亭子口水電站跌坎消力池減壓模型試驗研究

亭子口水利樞紐具有泄洪落差與泄洪單寬流量均較大、建筑物布置相對比較集中、下游河勢復雜等特點。通過水工斷面模型試驗,對表、底孔體型及消能工進行優(yōu)化,推薦表孔采用寬尾墩消力池聯(lián)合消能型式,底孔采用突擴跌坎型式,并經過整體模型試驗驗證,其泄洪消能均能滿足設計要求;通過在水工整體模型上對下游引航道左右岸線及河床的整治、隔流堤長度和堤頭偏角調整等方面影響因素的比較優(yōu)化,提出了可行的布置方案。

在水電站設備中,直流系統(tǒng)在正常情況下為控制信號、繼電保護、自動裝置、斷路器跳合閘操作回路等提供可靠的直流電源。直流系統(tǒng)可靠與否對發(fā)電廠的安全運行起著至關重要的作用,是安全運行的保證。本文主要闡述了亭子口電站直流系統(tǒng)改造前存在的問題、改造過程、改造達到的效果等相關問題。

亭子口水電站庫區(qū)交通復建與農田防護工程因設計變更,各標段工程量較招標階段發(fā)生了較大的變化,工程費用大幅增加。為保證合同順利實施,依據項目特點及當?shù)厥袌鰞r格,提出4種調整價差的方案,對超出合同費用部分作相應的調差處理,并比較了各方案的優(yōu)缺點及在實施中應注意的問題。根據亭子口水電站各標段實際情況,選擇了一種適宜于庫區(qū)移民復建項目價差調整的方案。

亭子口水電站運行水頭低,機組尺寸較大,過機水流含沙量較高,對水輪機部件磨損、機組運行穩(wěn)定性等有較大影響。針對亭子口水電站的具體特點,設計中分別從水力條件、水輪機結構和材料方面進行了綜合考慮。通過合理選擇水輪機參數(shù),優(yōu)化水輪機水力和結構設計,選擇合適的材料可在一定程度上減輕水輪機的泥沙磨損,提高機組的穩(wěn)定性。

亭子口水電站形成了特色鮮明的安全文化理念,把\"想安全、會安全、能安全\"融入了生產工作中,取得了顯著的安全管理效果。本文主要介紹了亭子口水電站的特色安全文化理念,和特色安全管理工作。

超大型深孔弧形閘門在我國水利水電工程的采用越來越多。嘉陵江亭子口水電站大壩底孔弧形工作閘門孔口尺寸為6．0m×9．0m（突擴7．0m×9．0m），設計水頭87．3m，屬超大型高水頭深孔弧門，是工程重要的泄洪設施。該門結構形式特殊，門葉縱向分為對稱兩節(jié)，弧面要求整體加工，技術要求高，制作難度大，工藝復雜。本文通過亭子口超大型深孔弧門面板加工的實例，對弧面加工的工藝進行了探討和總結，著重介紹了加工的原理，以及用簡易的工裝設備進行快速加工的成功經驗，供以后類似的工程借鑒。

簡述了亭子口水電站大型發(fā)電機定子接地保護的基本配置情況,并詳細介紹了20hz低頻注入式、基波零序電壓和三次諧波電壓定子接地保護的原理以及它們在亭子口水電站的具體運用.

結合新集水電站模型試驗,針對其佛氏數(shù)低且發(fā)生2次水躍的特點,嘗試性地將t形墩布置在消力池中間,且適當加高尾坎的方案,能有效地提高消能率13%左右。并根據模型試驗結果,對t形墩消力池消能特性進行了簡要分析,還通過消能計算,得出消能段的消能分配比率,對進一步研究t形墩消能機理很有幫助,也希望對同類工程有一定借鑒作用。

樂昌峽水利樞紐工程壩址河道狹窄,電站尾水出水口靠近溢流壩,溢流壩泄洪對電站尾水出水口出水渠安全運行影響較大。該文在水力模型試驗的基礎上,對電站出水口出水渠布置進行改進和優(yōu)化,滿足了工程安全運行的要求。

樂昌峽水利樞紐工程電站進水口為側式進水口。在水力模型試驗的基礎上,對電站進水口兩種布置方案的運行流態(tài)、防渦工程措施、水頭損失影響因素和變化規(guī)律等進行研究和分析,提出了相應的改善工程措施,從而優(yōu)化了電站進水口體型,滿足了工程設計的要求。

亭子口水電站上閘首壩基地質條件復雜,已查明至少含有6層控制性軟巖層,其強度較低、分布面積較大,構成了上閘首可能發(fā)生深層滑動的地質背景。分別采用三維線彈性、平面非線性有限元法研究了上閘首的應力變形及抗滑穩(wěn)定性。采用不同的屈服準則,分別運用應力代數(shù)和法和強度折減法計算建基面及各軟巖層的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。結果表明,上閘首在靜動力作用下其應力變形值均在合理的范圍內,其深層抗滑穩(wěn)定性是有保證的;采用強度折減法計算時,相同工況下采用dp1模型計算的強度折減系數(shù)比采用dp4模型的要大16%左右,但塑性區(qū)的發(fā)展過程相差不大。

本文采用模型試驗的方法對三峽水電站蝸殼及外包混凝土結構進行研究,主要研究蝸殼在充水加壓條件下澆筑混凝土后結構的受力狀態(tài)和破壞規(guī)律。通過試驗,初步弄清了蝸殼、混凝土和鋼筋三者之間的受力關系。試驗結果表明:在設計荷載下,蝸殼與外包混凝土可以共同受力,配置的鋼筋起的作用較小,結構的安全性可以得到保證。

對擬建水庫的長、短旁通洞排沙效果進行了水工模型試驗研究,試驗中率定了旁通洞的泄流能力;觀測了旁通洞進口及洞內流態(tài);測量了長、短旁通洞在正常水位下,宣泄不同流量時的含沙量等.試驗結果表明：在閘門全開情況下,長、短旁通洞的泄流能力均超過200m3/s;在輸沙模數(shù)1200t/km2考慮下,長旁通洞方案中水典型年過機年平均含沙量為51.3g/m3,短旁通洞方案中水典型年過機年平均含沙量為59.0g/m3.研究結果證明：長、短旁通洞泄流能力均滿足分流要求、旁通洞進口段與導流洞結合段無不良流態(tài)、短旁通洞的輸沙能力略優(yōu)于長旁通洞方案.

對擬建水庫的長、短旁通洞排沙效果進行了水工模型試驗研究,試驗中率定了旁通洞的泄流能力；觀測了旁通洞進口及洞內流態(tài)；測量了長、短旁通洞在正常水位下,宣泄不同流量時的含沙量等。試驗結果表明:在閘門全開情況下,長、短旁通洞的泄流能力均超過200m3/s；在輸沙模數(shù)1200t/km2考慮下,長旁通洞方案中水典型年過機年平均含沙量為51.3g/m3,短旁通洞方案中水典型年過機年平均含沙量為59.0g/m3。研究結果證明:長、短旁通洞泄流能力均滿足分流要求、旁通洞進口段與導流洞結合段無不良流態(tài)、短旁通洞的輸沙能力略優(yōu)于長旁通洞方案。

福生水電站采用底流式消力池消能。其特點是水頭低、流量大,是典型的低佛氏數(shù)消能,加之自由溢流壩、翻板門泄水閘、沖沙閘聯(lián)合泄洪,因此翻板門運行工況有無限制、泄流能力及消能效果能否滿足設計要求就需要進行深入研究。經過斷面模型試驗,優(yōu)化了輔助消能工布置,改善了流態(tài),縮短了池長,提出了翻板門小洪水工況下的不穩(wěn)定流范圍,為設計提供了依據。

根據工程建設的需要對某泄水陡坡進行水工模型試驗,驗證其總體布置和建筑物結構布置的合理性,分析原設計體型存在的主要問題,對泄水陡坡體型進行優(yōu)化,且在消力池內設置了消能懸柵,并進行體型優(yōu)化試驗。試驗表明,優(yōu)化后的泄水陡坡過流能力滿足要求,消力池內懸柵的設置,改善了消力池內的水流流態(tài),工程總體布置和建筑物結構布置合理。

尾水壅水堰是電站尾水位下降整治中一種全新的工程措施。根據模型試驗觀測結果,研究了在閩江水口水電站尾水渠修建壅水堰后尾水渠水位變化及近壩河段的水流條件變化。結合地形、地貌、尾水渠的特點對原方案堰軸線進行旋轉得到了3個修改方案并進行了優(yōu)化,其模型試驗結果分析表明:優(yōu)化方案的各項水力要素滿足工程要求。

電力變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電氣設備,隨著運行時間的不斷增長,會產生各種原因導致的變壓器滲漏油現(xiàn)象,降低變壓器的使用壽命和發(fā)電廠的經濟效益。本文通過對亭子口電站變壓器滲漏油現(xiàn)象的分析,提出了有針對性的預防措施和處理方法。

糯扎渡水電站截流模型試驗研究——通過水力學模型試驗，驗證了糯扎渡水電站設計的戧堤位置布置，研究確定了截流流量、預進占長度，并對在截流流量1220m3／s下，戧堤進占各區(qū)段的龍口水力特性和拋投材料的使用情況進行了分析，為截流施工方案的決策和施工組織...

巖壁吊車梁是一種既經濟又安全的新型支撐結構,其原理是利用一定長度的注漿長錨桿,把鋼筋混凝土梁固定在巖壁上。吊車的全部荷載是通過錨桿和混凝土梁與巖石接觸面上的摩擦力傳到巖體上的。大朝山水電站主廠房吊車梁就是采用這種結構。通過巖壁吊車梁模型承載力試驗,了解巖壁吊車梁的超載能力、在荷載作用下應力的分布并優(yōu)化設計。

福生水電站溢流壩模型試驗研究——福生水電站溢流壩采用底流消能。其特點是水頭低、流量大，屬典型的低佛氏數(shù)消能，經斷面水工模型試驗，優(yōu)化了消能工布置，改善了水流流態(tài)，池長縮短11％，消力墩減少1／2，為設計提供了可靠依據?！　?/p>

茶林河水電站整體模型試驗研究一文，分析論證了水電站樞紐布置的合理性、溢流壩的泄注能力、消能防沖與閘門調度方案；介紹了電廠尾水、船閘進出口水流條件與修改措施。