6.3.3 采用水泵供水方式时J应设置备用水泵。当1组水泵中任何1台发生故障,备用水泵应自动投入运转。
6.3.6 厂区室外排水应自成系统,不得将其引入厂内集水井或集水廊道。
7.3.5 坝区用电可由专设的坝区用电变压器或由厂用电直接供电。
泄洪设施的供电应有2个独立的电源。
7.4.1 室外配电装置和露天油罐等,应装设直接雷过电压保护。直接雷过电压保护装置可采用避雷针、避雷线。
7.4.2 厂房顶上和35kV及以下高压配电装置的构架上,不应装设避雷针。在变压器的门形构架上,不得装设避雷针。
7.4.5 自然接地体与人工接地网的连接不少于两点,其连接处应设接地电阻测量井。
7.4.6 在大接地短路电流系统中,电力设备的接地电阻值应不大于0.5Ω ;在小接地短路电流系统中,应不大于4Ω。独立的避雷针(线)宜装设独立的接地装置。在高土壤电阻率地区,可与主接地网连接,地中连接导线的长度不得小于15m。
7.5.1 电站工作照明和事故照明的供电网络应分开设置。工作照明应由厂用电系统供电。当交流电源全部消失后,事故照明可由蓄电池组或其他电源供电。
7.5.2 工作照明发生故障中断后仍需继续工作的场所和主要通道应装设事故照明。室外配电装置可不装设事故照明。
7.6.2 6kV及以上户内高压配电装置应有防止小动物入侵的措施。
7.7.5 电缆竖井的上、下两端以及电缆穿越墙体、屏柜和楼板等孔洞处,应采用非燃烧材料封堵。
7.7.6 对未采用阻燃电缆的电站,其进出屏柜接头处2~3m范围内应对电缆外层涂防火涂料。
7.8.1 电力设备和线路应装设主保护和后备保护装置。当主保护装置或断路器拒动时,应由元件本身的后备保护或相邻元件的保护装置切除故障。
7.8.2 继电保护装置应由可靠元件构成,并满足可靠性、选择性、灵敏性和快速性的要求。保护装置的时限级差,可取0.5~0.7s。当采用微机继电保护装置时,可取0.3~0.5s。
7.8.3 配置各类保护装置的电流互感器,应满足消除保护死区和减小电流互感器本身故障所产生的影响的要求。
7.8.4 保护装置用电流互感器(包括中间电流互感器)的稳态误差不应大于10%。
保护装置和测量仪表用的电流互感器不宜共用一组二次线圈,共用时,仪表回路应通过中间电流互感器连接。
7.9.2 水轮机液压或电动操作的进水阀或快速闸门控制,应包括在机组自动操作范围内,并能够现场进行操作。当机组发生紧急事故时,应自动关闭进水阀或快速闸门。
7.9.7 发电机应装设自动灭磁装置。
7.9.8 当设有中央控制室时,进水阀或快速闸门、水轮发电机组、蛮压器、110kV线路和35kⅤ 线路、近区和坝区的厂变高压侧断路器、直流系统等控制设备,应在中央控制室内进行控制。
7.9.11 发电机出口、发电机-变压器组单元接线高压侧、对侧有电源的线路和母线分段等处的断路器应能够进行同步操作。
7.11.3 蓄电池容量,应满足全厂事故停电时的用电容量和最大冲击负荷的容量。
事故停电时间可按0.5h计算,无人值班(少人值守)的小水电站可按1h计算。
9.2.1 电站的生产及非生产建筑物、构筑物应按国家现行的有关标准的规定,划分其危险性分类及耐火等级。
9.2.2 厂区内设有消防车道时,车道宽不应小于3.5m,并宜与厂内交通道路合用。
9.2.3 主厂房和高度在24m以下的副厂房,应划分为一个防火分区。
9.2.4 厂房的安全疏散通道不应少于2个。发电机层室内最远点到最近疏散出口距离不应超过60m。
9.2.5 单台油容量超过1000kg的油浸主变压器及其他充油设备应设贮油坑和公共贮油池,单台室内油容量超过100kg的厂用变压器及其他充油设备,应设贮油坑或挡油槛。
9.2.8 厂区的水轮发电机、油罐室和油浸主变压器等部位应设置固定灭火装置。
9.2.9 厂房应设排烟或消烟设施,并宜与厂内通风系统结合。
9.2.11 主、副厂房及油罐室、升压开关站均应设置消火栓。
9.2.12 消防设备的供电应按二级负荷供应,并采用单独的供电回路。
9.2.13 厂房的主要疏散通道、封闭楼梯间、消防电梯主要出口、消防水泵房等部位,应设置事故照明及疏散标志。
10.2.1 电站施工导流标准应按下列原则选择:
1 导流临时建筑物级别为Ⅴ级,其洪水标准应符合表10.2.1-1 规定。
2 当坝体填筑物高度达到不需围堰保护时或导流建筑物封堵后,其临时度汛洪水标准应按表10.2.1-2确定。但可根据失事后对下游影响的大小,适当提高或降低标准;
3 过水围堰的挡水及过水标准,应根据围堰的不同运用时段,分别采用枯水期洪水和全年洪水按表10.2.1-1的规定确定;
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