特别策划——大型抽水蓄能电站建设关键技术的研究与应用

  • 抽水蓄能电站引水斜井开挖采用TBM施工的研究

    张军;李守巨;宁忠立;陆金琦;李怡婧;

    本文简述了国内外抽水蓄能电站引水斜井施工现状,总结了国外采用隧道掘进机进行抽水蓄能电站引水斜井施工的经验,讨论了抽水蓄能电站引水斜井TBM施工中的几个关键问题,包括TBM设备选型、刀盘对岩层地质条件的适应性、合理刀具的选择、施工中的安全、不良地质条件下的临时支护、断层和破碎带岩层的超前加固问题等,研究了TBM施工中的风险评估问题,为TBM合理施工提供了技术指导和借鉴,并分析表明TBM施工相对钻爆法具有更好的经济和社会效益。

    2018年02期 v.4;No.18 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 3731K]
  • 一次成型与分期成型面板混凝土施工与防裂措施探讨

    李斌;孟宪磊;王磊;孔德轩;王润;

    本文在分析国内外混凝土面板堆石坝设计和施工资料的基础上,对比了采用一次成型(公伯峡、吉音面板坝)和分期成型(水布垭、蒲石河与十三陵面板坝)的典型面板坝的混凝土原材料应用、配合比、施工工艺以及开裂情况,探讨了一次成型面板与分期成型面板混凝土坝的施工及防裂措施。采用一次成型和分期成型的的面板混凝土的施工工艺类似,面板混凝土的开裂与采用一次成型工艺或者分期成型工艺没有必然的联系。从选择的几座面板坝开裂情况来看,一次成型或分期成型的面板混凝土的裂缝可以分结构裂缝与收缩裂缝。为防止面板混凝土发生开裂,工程采取的主要措施包括控制坝体沉降变形、减少坝体对面板的约束、合理选择混凝土原材料以及控制混凝土施工质量、加强混凝土养护等几个方面,并且都取得了一定的效果。

    2018年02期 v.4;No.18 8-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1751K]
  • 抽水蓄能电站推力轴承安装调试中几项关键技术的应用

    葛军强;佟德利;熊涛;刘同帅;魏春雷;郝峰;

    推力轴承是抽水蓄能电站发电电动机的关键部件,其性能直接影响到机组的性能和运行可靠性。本文结合某抽水蓄能电站1号机组安装调试过程中推力瓦温无法满足规范要求的情况,分析瓦温高的原因,最终确定了通过增大推力瓦直径、将橡胶弹簧垫换成金属弹簧簇支撑、增加推力头的外形尺寸等几项关键处理技术加以解决,经过工厂理论计算及机组现场运行验证,推力瓦瓦温能够满足规范及合同要求。

    2018年02期 v.4;No.18 14-18+7页 [查看摘要][在线阅读][下载 2626K]
  • 抽水蓄能电站斜井和平洞施工关键技术

    潘福营;马萧萧;

    抽水蓄能电站工程建设中的竖井、斜井、交通洞、通风洞等大规模的地下洞室工程施工项目,施工难度大、安全风险高。TR3000反井钻机、定向钻机、锚杆钻机、智能管控系统等技术在抽水蓄能斜井和平洞施工中的应用,可降低安全风险,提高施工效率。

    2018年02期 v.4;No.18 19-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1779K]
  • 地下厂房大型洞室快速开挖施工方法的探究

    杨葛;彭伟;曹玺;方竟宇;

    本文针对大型洞室快速开挖问题,结合浙江仙居抽水蓄能电站地下厂房工程施工实例,分析了影响大型洞室开挖施工的因素,介绍了地下厂房大型洞室快速开挖施工方法,可以为类似工程施工提供合理的技术方案的支持和借鉴。

    2018年02期 v.4;No.18 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1987K]
  • 复杂地质条件下地下厂房岩壁吊车梁开挖质量控制措施

    马雨峰;刘双华;王兰普;

    河北丰宁抽水蓄能电站地下厂房地质条件比较复杂,节理裂隙发育明显,岩壁吊车梁开挖过程中采取了多种技术手段和管理措施,加强过程管控,结果显示显著提高了岩壁吊车梁开挖成型质量。

    2018年02期 v.4;No.18 27-29+13页 [查看摘要][在线阅读][下载 2383K]
  • 抽水蓄能电站顶盖螺栓的设计及质量控制

    赵强;徐亚楠;曹佳丽;丁景焕;

    抽水蓄能电站的顶盖螺栓对于机组的安全运行起至关重要的作用。由于高强钢具有较强的缺口敏感性,因此螺栓选材时,在结构布置能满足的条件下,尽量避免选用等级过高的螺栓。螺栓设计时,应确定甩负荷工况为设计工况,保证螺栓的预紧安全系数大于2的前提下计算螺栓的总载荷,同时采用螺栓的材料安全系数为1.5计算螺栓的直径。在此基础上需要进行疲劳校核合格。螺栓在安装时,应控制预紧应力不小于工作应力的2倍,同时不超过材料屈服极限的50%~60%。螺栓制造过程中应严格控制锻造和热处理过程,对加工前的坯料进行超声波检测,加工后的螺栓进行磁粉和渗透检测。

    2018年02期 v.4;No.18 30-36+26页 [查看摘要][在线阅读][下载 2486K]

特别策划

  • 大型抽水蓄能电站建设关键技术的研究与应用

    黄悦照;

    <正>抽水蓄能技术自诞生以来,经过130多年的发展,已成为现代电力系统内技术成熟、使用经济、清洁高效的优质调节手段。目前,全球抽水蓄能装机容量约1.5亿k W,中国、日本和美国装机规模位于前三位,拥有全球50%以上的市场份额。伴随全球能源结构转型和能源消费革命,抽水蓄能电站在保障大电网安全、提供系统灵活调节和促进新能源发展方面发挥越来越重要的作用。截至2017年底,

    2018年02期 v.4;No.18 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 1069K]
  • 中国大坝抗震防灾关键技术研究

    李德玉;

    <正>水和能源是人类社会可持续发展的重要物质基础。受季风气候条件影响,我国水资源时空分布严重失衡,在当前经济快速发展进程中,我国一直面临着水资源短缺、水灾害严重以及水环境恶化的威胁。我国水能资源理论蕴藏量和技术可开发量居世界首位,但开发利用程度较低。因此,在充分重视移民安置、生态及环境保护的前提下,通过兴建水库大坝等工程手段,合理有序开发利用水资源,对我国国民经济的可持续发展具有"不可替代"的重要作用。我国是世界上地震灾害最为严重的国家之一。在占全球陆

    2018年02期 v.4;No.18 4页 [查看摘要][在线阅读][下载 1054K]

特别策划——中国大坝抗震防灾关键技术研究

  • 非连续变形接触问题的分区有限元-块体界面元动力混合算法

    李同春;樊舒婕;刘晓青;赵兰浩;

    本文针对动力情况下不连续变形问题,提出一种新的接触面动力迭代求解方法,即分区有限元与块体界面元动力混合算法。在接触问题基本概念的基础上描述了该混合算法的力学模型。由接触力与接触点对总位移的非线性关系,推导了包含接触力、块体形心刚体加速度和接触节点总位移在内的非线性方程;建立了以界面接触力和块体形心刚体加速度为混合变量与界面结点总位移进行迭代求解的动力界面迭代方程。由此,能够精确求解至界面上接触点对全部失效的状态,从而实现连续—非连续过程的模拟。该混合解法仅将非线性迭代收缩到接触界面上进行,从而大幅提高局部位移非连续问题的计算效率。通过典型算例验证了该混合算法的正确性和有效性。

    2018年02期 v.4;No.18 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2362K]
  • 高坝抗震高性能并行计算研究及其应用

    郭胜山;李德玉;涂劲;陈厚群;

    高坝是复杂的空间结构,其地震响应分析需要同时计入坝体-地基-库水的动态相互作用、坝体伸缩横缝开合的边界非线性、远域坝基的振动能量逸散、近域地基的复杂地形和地质构造、坝体和地基岩体材料的非线性、沿坝基地震动的不均匀性,以及在拱座和地基动力耦合作用下,坝肩潜在滑动岩块的动态稳定性等复杂问题。整个体系的有限元数值计算需要求解几十万、甚至几百万个自由度的方程组。具有120万自由度的沙牌拱坝抗震分析应用单机串行程序计算,需要39d才能完成。在时域内求解如此大规模的非线性动力学问题,计算速度已成为高拱坝地震动分析和抗震安全评价的瓶颈。高性能并行计算已经成为解决大规模科学计算的主要手段。本文作者所在研究团队长期从事高坝地震动响应研究,本文将主要介绍研究团队多年来自主开发的高坝地震动响应并行计算软件(PSDAP)有关理论方法,及其在2010年排名世界上最快运行速度的超级计算机"天河一号"上运行的若干工程实践。

    2018年02期 v.4;No.18 42-48+55页 [查看摘要][在线阅读][下载 3258K]
  • 高拱坝-地基系统整体稳定强震破坏机理研究

    涂劲;廖建新;李德玉;王立涛;

    本文按照现行《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB 35047—2015)的相关规定,采用地震超载的方式进行某拱坝-地基系统的极限抗震承载能力研究,在寻求典型部位的变形随地震作用加大而变化的曲线上出现拐点作为系统整体安全判据的同时,关注坝体-地基系统从局部到整体的变形发展状况,寻求安全判据的量化指标与其强震破坏发展过程中重要的物理变化之间的关联性,对大坝极限抗震能力进行了评价,并明确了该拱坝-地基系统在给定的整体稳定计算模式下的破坏机理。

    2018年02期 v.4;No.18 49-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 3753K]
  • 基于设定地震确定重大水电工程场地相关设计反应谱

    张翠然;陈厚群;李德玉;李敏;

    重大水电工程设计反应谱的合理确定是工程抗震设计的基本前提。本文提出基于场地地震安全性评价给定的输入参数、衰减关系和设计地震动加速度值,依据发生概率最大的原则和潜在震源中主要发震构造来确定设定地震的震级和震中距的方法。由设定地震计算场地相关设计反应谱时,建议采用不经烈度转换的反应谱衰减关系。实例分析表明,本文方法所确定的设定地震及场地相关设计反应谱较为合理,能满足重大水电工程抗震设计需求。

    2018年02期 v.4;No.18 56-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 2319K]
  • 深厚覆盖层上高心墙堆石坝新型结构抗震安全性研究

    杨昕光;饶锡保;徐晗;潘家军;左永振;

    建设在深厚覆盖层上的高心墙堆石坝防渗体系通用采用心墙—廊道—防渗墙结构型式,为了进一步缩短工期及节省投资,提出一种新型结构型式,即在坝基面处挖除表层部分覆盖层,浇筑混凝土盖板,在盖板内部设置廊道,以便在坝体填筑的同时进行防渗墙施工。为评价这种新型结构的抗震安全性,依托我国西部某水电工程,采用动力有限元法研究了大坝的动力响应特性。计算结果表明,由于坝基覆盖层的影响,大坝在地震过程中的加速度响应较小,顺河向最大加速度为0.34g,防渗墙与盖板的动应力均在强度允许值范围之内,大坝震后沉陷量约占坝高的0.34%,且坝坡在地震过程中处于稳定状态。因此分析认为该深厚覆盖层上高心墙堆石坝新型结构在该地震波作用下具有足够的抗震安全性,具有一定的应用前景。

    2018年02期 v.4;No.18 62-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2952K]

智能水电厂

  • 智能水电厂现地设备研究与设计

    刘成俊;彭文才;徐方明;姜鑫;

    随着智能水电厂的建设发展,其现地层设备的开发需求日益迫切。本文分析了智能水电厂现地设备的功能,相对常规水电厂现地设备体现出的新特征、新需求,以及与智能变电站设备的差异,结合IEC61850通信,对智能水电厂现地设备的多种装置采用通用平台、模块化硬件设计,采用嵌入式固件与配置调试软件分离的软件设计,统一风格,实现标准化、模块化。智能水电厂现地设备的开发成果实验证明该设计方案很好地满足智能水电厂的需求。

    2018年02期 v.4;No.18 68-72+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1964K]
  • 智能水电厂安防联动系统设计和实现

    殷召生;郑炜;尤万方;

    本文结合智能水电厂对安防联动系统的技术要求,对智能水电厂安防联动系统的主要功能、框架结构等进行了详细介绍,系统整合了水电站的视频监控、消防、门禁、动环等子系统,实现对这些子系统的集中监管和一体化集成联动,降低了水电厂的综合管理成本,提高了水电厂的运营管理水平。

    2018年02期 v.4;No.18 73-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1916K]
  • 智能水电厂经济运行系统及其关键技术

    赵宇;芮钧;

    智能水电厂经济运行系统在数据、业务和系统层面对传统水电厂电力运行和水库调度进行了深度融合,以提高其经济运行体系的整体性、协调性和精细化程度。本文介绍了智能水电厂经济运行系统架构、功能,并论述了流域来水预报、发电优化调度、洪水调度、流域经济调度控制、运行调度耦合等关键技术。

    2018年02期 v.4;No.18 77-81+67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2042K]

主机及其辅助设备

  • 叶片交错布置对水泵蜗壳内部流动影响

    周晓红;刘国营;胡永金;陈伟;刘涛;

    本文采用大涡模拟方法,对双吸离心泵叶轮在不同交错角度下的内部流场进行非定常数值模拟,重点分析交错角度的变化对离心泵蜗壳内部非定常流场的影响。研究结果表明随着交错角度的增大,双吸离心泵效率和扬程整体上略有下降。叶片交错角度变化对蜗壳压力内部的横向流动也有一定影响,随着叶轮交错角度的增加,横向流动的旋涡面积和强度略有减小。不同交错角度下,蜗壳内压力脉动频域值均以叶片通过频率为主,并且随着交错角度的增大,压力脉动幅值呈现逐渐变小的趋势。当叶片均匀交错时,其脉动幅值降低了约70%。

    2018年02期 v.4;No.18 82-85+61页 [查看摘要][在线阅读][下载 2692K]
  • 灯泡贯流式水轮发电机组径向轴承检修

    范宗旺;张正杰;李琪飞;

    随着我国经济社会的不断发展,对电力的需求越来越大,水轮发电机组也越来越受到关注。该文以青海省某水电站5号机组为研究对象,通过分析比较其发生的一起发电机组径向轴承烧瓦事故,详细介绍了机组修复的具体处理方案和运行建议,并总结了灯泡贯流式水轮发电机径向轴承严重烧损后的拆卸处理和装复方法,期望为后续实施处理同类问题能有借鉴作用。

    2018年02期 v.4;No.18 86-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1765K]
  • 发电电动机定子绕组线棒绝缘系统制造采用的局部放电防止技术与监造

    赵贵前;

    防止局部放电是发电电动机定子绕组线棒绝缘结构设计、制造工艺和安装工艺的关键技术,了解并掌握防止局部放电技术,针对性地开展设备监造。

    2018年02期 v.4;No.18 90-93+89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1987K]

水工监测及自动化

  • 丰满大坝新坝施工期应力应变监测资料分析

    李作光;

    本文对丰满大坝重建工程新坝安全监测系统进行了简介,对新坝的应力应变监测资料进行分析,得出分析结论。

    2018年02期 v.4;No.18 94-99+105页 [查看摘要][在线阅读][下载 2281K]
  • 沥青混凝土防渗面板的鼓包缺陷调研及成因分析

    马保东;郝巨涛;孙志恒;汪正兴;董旭龙;

    土石坝沥青混凝土防渗面板正在国内得到越来越广泛的应用,其运行时因各种原因可能会出现各种缺陷,其中面板鼓包缺陷成因复杂,可与面板反水(汽)压、分层施工中水汽进入面板夹层、沥青混凝土中采用病害矿料、施工碾压时洒水过大等因素有关。本文结合国内外调研,对张河湾上库沥青混凝土面板的鼓包进行了检测分析,认为鼓包与库水作用和日照作用有关,但多数鼓包可能与排水层是否承压(水压或汽压)关系不大。

    2018年02期 v.4;No.18 100-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 3166K]

水电站运行与维护

  • 黄河万家寨水利枢纽排沙钢管冲蚀破坏修复

    吴凌丞;郝楠;赵朋;

    万家寨水利枢纽已运行18年。2010年经实测,距坝11km以上至距坝60km已经基本达到设计淤积平衡,为使万家寨水库保持必要的调蓄能力、延长水库使用寿命,水库低水位排沙运行日趋常态。排沙钢管运行频次及强度随之增大。在高流速、高含沙水流作用下,各排沙钢管出口段混凝土因运行时间差异存在不同程度冲蚀破坏,为保证排沙钢管安全稳定运行,在提高流道表面抗冲磨性能的基础上对排沙钢管出口段损坏部位按原设计体形进行修复。

    2018年02期 v.4;No.18 106-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 6857K]

工程施工

  • 岩滩扩建引水渠水下混凝土损坏处理

    覃杰;陆胜林;

    岩滩水电站停机检查时发现异常情况。经潜水检查确认,拦污栅前出现大量堆积物,过流堰面出现冲刷破坏。对进水口拦污栅前的石块采用人工潜水及抓斗船清理,对水下损坏的过流堰面采用水下混凝土浇筑加固。经过一个汛期的运行考验,加固部位完好无冲淘损坏,表明水下混凝土损坏处理达到预期目的且满足安全要求。

    2018年02期 v.4;No.18 112-116+120页 [查看摘要][在线阅读][下载 3368K]
  • 浅述抽水蓄能电站土石方平衡设计及过程调配管理

    温家华;潘福营;

    本文从抽水蓄能电站土石方平衡一般设计思路出发,梳理了料源平衡时序冲突、开挖料利用系数取值不合理、过程监督缺失等近年来在设计计算以及动态管理中出现的一些常见问题,分析了各项问题发生的潜在原因,指出了建设过程中参建各方的职责,并给出了关于土石方平衡设计与过程调配管理的建议。

    2018年02期 v.4;No.18 117-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1644K]

  • 华东勘测设计研究院抽水蓄能业务

    <正>华东勘测设计研究院(简称"华东院")成立于1954年,是隶属于世界五百强企业中国电力建设集团的中央企业,总部设在杭州,并在四川、重庆、云南、福建、安徽、江西、西藏等地设立了分支机构,在亚太、欧亚、东南非、中西非、美洲、中东北非设有六大区域总部。名列中国工程设计企业60强前20强;中国承包商80强,中国对外承包工程业务新签合同额百强企业。

    2018年02期 v.4;No.18 3页 [查看摘要][在线阅读][下载 9201K]
  • 广东省水利电力勘测设计研究院抽水蓄能业务简介

    <正>广东省水利电力勘测设计研究院(简称广东院)自1979年开始从事抽水蓄能电站勘测设计业务,是全国第一家开展大型抽水蓄能电站勘测设计的单位,也是全国第一家建成大型抽水蓄能水电厂的勘测设计单位。在抽水蓄能电站勘测设计方面一直位列国内领先水平。近40年来,广东院参与勘测设计、工程监理和咨询等工作的抽水蓄能电站总装机容量达22780MW。其中,由广东院勘测设计的已建和在建抽水蓄

    2018年02期 v.4;No.18 121页 [查看摘要][在线阅读][下载 10457K]
  • 福伊特抽水蓄能电站卓越始于第一步

    <正>福伊特已在全世界安装了200多台抽水蓄能机组,总出力超过24000MW,水头范围最小可小于50m,最大可超过800m,单机出力范围最小可小于10MW,最大可超过500MW。福伊特早在1908年建立了德国首家抽水蓄能电站-布鲁尼穆勒(Brunnenmuhle),这使得福伊特成为了抽水蓄能电站当之无愧的行业先驱。福伊特不断研发改良抽水蓄能技术,并针对客户需求度量身定制方案,最

    2018年02期 v.4;No.18 122-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 11291K]
  • 天荒坪抽水蓄能电站上水库远眺

    李长健;

    <正>~~

    2018年02期 v.4;No.18 124页 [查看摘要][在线阅读][下载 721K]
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