主廠房的主要尺寸為長度、寬度和高度。

立式機組主廠房 　①長度：主廠房總長度是由若干機組段構成的主機室和裝配場長度總和而得。其中機組段長度取決于蝸殼、尾水管或發電機風道中的最大平面尺寸及輔助設備的布置和構造尺寸。低水頭水電站主廠房的機組段長度主要由蝸殼平面尺寸控制，而中、高水頭水電站廠房的機組段長度則由發電機風道尺寸控制。裝配場的長度一般為機組段長度的1～1.2倍。②寬度：主廠房的寬度應從上部結構和下部結構的不同因素來考慮。上部寬度取決于吊車標準跨度、水輪發電機的定子外徑、最大部件吊運方式、輔助設備的布置和人行通道所需寬度等條件。下部寬度取決于蝸殼和尾水管的尺寸。當設有主閥時，下部還要加寬，上部要考慮安裝和檢修主閥所需要的寬度。最后，要求上下兩部分的寬度統一協調起來。③高度：主廠房的總高度與主廠房各層的要求高程有關，其中起主導作用的是水輪機安裝高程（裝機高程）。當它確定后，以它為基準，按照各主要設備的布置及運行、檢修等要求，分別向上定出水輪機層地面高程、發電機裝置高程、發電機層樓板高程、吊車軌道頂高程和層頂高程；向下定出尾水管底板高程和主廠房基礎開挖高程等。

臥式機組主廠房 上部結構主要尺寸的確定方法,基本上與立式機組主廠房相同，下部結構就更為簡單。①長度和寬度：發電機層的主機室的長度和寬度主要取決于整臺機組安裝、檢修時能抽出和套入發電機轉子所需要的距離和蝸殼外形尺寸，還要考慮主閥、調速器和機旁盤等輔助設備的布置。裝配場的長度，一般可取一個機組段長度，寬度與主機室相同。尾水室長度根據尾水流出主廠房的具體尺寸而定，寬度可取所選用水輪機轉輪直徑的三倍。②高度：發電機層高度視吊車起吊最長部件的長度、吊件與固定設備的凈空要求、吊鉤與吊具距離、吊鉤提升與軌道頂的極限距離、小車高度和屋頂結構等而定。尾水室高度為機座厚度、直錐管長度加上出口端至尾水室底板距離的總和。此外，還要考慮下游最低水位至少淹沒直錐管出口30cm，下游最高水位盡量不淹及發電機層樓板而適當調整尾水室高度。

主廠房的主機室布置隨機組主軸為豎直和水平兩種不同的裝置方式，而分為立式機組主機室和臥式機組主機室兩大類。

立式機組主機室

機組主軸為豎直裝置。以裝設水輪發電機的上機架所在樓板面為界，以上為上部結構，以下為下部結構。上部結構因廠房采用戶內式、露天式、半露天式、地下式、半地下式等類型（見水電站廠房）而采用不同的結構形式。立式機組主機室共分為四層。

①發電機層：裝設機組和調速器操作柜、油壓裝置、機旁盤、勵磁盤等設備的場所。為了裝卸機組及其他的輔助設備，其上部設置移動式起重設備（吊車）。 水電站主廠房

②水輪機層：發電機層樓板以下與蝸殼頂部混凝土以上的空間。在機組部位有支承水輪發電機定子支座的發電機機墩（機座）。內腔稱為定子坑或水輪機井。機墩上需要裝設作用筒（接力器），預埋各種油、氣、水系統管道和布置電纜、電線等。機墩的形式隨機組容量不同而分為：塊式機墩（矮機墩），它的剛度和抗震性能都很好，但混凝土用量大；圓筒式機墩，它受力均勻，抗震、抗扭性能好，用鋼量省；環梁立柱式機墩和剛架式(框架式)機墩，材料用量較省,便于安裝檢修,但抗震、抗扭性能較差,噪聲較大,適用于中小容量的機組。水輪機層上下游側常分別布置水力機械設備（油、 氣、 供水、排水系統設備和管道等）和電氣設備（母線、電纜、互感器及廠用電配電設備等），互不干擾，有時在這層還布置勵磁盤和能抽出深處積水的深井水泵。當發電機層樓面與水輪機層地面高差超過6～8m時,可考慮在其間加設出線層，布置水輪發電機引出線、中性點接地裝置、母線和互感器等設備。 水電站主廠房

③蝸殼層：反擊式水輪機引水設備的形狀象蝸牛外殼稱為蝸殼。蝸殼及其周圍的混凝土結構的塊體和空間部分稱為蝸殼層。當水頭小于40m時,多采用梯形斷面的鋼筋混凝土蝸殼；當水頭大于40m時,宜采用圓形斷面的鑄鐵、鑄鋼或鋼板焊接的金屬蝸殼。大型水電站廠房的金屬蝸殼常外包混凝土。中小型水電站廠房的金屬蝸殼常將下半部埋入混凝土內，以增加水輪機層的凈高并減少工程量。蝸殼進人孔道通常設在蝸殼進口處的鋼管的頂面或側面。 水電站主廠房

④尾水管層：反擊式水輪機的泄水設備（稱為尾水管或吸出管）的頂部與基礎板之間的空間。尾水管有直錐形和彎肘形兩種。前者用鋼板焊接而成，部分埋入混凝土中，僅適用于小型反擊式和貫流式水輪機；后者用鋼筋混凝土澆筑，適用于大中型立軸反擊式水輪機。當采用沖擊式水輪機的高水頭水電站廠房，就無需設尾水管而僅有尾水室。

臥式機組主機室

機組的主軸是水平裝置的，又稱為橫軸機組主機室,分發電機層和尾水室層。

①發電機層：指裝設機組的樓板以上的空間。上部結構同立式機組主機室，布置水輪發電機、勵磁機、金屬蝸殼、水輪機、飛輪、尾水管彎段、調速器、配電盤、開關柜和梁式電動或手動吊車等機電設備。機組在發電機層布置方式有三種：橫向布置，機組軸線與廠房縱軸線垂直，適用于機組臺數較多的情況；縱向布置，機組軸線與主廠房縱軸線平行，適用于地形狹長及機組臺數在3臺以下的情況;斜向布置，機組軸線與廠房縱軸線成斜交布置，因這種布置發電機層顯得不整齊，已很少采用。 　②尾水室層：機組以下的空間，有機座、閥坑和尾水室。尾水室內裝直錐管，發電后的尾水從直錐管泄出，經尾水渠流入下游河道或下一個梯級水電站的渠道。

我國在建和擬建的大型甚至巨型水電站日多，振動問題日益突出，而理論研究和工程實踐相對滯后。機組旋轉系統是主廠房的主振源，廠房是機組的主要支承體，兩者通過軸承及其支承體系連接，其耦合系統的動力學問題十分復雜，其動力學理論、數學方法及振動預測控制成為目前該研究領域的難點之一。本課題重點建立耦合系統的動力學分析模型，探討其線性甚或非線性動力學特性，包括系統剛度、固有振動特性、振動反應和穩定性判據等。項目研究的整體思路是，一方面研究廠房鋼筋混凝土支承體系對機組軸系統轉子動力學特性的影響，一方面研究機組軸系統和水輪機流道系統振動載荷對廠房結構體系的激勵效應，通過巨型全耦聯體系、超單元和子結構等數學模型構建方法，研究立式水輪發電機組軸系統和廠房鋼筋混凝土結構的動力學相互作用機理和振動傳遞途徑，為機組和廠房的動力分析、動態優化、減振防振抗振設計等提供理論基礎和數值方法。

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