甘肃张掖黑河三道湾水电站金属结构设计

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1、甘肃张掖黑河三道湾水电站金属结构设计：简要阐述本工程闸门、拦污栅及启闭机等金属结构设计情况，总结并评价金属结构设计的合理性及安全性。　　关键词：黑河三道湾水电站金属结构设计　　1工程及金属结构设计概况　　黑河三道湾水电站地处甘肃省肃南裕固族自治县境内，是黑河水能规划的第六座梯级电站，距张掖市约150km。工程于2005年5月正式开工建设，2009年5月竣工发电。　　工程的主要任务是发电，采用引水式开发。本电站由泄洪系统、引水发电系统及发电厂区三部分建筑物组成。电站总装机容量112Mn2。主轮轴材料采用40Cr。主轮轴承采用

2、调心滚子轴承。　　事故检修闸门槽为Ⅱ型门槽，门槽宽深比为1.6，符合规范合宜宽深比要求。　　泄洪排沙洞事故检修闸门水头高、流速大、泥沙含量高，考虑到水流及泥沙对门槽的冲刷和磨损，因此在泄洪排沙洞事故检修闸门门槽处设有局部钢衬。　　门槽埋件主轨材料为ZG40Mn2，其余埋件均为Q345B钢板焊接的组合结构和Q235B型钢。　　事故检修闸门的操方式为动水启闭，闸门先小开度动水启门充水，待闸门前后水压平压后再完全开启闸门，计算启门力2500kN，选用1台3000KN的固定卷扬式启闭机操作。启闭机室内设一台250KN的桥机以检修卷

3、扬机和工作门液压启闭机的油缸。闸门平常锁定于门槽口上。　　3引水发电系统金属结构设计　　引水发电系统在大坝右岸，发电洞全长约9316m，后接发电厂房。在引水进水口的水道上设一道一字排列的3孔潜孔式拦污栅，栅后水道渐收窄，至竖井处设1扇潜孔式事故检修门。事故检修门可在洞中有事故时切断水流，避免事故扩大，在检修期为检查、检修洞身提供条件。　　拦污栅由1台设在墩顶部2375.00m高程上的移动式全液压清污机清污，拦污栅需要检修时，清污机所配的抓梁将其提出栅槽进行检修。事故检修门平时锁定在2371.50m的检修平台上，由1台单吊点

4、固定卷扬式启闭机操作，卷扬机设在2384.00m平台上的启闭机室内。　　发电洞1#、2#施工支洞出口上分别设1扇门式封堵闸门，无启吊设备。　　本电站共装有2台大机，1台小机在厂房尾水设3孔检修闸，为满足厂房施工及机组安装要求设3扇检修闸门。尾水检修闸门在静水中启闭，由1台尾水移动门机式启闭机配自动抓梁操作。　　3.1发电洞进水口拦污栅及清污机　　拦污栅为平面斜立式，倾斜角度80°，SNH聚合物滑块支承，底板高程2350.00m。拦污栅的孔口尺寸4m×10m，拦污栅按4m水位差设计，总水压力为16800KN。　　每扇拦污栅分

5、4节，节与节之间采用螺栓连接，每节拦污栅由3根主横梁、2根边梁组成平面框架结构，拦污栅的侧导向为角钢。　　本电站选用的水轮机为混流式机组，大机组转轮直径2320mm，小机组转轮直径1620mm，按小机组保护要求设计栅条间距应为54mm。根据许多已建成电站的运行经验，为减小清污次数，减少水头损失，拦污栅的栅条间距设计为90mm。　　拦污栅在静水中靠自重下落，在静水中起栅，计算起栅力：130KN。拦污栅上的污物清理、拦污栅的起落、移动均由2×100KN的单向门式全液压清污机操作。　　拦污栅墩顶下游侧设了拦污栅库，拦污栅需检修时

6、可在栅库中倒换。拦污栅前后的压差监测采用压力式传感器，数字式测量仪，传感器的信号一路传至大坝值班室，另一路传至电站中控室以数字显示压差值。压力式传感器设在闸墩的测井中，测井下端钢管与库水相通。　　3.2发电洞进水口事故检修闸门及启闭机　　事故检修门孔口尺寸6m×6m，设计水头20m，总水压力为63071KN。　　闸门选用滑动平板钢闸门，支承跨度6500mm，面板设在闸门的下游侧，厚度16mm，支承主滑块采用新型复合材料MGA。　　水顶、侧止水设在闸门的下游面，底水封设在闸门的上游面。顶、侧水封采用φ60圆头“P”型水封橡皮

7、，底水封采用平板橡皮。　　侧导向为悬臂式滚轮，设在上游主梁后翼缘上，以限制闸门的侧向移动。　　事故检修闸门槽为Ⅰ型门槽，门槽宽深比2.31，是合宜宽深比。　　闸门的操作方式为动闭静启，闭门时利用水柱闭门，闸门在启门前先由门上充水阀向门后充水，待闸门前后水压基本平压后再完全开启该闸门。闸门动水闭门时的计算持住力为1380KN，4m水位差下的计算启门力为894KN。启闭机容量根据持住力确定，选用1台1×1600KN固定卷扬式启闭机操作。　　启闭机布置在竖井顶部2384.00m高程的启闭机室内，启闭机室的屋梁下设钢轨挂125KN

8、的电动葫芦供启闭机检修用。事故检修门在竖井顶部平台拼装、检修，平时存放锁定在门槽顶部槽口上。　　3.3发电洞施工支洞封堵闸门及启闭机　　发电洞上有2条施工支洞，为方便发电洞的检修和维护，在1#、2#施工支洞出口分别设1扇封堵闸门。　　封堵闸门的孔口尺寸均为1.7m×1.7m，1#施工支洞封堵闸门的设计水