XX抽水蓄能电站金属结构设计

XX抽水蓄能电站金属结构设计

蓝志锋

甘肃省水利水电勘测设计院有限责任公司 兰州 730000

摘要：

XX抽水蓄能电站是《抽水蓄能中长期发展规划（2021~2035）》中甘肃省抽水蓄能规划“十四五”重点实施项目，电站位于甘肃省中部，临夏州XX县境内，位置优越，电站建成后将对甘肃电网调节的作用。电站为日调节纯抽水蓄能电站，装机容量600MW。金属结构主要布置在上水库、下水库、输水系统、泄洪系统、地下厂房等建筑物上。

关键词：

抽水蓄能电站；闸门；拦污栅；启闭机；布置

1、概述

XX抽水蓄能电站是《抽水蓄能中长期发展规划（2021~2035）》中甘肃省抽水蓄能规划“十四五”重点实施项目，工程位于甘肃省临夏州XX县境内，距临夏市直线距离185km，距兰州市直线距离 45km。工程距离甘肃省负荷中心兰州市以及河西走廊新能源基地近，地理位置优越。电站属日调节纯抽水蓄能电站，电站装机容量600MW。上库正常蓄水位2177.40m，调节库容473万m3，下水库正常蓄水位1829.50m，调节库容485万m3。引水系统按“一洞二机”布置，尾水系统按“一洞二机”布置，额定水头335m，单机容量为 300MW，机组台数 2 台。金属结构设备主要布置在上水库进/出水口、尾水闸室、下水库进/出水口、下水库泄洪排沙洞和泄洪放空洞等建筑物上。

2、上水库进/出水口金属结构

上水库设1条引水隧洞，进水口型式为岸塔式，为拦截污物，在进/出水口设4孔4扇滑动式拦污栅。栅槽下游设1孔1扇事故闸门，当引水隧洞和压力钢管出现事故工况时使用。

2.1 拦污栅

拦污栅为潜孔滑动式，孔口尺寸为6.2m×11.0m（宽×高，下同），底槛高程2138.05m，设计水头差5m，栅条净距为150mm，清污方式为人工清污。拦污栅采取框架结构型式，主梁采用窄翼缘箱型梁，在主梁之间采用2根窄翼缘箱型纵梁，纵梁与主横梁等高度，为保证水流平稳，主梁和纵梁双向迎水面采用近似流线型，栅条与主梁之间均采用焊接连接。主材为Q355C。

2.2 事故闸门

事故闸门孔口尺寸为7.5m×7.5m，底槛高程为2138.05m，设计水头为39.35m。操作方式为动闭静启，门顶设充水阀充水平压，启门时水头差不大于5m。

闸门沿高度方向分3节制造、运输，在工地将下两节制造单元拼焊成整扇闸门，上下两节之间采用带椭圆孔的活动连接板、轴销连接。闸门主材为Q355C，门叶结构为主横梁、面板、次梁、纵梁焊接结构。闸门为上游面板、底止水位于闸门底缘中部适当位置，下游顶、侧止水。顶、侧止水采用橡塑复合圆头P型水封，底止水为条型水封。

2.3 事故闸门启闭机

事故闸门采用1台2×1600kN固定式卷扬机，启闭机可现地操作，也可远方操作。启闭机配荷载仪、高度仪，采用闭式传动，变频调速，设工作制动器及安全制动器两套系统，其中安全制动器为设置在卷筒一端的液压盘式制动器。启闭机采用焊接卷筒，卷筒材质Q355C，折线三层缠绕，钢丝绳层间返回偏角控制在0.5°~ 1.5°。

3、尾水闸室

尾闸室位于厂房下游侧，尾水高压闸阀布置在尾闸室内，距机组中心线34m，2条尾水支洞在其下部通过，每条支洞各设一扇高压闸阀及全封闭门槽，以保护机组安全运行及机组检修时防止尾水倒灌厂房。

闸门门型为平面滑动闸阀门，单吊点。门叶为焊接结构，采用工字型实腹式主横梁，纵向联接系及边柱也均为实腹工字型梁。闸门主支承采用FZB081S钢基铜塑复合滑道。侧向和反向支承均采用轮子+弹性结构型式，轴套采用自润滑材料。闸门为下水库侧面板和底止水，厂房侧顶、侧止水。顶、侧止水采用高水头橡塑复合圆头P型水封，底止水为条型水封。闸门根据运输尺寸分两节制造，在工地将制造单元焊接成整扇闸门。闸门主材Q355C。

门槽为全封闭箱型结构，上下游方向与水道钢管焊接在一起。门槽结构由底部框架、胸框架、侧向框架、门楣、上部框架、顶部盖板、旁通管阀、充排气管阀等组成，为了便于安装和检修，顶部盖板上设有进人孔。上部框架与顶部盖板、顶部盖板与进人孔盖板之间均采用螺栓联接，在上部框架与顶部盖板之间、顶部盖板与进人孔盖板之间均设置了可靠的密封装置。4、下水库金属结构设备

下水库设1条引水隧洞，1条泄洪放空洞，1条排沙洞。在进/出水口设4孔4扇滑动式拦污栅，拦污栅同上水库。在栅槽下游侧（抽水方向）设1孔1扇检修闸门，供尾水隧洞和尾水事故闸门检修时挡水。

4.1 进口检修闸门

闸门孔口尺寸为8.0m×8.0m，底槛高程1790.00m，设计水头39.5m，总水压力约24020kN。闸门型式采用平面滑动式，闸门操作方式为静水启闭，由设在闸门上的充水阀充水平压。该闸门由1台固定卷扬式启闭机操作，容量为1×1600kN，扬程58m，启闭机速度为1.933m/min，工作级别Q2-轻。启闭机控制采用现地控制和远方控制两种方式。

4.2 泄放洞事故闸门

泄放洞进口设1孔1扇事故闸门，该闸门正常情况下静水启闭，当出口工作闸门或泄洪放空洞发生事故时，可动水闭门，截断水流，避免事故扩大。闸门孔口尺寸为4.0m×4.0m，底槛高程1758.00m，设计水头72.0m，总水压力约13300kN。闸门型式采用平面滑动式，操作方式为动水关门，静水提门，利用全水柱动水闭门，由设在闸门上的充水阀充水平压。该闸门由1台固定卷扬式启闭机操作，容量为1×1600kN，扬程80m，启闭机速度为0.197~1.975m/min(变频调速)，工作级别Q2-轻。启闭机控制采用现地控制和远方控制两种方式。

4.3 泄放洞工作闸门

工作闸门设置于泄放洞出口，闸门型式为弧形闸门，动水启闭。闸门孔口尺寸为4.0m×2.8m，底槛高程1758.00m，闸门设计水头72.0m，总水压力约9320kN。弧面半径为6.0m，支铰高度为4.0m。该闸门由1台1×2500kN摇摆式液压启闭机操作，工作行程：3.82m，最大行程：4.0m，系统工作油压：≤25MPa，油缸最大摆角：～30°，启门速度：～0.5m/min(活塞杆速度)，闭门速度：～0.5m/min(活塞杆速度)。

4.4 排沙洞检修闸门

排沙洞进口依次设检修闸门和工作闸门，检修闸门静水启闭，当工作闸门需要检修时闭门挡水。检修闸门孔口尺寸为7.0m×10.0m，底槛高程1810.00m，设计水头19.5m，总水压力约11900kN。该闸门由1台固定卷扬式启闭机操作，容量为1×1000kN，扬程30m，启闭机速度为1.933m/min，工作级别Q2-轻。

4.5 排沙洞工作闸门

工作闸门为潜孔式弧形闸门，主横梁、直支臂，正常情况下动水启闭。闸门孔口尺寸为7.0m×9.0m，底槛高程1810.00m，设计水头19.5m，总水压力约12300kN。弧面半径为18m，支铰高度为10m。该闸门由1台2×1250kN摇摆式液压启闭机操作，工作行程：9.95m，最大行程：11.0m，系统工作油压：≤25MPa，油缸最大摆角：～35°，启门速度：～0.5m/min(活塞杆速度)，闭门速度：～0.5m/min(活塞杆速度)。在油缸摇摆的工作面内，油缸摆动范围应满足弧形闸门全部开启的要求。

5.结论

该项目正在进行预可行性研究阶段，项目开工建设将指日可待。有关单位已与地方政府签署合作开发协议，希望项目早日建设投产，早日发挥效益。