水电站进水口拦污栅的局部水头损失及其研究现状

本文简要介绍国内外水电站拦污栅清污机械的分类、特点及其应用。

灯泡贯流式水电站进水口拦污栅的设计研究 倪建潮(浙江水利水电勘测设计院　浙江杭州　310002) 王颖玉(浙江工业大学机电学院　浙江杭州　310032) 　　灯泡贯流式水电站低水头大流量的特性决定了 进水口拦污栅跨度大、高度高,从而与引水式高水 头电站的进水口拦污栅在设计上有所区别;跨度大 则主梁截面大,高度高则栅体须分节,主梁根数 多。可以说,对灯泡贯流式水电站进水口拦污栅的 合理设计,应该从工程的总体布置来考虑。本文通 过以导流板代替常规拦污栅主梁的模型对比,从改 善流态、减小水头损失、有效提高拦污栅净面积和 降低工程造价等多个角度来分析设计的合理性。 1　改善流态 灯泡贯流式机组的进水流道短且平直,进水口 动能差相对较大,从水库到进水喇叭口的水流流态 较为杂乱。若水流通过无倾角的焊接实腹式拦污栅 主梁,水流被割裂,拦污栅主梁腹

水电站进水口拦污栅栅条断裂,关系到机组的安全运行。从大朝山水电站进水口拦污栅断裂的原因着手,对拦污栅断裂的原因进行分析,采取裂纹焊接、格栅条加强筋板、由穿心园钢改为钢板和尽量优化运行调度等的防范措施。以保证进水口拦污栅安全稳定运行。

万安水电站进水口拦污设备的布置采取双槽式拦污结构型式。在考虑到起吊设备的起吊能力以后，将电站进水口分隔成７个分流口，然后在每个分流口内设置两道栅槽，前为检修栅槽，后为工作栅槽。拦污栅这样布置既有利于清污，又有利于检修，避免了许多事故的发生。万安水电站进水口拦污设备运行５年以来，取得了明显的效益。

锦屏二级水电站电站进水口拦污栅混凝土工程因工期紧、施工强度高难以达到节点工期，为此将拦污栅门槽由原设计的预埋插筋优化为预埋钢板。简化了门槽施工程序，大大的提高了拦污栅门槽混凝土施工质量和进度。

积石峡水电站在进水口拦污栅施工过程中,为控制施工成本和施工工期,采取了一系列的措施,如栅墩采用定型模板施工,联系梁采用钢管柱支撑和吊模方式施工,联系板采用吊模、钢管及脚手架立柱支撑方式施工等,最终节约了施工成本,并满足了工期要求,拦污栅施工质量达到了清水混凝土标准。

江边水电站为九龙河流域梯级引水式电站,根据水电站地形地质条件、取水取防沙功能需要,设计选择岸塔式进水口布置形式,有效解决进口泥沙以及基础稳定问题。本文较系统地介绍了江边水电站进水口设计情况。

王甫洲水电站进水口设计——王甫洲电站进水口设计考虑了两种布置型式(拦污栅在橙修闸门前和在检修闸门后)，其流遭设计依据流场分析优化流道设计。拦污栅导井依据势流理论流网图确定导叶导向。进口结构设计依据三堆有限元和平面框架计算结果，结构上采取在边墩加...

——1 第六章水电站进水口建筑物 第一节进水口的功用和要求 水电站进水口位于引水系统的首部。其功用是按照发电要求将水引入水电站的引 水道。进水口应满足下述基本要求： (1)要有足够的进水能力 在任何工作水位下，进水口都能引进必须的流量。因此在枢纽布置中必须合理安排 进水口的位置和高程；进水口要求水流平顺并有足够的断面尺寸，一般按水电站的最 大引用流量qmax设计。 (2)水质要符合要求 不允许有害泥沙和各种有害污物进入引水道和水轮机。因此进水口要设置拦污、防 冰、拦沙、沉沙及冲沙等设备。 (3)水头损失要小 进水口位置要合理，进口轮廓平顺，流速较小，尽可能减小水头损失。 (4)可控制流量 进水口须设置闸门，以便在事故时紧急关闭，截断水流，避免事故扩大，也为引水 系统的检修创造条件。对于无压引水式电站，引用流量的大小也由进口闸门控制。 (5)满足水工建筑物的

水电站进水口建筑物 第一节进水口的功用和要求 水电站进水口位于引水系统的首部。其功用是按照发电要求将水引入水电站的引水道。进水口应满足下述基本要 求： (1)要有足够的进水能力 在任何工作水位下，进水口都能引进必须的流量。因此在枢纽布置中必须合理安排进水口的位置和高程；进水口 要求水流平顺并有足够的断面尺寸，一般按水电站的最大引用流量qmax设计。 (2)水质要符合要求 不允许有害泥沙和各种有害污物进入引水道和水轮机。因此进水口要设置拦污、防冰、拦沙、沉沙及冲沙等设备。 (3)水头损失要小 进水口位置要合理，进口轮廓平顺，流速较小，尽可能减小水头损失。 (4)可控制流量 进水口须设置闸门，以便在事故时紧急关闭，截断水流，避免事故扩大，也为引水系统的检修创造条件。对于无 压引水式电站，引用流量的大小也由进口闸门控制。 (5)满足水工建筑物的一般要求 进水口要有足够的强度

甲岩水电站进水口地形较陡,岩体较完整,可研阶段确定采用岸塔式进水口。施工图阶段,根据现场地形和地质条件,对进水口进行了设计优化调整,进水口闸门部分改为井挖,采用竖井式进水口。优化调整后的进水口体型更符合工程实际,结构更安全合理,并节约工程投资。已于2014年6月底全部机组投产发电,至今运行正常。

分析了水电站拦污栅水头损失的机理,拦污栅水头损失与发电水头的关系;介绍了国内外水电站清污机械的种类、特点及应用情况。建议开展对已建大中型水电站拦污栅锈蚀、堵塞状况的调查研究,为清污机的制造和适时清污提供水力学依据,以保证水电站的安全和高效运行

本文介绍了大型水电站进水口处移动台车格栅除污机的主要技术参数的选择、结构的设计及其工作原理。

通过对龚嘴水电站地上地下厂房拦污栅运行及破坏的对比分析，总结了运行维护的主要经验，提出了后期的改进和设想。

本文介绍了大型水电站进水口处移动台车格栅除污机的主要技术参数的选择、结构的设计及其工作原理。

为有效地减小低温水对下游水生生态及农业灌溉产生不利影响,结合工程设计,从生态要求、结构布置、运行管理、施工和投资等方面对叠梁门和多层取水口等不同取水方案进行比选,叠梁门方案适应强、工程量小、投资省、运行操作灵活,能够实现表层取水,对水库低温水的改善效果优于多层孔口进水口结构。

　以丰满水电站为工程背景,应用水工水力学模型试验方法研究了拦污栅锈蚀程度和堵塞状态与水头损失增量的关系.结果表明:拦污栅栅条锈蚀对水头损失的影响很大,锈蚀后水头损失增量可达原进水口损失的60%;拦污栅堵塞后,其对水流的阻力要比本身锈蚀对水流的阻力大的多,局部水头损失随堵塞率的增加而急剧加大.应用本试验结果对布尔可夫及丘金娜公式进行了修正,建议水电站拦污栅设计水头损失取值3～5m.

在高坝水电站工程建设快速发展的同时,电站下泄的低温水体对下游河道生态系统所造成的破坏性影响已不容忽视;在电站进水口前放置一定高度的叠梁门,使电站从水库表层取水发电,从而减轻对下游河道生态系统的"冷害"侵蚀,是目前缓解高坝水电工程建设与保护水生态环境之间矛盾的一种措施;而分层取水叠梁门的设置,将改变电站进水口的水流条件,使其相关水力特性发生变化。本文结合某大型水电站进水口分层取水水工模型试验,对各库水位条件下的叠梁门放置高度、进口漩涡特性、叠梁门上的动水压力特性、叠梁门对电站进水口段的局部水头损失及压力分布特性影响等进行了研究;另外,针对叠梁门这种薄而高的轻型结构,还进行了机组甩负荷对其产生的水击附加压力特性研究;得出了一些规律性的认识,可供采用类似分层取水设施的进水口工程参考。

为减免水电站下泄低温水对下游河段生态环境的影响,糯扎渡水电站进水口拟采用分层取水方案。结合糯扎渡水电站进水口两种取水方案(双层取水方案和多层取水叠梁门方案),采用k-ε紊流模型对不同形式进水口的水力学特性进行了三维数值模拟,在进水口水头损失、流速分布以及流态等方面进行了分析和比较,从水力学方面论证了分层取水方案的可行性。数值模拟结果得到了物理模型试验结果的验证。

邦朗水电站是缅甸最大的水电工程，共装机四台70mw的机组，坝高130m，发电进水口上部为旁通洞，旁通洞进水口设置一扇事故检修闸门，与电站进水口检修门共用，旁通洞最大泄量为440m3／s，拦污栅过栅最大流速为4．23m／s，大于设计手册中推荐的1．0m／sl．2m／s。本文通过对电站进水口拦污栅及进水口体型的试验研究，推荐了可行的进水口体型，解决了工程实际问题。

透过2009年8月17日俄罗斯萨扬.舒申斯克水电站机电事故,分析了目前国内水电站机组进水口事故快速门控制系统的现状,分析了存在的问题,给出了提高水电站机组进水口事故快速门控制系统的策略建议。可供水电站机电设计、设备或系统研制单位、运行维护等相关技术人员参考。

西藏果多水电站进水口顶部因结构特点及门机布置、运行需求,需在两侧端部向上游各悬挑7.35m的大型牛腿。对于该类型大体积牛腿,按照现行规范进行结构配筋计算,计算所得配筋很小,不满足最小配筋率;但若按最小配筋率选筋,则往往配筋量较大、布置密集,影响混凝土的浇筑施工和振捣密实,而西藏高寒地区对于混凝土施工质量控制要求严格。结合果多水电站工程,采用多种方法对大体积混凝土进行配筋计算,并运用有限元法进行配筋验算和结构论证,得到较为合理、经济的配筋结果。在满足结构功能需求的前提下,建议尽可能减小牛腿结构尺寸,另外在设计过程应尽可能避免该类型大体积悬挑结构的出现。