水库电站闸门设计特点
发布时间:2021-01-24 13:59:25 加入收藏

  水库电站闸门设计特点,水电站漏水孔、空洞、引水隧道和现场尾水孔的闸门和开关机的整体配置,重点介绍了空洞的工作闸门和事故闸门。


  弧形闸门槽水流条件好,但高水头状况下上游止水效果难以满足,需要采用液压变形止水和偏心铰链式止水等特殊止水设备,但结构复杂,检修维护麻烦。由于该孔口尺寸不大,闸门承受水平水压力为16次500kN,因此采用窄闸槽平面高压滑动闸门,下游止水,止水为青铜对不锈钢硬止水型,具有一定的技术优势。因此,在工程中,也采用了这种类型。


  根据模型试验,最大通气孔风速在n=0.1——0.3开度时为65m/s,超过隧道设计规范要求的60m/s、闸门设计规范要求的40——50m/s的值。这是因为门后的流动特殊,门关闭过程中水流冲击门槽后反弹,紊乱加剧,水流压迫显着增加。闸门底缘负压量的实测值在通常范围内,该门事故的关闭状况较少,因此通气孔的尺寸适当,综合水工水道布局,对比了弧形卷帘门和平面卷帘门两种形式。


  狭窄的槽高压滑动闸门最初作为高压阀也被称为闸门,门叶由6根主梁和面板、边梁构成的刚体结构,面板在上游侧。为了保证闸门在动水开闭过程中水流畅,避免负压,底缘设计为45°倾斜角的斜面,采用圆弧和垂直面板过渡,边梁为厚板(195mm)的下游支撑面设计了青铜滑道,同时兼作硬止水,其加工精度要求高,与门叶组装用螺栓连接,为了保证止水的严密性,组装后用环氧树脂填充间隙门槽段分为上、下游框架和腰箱,分块加工,安装时用螺栓连接成整体结构,与门叶配合面设置材质为1Cr13的不锈钢作为支撑面和止水座板。


  为了保证门叶支撑滑道兼硬止水和门槽的配合精度,门叶焊接后进行整体退火处理,加工整个配合面,在整个工厂内组装,工厂内组装和工地安装调整对配合面的要求是0.03mm塞尺每30mm量,不得贯通。


  闸门由5根主梁和下游面板、边梁构成刚体结构,为了使水闭门过程中水流顺畅,避免负压,底缘上游倾斜角为60°,下游倾斜角为30°,动水闭门时水柱作用于最下面的主梁。门槽为ⅱ型门槽,宽深比为1.683,错误比为0.05,二期混凝土范围内设有钢板衬垫。模型试验表明,该门槽体型耐空化,空蚀能力强。


  平面闸门有槽,高速水流通槽时边界条件发生变化,水力学问题突出,对该闸门委托南科院水工进行闸门水力学和流激振动试验,根据试验结果优化了槽附近的流道体型,改善了出口压坡度、下降高度、门槛尺寸、扩散角等狭窄的槽平面滑动闸门的几个重要参数,提高了槽的耐空化、空蚀能力,所有测点的槽的空化数量都大于规范的规定值(K=0.4——0.6)


  为了保证工作闸门槽后水流上部的自由水面夹紧空气和表面拖动力产生的空气输送量,以及由于设置了跌倒坎而形成的射流底腔的空气输送量,在闸门槽后面设置了两个空气输送孔,一个在孔的顶部,另一个在跌倒坎的侧面,尺寸分别为圆孔1万mm和方孔(600×600)mm2。实验表明,孔顶通气孔的输气量大于下降门侧面通气孔的输气量,最大输气量为n=0.5时,风速分别为50m/s和45m/s,工作门全开时分别为16m/s和11m/s。


  操作事故门的开闭设备是固定卷扬式开闭机,由于闸机为下游止水,启闭机的钢丝绳可能长期浸入水中,为了保证动水关闭过程中与闸机的连接可靠,拉杆装置与闸门的叶片连接。据计算,初选开关容量为2000kN。由于该开闭机容量的控制是动水关闭过程中的闸门持续力,开度、持续力的变化很大,因此根据模型试验得出的闸门在关闭过程中的净动水作用力,包括水柱重量、上托力、下吸力、不同开度水平方向的水压力等


  开关闸门的设备选择双缸双作用式液压开关机,容量为2×4500/2×300kN,缸安装在门槽腰箱上端的法兰盘上,连接钢支架、螺栓,设置密封装置密封水。液压开关机活塞杆上加工有螺纹,与门叶套筒直接连接,用承载螺母固定。


  启闭机活塞杆的最大行程为5m,工作行程为4.7mm,缸径为630mm,杆径为300mm的液压系统采用插入阀组,先导阀为YUKEN产品,高压球阀为HYDAC产品,其馀阀组为榆次油研产品的行程监视装置由2套CAP2000内置式传感器构成,测定的数据通过PLC总结分析,达到监视两个缸活塞杆位置的目的,监视闸门的开度。双缸同步精度要求为10mm,通过行程监视装置和液压系统中的旁路偏离电路和PLC等控制部件实现。泵站为卧式配置,两组马达-泵组相互备用,罐和管道材料为不锈钢。