昭平水电站船闸空腹阀门存在的问题与处理

昭平水电站船闸空腹阀门存在的问题与处理（精选2篇）

昭平水电站船闸空腹阀门存在的问题与处理 篇1

昭平水电站船闸空腹阀门存在的问题与处理

介绍了昭平水电站船闸空腹阀门的结构、过流方式、体形与开启方式.分析了空腹阀门在试运行中存在的阀门漏水和闸室充水时阀门门体向上蠕动等问题及其原因.论述了处理这些问题的.措施及处理后的运行状况.

作 者：罗贤洪 LUO Xian-hong  作者单位：广西昭平桂海电力有限责任公司,广西昭平,546800 刊 名：广西水利水电 英文刊名：GX WATER RESOURCES & HYDROPOWER ENGINEERING 年，卷(期)： “”(2) 分类号：U641 关键词：船闸   空腹阀门   昭平水电站  

昭平水电站船闸空腹阀门存在的问题与处理 篇2

随着社会经济的发展,电力事业的快速发展对电力设施提出了更高的要求,许多工业厂房不断涌现。然而厂房设计是建筑的基础,由于水电站建设基础要在具有一定规模的水域或者水源附近,因此,水电站厂房的设计成为影响水电站正常运行的重要因素。水电站厂房是将水能转为电能的综合工程设施,包括厂房建筑、水轮机、发电机、变压器、开关站等,也是运行人员进行生产和活动的场所。水电站厂房的设计也应该走可持续发展的建筑设计道路。室内外设计应本着、经济合理、技术先进的设计原则。

1 水电站厂房的任务及其基本组成

水电站厂房的主要任务之一是将水电站的主要机电设备集中布置在一起,为运行人员提供良好的工作环境,并且方便对其安装、运行、检修以及管理;其次是提供布置各种辅助设备以及必要的值班的场所;此外,厂房还负责将水流平顺地引进水轮机,使水能转变成可供用户使用的电能。对于水电站厂房的基本组成,按照设备布置和运行要求的空间来划分,可以分为主厂房、副厂房、主变压器场、高压开关站、进水道、尾水道和交通道路等厂房枢纽。从设备组成的系统划分,水电站厂房内的机械及水工建筑物共分五大系统,它们是水流系统、电流系统、电气控制设备系统、机械控制设备系统和辅助设备系统。水电站厂区枢纽建筑物主要有水电站主厂房、副厂房、主变压器场和高压开关站及厂区交通等,这些又统称为厂区枢纽。从水电站厂房的结构组成划分,分为平面上的主机室和安装间,垂面上包括上部结构和下部结构(以发电机层楼板面为界),主厂房从下到上分为:尾水管层、蜗壳层、水轮机层、发电机层、起重机层等。其中发电机层以下称为下部结构,发电机层以上称为上部结构。

2 水电站厂房设计的基本类型及适用条件

在进行水电站厂房设计时,根据厂房与挡水建筑物的相对位置及其结构特征,可分为三种基本类型:引水式厂房、坝后式厂房以及河床厂房。

(1)引水式厂房:

引水式厂房的发电用水来自较长的引水道,厂房远离挡水建筑物,一般位于河岸。如若将厂房建在地下山体内,则称为地下厂房。

(2)坝后式厂房:

坝后式厂房位于拦河坝的下游,紧接坝后,在结构上与大坝用永久缝分开,发电用水由坝内高压管道引入厂房。坝后式厂房通常是指布置在非溢流坝后、与坝体衔接的厂房。坝址河谷较宽,河谷中布置溢流坝外还需布置非溢流坝时,通常采用这种厂房,坝后式厂房还可以分为:溢流式厂房、坝内式厂房、挑越式厂房等。

(3)河床式厂房:

河床式厂房位于河床中,成为挡水建筑物的一部分。

3 主厂房的结构布置设计

在水电站厂房的方案确定过程中,应对厂址的地质、地形、水文条件以及施工单位具体要求等方面做实地考察与研究,并确定最佳的建设方案。其中,厂房的结构设计尤其重要,下面就具体分析水电站厂房结构设计以及容易出现的问题和注意事项:

3.1 主厂房的尺寸确定

在厂房的布置方面,对于地形特点的依赖性更大。包括各个建筑的排布形式、溢洪坝位置、厂房布置位置等方面。水电站厂房的结构组成分为上部结构和下部结构,上部结构有屋顶、排架柱、吊车梁、发电机层和安装间楼板、围护结构;下部结构包括、发电机机墩、蜗壳和水轮机座环(固定导叶)、尾水管。厂房的主要负载也包括厂房结构自重,压力水管、蜗壳及尾水管内水重;厂房内机电设备自重,机组运转时的动荷载;静水压力;厂房四周的土压力以及吊车运输荷载,人群荷载及运输工具荷载、温度荷载、风荷载、雪荷载、严寒地区的冰压力等等。主厂房平面尺寸的设计原则是在满足设备布置和安装、维护、运行、管理的前提下,尽量减小厂房尺寸,降低造价。主厂房的长度按照下式计算:

L=(n-1) L0+L1+L安+△L

式中:L0是指机组段长度,指相邻两台机组中心线之间的距离,也叫机组间距,机组段间距一般由下部块体结构中水轮机蜗壳的尺寸控制,在高水头情况下常由发电机定子外径控制;L1是指边机组段长度;L安是指安装间长度;△L是蜗壳外混凝土结构厚度。对于机组段长度的计算需要分情况讨论,应综合考虑厂房分缝、蜗壳和尾水管厚度的影响,水轮机层和发电机层的布置要求,包括排架柱的布置、调速器接力器坑布置要求、楼梯、楼板孔洞和梁格系统布置的要求。为了减小机组间距,最好不将调速器、油压装置和楼梯等布置在两台机组中间。

(1)当机组段间距由蜗壳尺寸控制时,机组段长度按下式计算:

L0=蜗壳平面尺寸+2△L

其中,混凝土蜗壳一般取0.8～1.0m,金属蜗壳一般可取1～2m,边机组段一般取1～3m。

(2)当机组段间距由发电机定子外径控制时,机组段长度按下式计算:

L0=D+d

式中:D是指发电机风罩外缘直径;d是相邻两风罩外缘之间通道的宽度,一般取1.5～2.0m。

主厂房的宽度设计,以机组中心线为界,将厂房宽度分为上游侧宽度Bs和下游侧宽度Bx。则厂房总宽度为B=Bx+Bs,在确定Bs和Bx时,应分别考虑发电机层、水轮机层和蜗壳层三层的布置要求。当宽度基本确定后,最后要根据尺寸相近的吊车标准宽度验证,厂房宽度必须满足吊车安装的要求。

主厂房的高度及各层高程的确定方面,首先确定水轮机的安装高程,然后依据结构和设备的布置要求确定各层高程。

3.2 地下结构设计

河床式厂房直接承受上游水压力,在确定地下轮廓线、校核整体稳定性和地基应力时,基本原则与混凝土重力坝及水闸相似。由于水电站厂房为防止不均匀沉陷,减小下部结构受基础约束产生的温度和干缩应力,必须沿厂房长度方向设置伸缩缝和沉降缝,通常两缝合一,称为沉降伸缩缝。此种缝一般都是贯通至地基,只在地基相当好时,伸缩缝才仅设在水上部分,但也需每隔数道伸缩缝设一道贯通地基的沉降伸缩缝。伸缩缝和沉降缝为永久缝。永久缝的宽度一般为1～2cm,软基上可宽一些,但不超过6cm。此外,厂房水下部的永久缝应设置止水,以防止沿缝隙的渗漏,重要部位设两道止水,中间设沥青井。止水布置主要取决于厂房类型、结构特点、地基特性等,应采用可靠、耐久而经济的止水型式。

水电站厂房水下部分的混凝土属于大体积块体混凝土。其特点是现场浇筑量大,结构几何形状复杂,基础高差大,对裂缝要求严格。由于受混凝土浇筑能力的限制和为了适应厂房形状的变化,因此每期混凝土要分层分块浇筑。混凝土浇筑分层、分块是为了便于施工和保证工程质量。

机墩是立式水轮发电机的支承结构,其底部与蜗壳顶板联成一体,承受着巨大的静、动荷载,必须具有足够的刚度、强度、稳定性和耐久性。作用在机墩上的荷载有通过定子基础板作用于机墩顶部的垂直静载荷、通过推力轴承传给机架再传至机墩的垂直动载荷、通过导轴承传给机墩的水平动载荷以及通过机墩基础板的固定螺栓形成的扭矩载荷。一般机墩或风罩与发电机层楼板的连接型式可以采整体式、简支式和分离式。其中,整体式可增强机墩结构的抗扭、抗水平推力的刚度,改善机墩的受力情况;简支式有利于采用预制构件,通过在机墩处设置弹性防振垫层可以减轻楼板受机墩振动的影响;分离式的方式楼板与机墩自成独立的受力系统,互不影响,楼板上的荷载通过梁柱系统直接传给基础,楼板不受机墩振动的影响。

3.3 地上结构设计

地上结构设计方面,屋顶屋面板需要起到隔热、遮阳、避风雨的作用,一般选用预制钢筋混凝土大型屋面板+隔热层+防水层+保护层的结构。

排架柱承受屋架或屋面大梁、吊车梁、外墙传来的荷载和排架柱自重,并将它们传给厂房下部结构的大体积混凝土,排架柱是厂房上部的主要承重结构。厂房排架柱一般采用钢筋混凝土结构,以牛腿面为界分上柱和下柱。主厂房一般为单层排架,排架柱跨度一般在10～25m范围内,且大多是单跨排架。排架柱的构成多采用实复柱与屋面大梁现场浇筑的整接型式,由于水电站厂房布置各不相同,排架柱的型式、尺寸、受荷情况也不相同,设计较难标准化、定型化。

吊车梁承受吊车荷载,以及吊车在起重部件时,启动或制动时产生的纵、横向水平荷载,并将它们传给排架柱。吊车梁可采用预应力钢筋混凝土,钢结构较少采用,钢筋混凝土吊车梁分为:现浇、预制和叠合梁等形式。预制梁大多为单跨预应力混凝土结构。吊车梁截面截面形式可以分为矩形、T形和I字形。

4 厂区的布置设计

厂区的布置方面,主厂房是厂区的核心,对厂区布置起决定性作用。其位置要综合考虑地形、地质、水流条件、施工导流方案和场地布置、电站的运行管理等因素,注意厂区的协调配合。尽量减小压力水管的长度。尾水渠尽量远离溢洪道或泄洪洞出口,防止水位波动对机组运行不利。尾水渠与下游河道衔接要平顺,主厂房的地基条件要好,对外交通和出线方便,并不受施工导流干扰。

引水道一般为正向引水,尽可能保证进、出水水流平顺。尾水渠一般为明渠,正向将尾水导入下游河道,少数情况也可侧向导入下游河道。公路、铁路要直接通入主厂房的安装间,临近厂房一段应是水平,长度不小于20m,并有回车场地。公路的坡度不宜大于10～12%,转弯半径大于20m。

副厂房的组成、面积和内部布置取决于电站装机容量、机组台数、电站在电力系统中的作用等因素。副厂房的位置应紧靠主厂房,基本上布置在主厂房的上游侧,下游侧和端部,可集中一处,也可分两处布置。

5 厂房设计的整体稳定分析

厂房整体稳定及地基应力的计算包括沿地基面的抗滑稳定、抗浮稳定、厂基面垂直正应力,河床式厂房本身是挡水建筑物,厂房地基内部存在软弱层面时,还应进行深层抗滑稳定计算。厂房在运行、施工和检修期间,在抗滑、抗倾与抗浮方面必须有足够的安全系数,以保证厂房的整体稳定;厂房地基应力必须满足承载能力的要求,不允许发生有害的不均匀沉陷。在计算过程中,河床式厂房直接承受上游水压力,在确定地下轮廓线、校核整体稳定性和地基应力时,以两个永久缝之间或一个机组段长度为计算单元,进行稳定分析和地基应力计算时,不能取单宽进行计算;厂房有大量的二期混凝土,并可能有分期安装问题,故在机组安装前后荷载变化较大,确定荷载与荷载组合时也有其特点。厂房抗滑稳定性可按抗剪断强度公式或抗剪强度公式计算。

6 结束语

水电站属于利国利民的设施,因此无论是设计还是施工,都需要科学的论证和分析,此外,水电站厂房建筑必须紧密结合生产,满足电力生产的要求。因地制宜,结合实际,在实践中不断探索,并在施工阶段严格把关。

摘要：本文在阐述水电站厂房的任务及其基本组成的基础上,总结水电站厂房设计中的基本类型及适用条件,重点分析了主厂房的结构布置设计和厂房设计的整体稳定分析,提出了水电站厂房设计的流程和原则。

关键词：水电站,厂房,设计,问题

参考文献

[1]陆宗磐.中国水电站厂房设计和展望[J].水利水电工程设计,2000(04).