闸孔浮箱式水力发电装置的应用

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1、第35卷第1期华电技术Vo1．35No．12013年1月HuadianTechnologyJan．2013闸孔浮箱式水力发电装置的应用王煦，陈军，曹宝华。(1．江苏省水利勘测设计研究院有限公司，江苏扬州225009；2．江苏省水利机械制造有限公司，江苏扬州225003；3．江苏省淮沭新河管理处，江苏淮安223005)摘要：介绍了平原地区灌溉水资源转化为电能较困难的实际情况，分析了在闸孔内布置可移动发电装置的不足，论述了改进型设备的设计和选型特点，对实际应用情况进行了评价。关键词：水力发电；浮箱；竖井贯流式水轮机

2、；节能环保中图分类号：TV7文献标志码：B文章编号：1674—1951(2013)01—0016—03浮箱内的水轮机舱和发电机舱内，各舱均为开敞式1问题的提出结构，便于安装及日常维护。水能是一种取之不尽、用之不竭的可再生清洁2设备选型及设计能源，水力发电是合理开发利用水能资源的有效途径之一。大多平原地区的灌溉、供水水闸具有稳定2．1水轮机和发电机组主要技术参数的水头和较大的流量，具备水力发电的两大必要条水轮机组参数：机组型号，GDJ735A—WS一16；件。现有的技术是在水利工程空箱岸墙内设置小型额定出力，22

3、4kW；额定转速，187．5r／min；飞逸转固定式发电装置进行发电。但在空箱岸墙内安装小速，394．0r／min。发电机组参数：额定电压，400V；型固定式发电装置需对空箱结构进行改造，受水工频率，50Hz；额定功率，200kW；效率，95％。水轮发结构限制，空箱岸墙小水电发电机组尺寸受到限制，电机组在额定转速运行时，其出力、效率见表1。使发电运行工况偏离高效区，发电机组效率较低。表1水轮发电机组额定转速运行时的出力和效率因为没有能充分利用平原地区水能资源进行发电的合理装置，大量水能资源被白白浪费。20世纪9

4、0年代，在江苏省淮阴闸以试验性质投入运行1台新型浮箱式水力发电装置，装机容量为200kW，水轮机为卧式GDB—WS一160型，叶轮2．2电站整体布置直径为1．61TI；发电机为卧式TF400—10型。电站(1)前进水口。利用原有闸室的检修门槽布置运行15年来，年均发电小时数为6651h，年均发电上游挡水闸门，闸门分上、下扉，在下扉门内开设有量为1124MW·h，单机平均出力为166kW，年均净进水口，进水口前部设小门槽，工作时放置拦污栅阻收入为34．7万元，累计发电12220MW·h，取得了拦杂物，检修时放置检

5、修闸门。较好的社会效益和经济效益。作为首台试验机组，(2)中部浮箱。内设有进、出水流道，前机舱布经过多年运行，虽然产生了较好的经济效益，但仍存置发电机组及增速箱等设备，中机舱布置水轮机。在不少问题，如设备后续维护成本高，原有设备自动浮箱前、中、后均有水密舱，可通过充排水系统实现化集成度小等。浮箱水位的调节。其余相关设备布置于浮箱工作平为了充分发掘水能资源，提高其利用率，在原有台上，后部有楼梯与下游钢便桥连接，便于人员进设备基础上进行了升级改进。采用了新式的出。浮箱尾水出口设有检修门槽，放入检修闸门，抽GDJ73

6、5A—WS一160型竖井贯流式水轮机，同时根干流道内的水后可方便对设备进行检查维护。据水轮机的流道结构对原有浮箱体进行改造，扩大(3)辅助件。为保证工作时浮箱的稳定，工作进、出水口，优化进水流道、竖井的水流曲线，优化转时通过两侧的支杆将浮箱与闸室两侧隔墩连接固轮在流道中的位置等技术措施，增大流量，降低水力定，同时通过门架式锁定横梁固定住原有闸室的弧损耗，增加机组出力。水轮机及发电机组分别位于形闸门，并将其重量产生的压载传递到浮体上。(4)下游钢便桥。为方便工作人员进出浮箱，收稿日期：2012—07—27下游设有

7、活动钢便桥，与浮箱工作平台尾部楼梯相第1期王煦，等：闸孔浮箱式水力发电装置的应用·17·连接。杆的受力；浮箱和性能、结构参照《钢质内河船舶入相关布置如图1、图2所示。级与建造规范》进行设计；浮箱总长16．80m，总宽6．02m，型深4．07m，调遣时吃水约2．00rn。浮箱内设有前、中、后侧压载水舱。在拖带航行过程中，需要将中侧压载舱压满，后侧压载舱压水1／4；在闸室中安装就位时，需要将中侧压载舱压满，前、后侧压载舱各压水1／3，浮体基本为平浮状态。此状态利于浮体四周固定的撑杆销轴能轻松拔出；浮箱在闸室坐底时，

8、需要将所有压载舱压满；浮箱为横骨架结构形式。船底设1道纵通的中龙骨和2道纵通的旁龙骨，舷侧设置强横梁，舷侧设舷侧纵桁。甲板上设纵通的舱口边纵桁，在舱口两端分别设置舱口端横梁，从而形成横向封闭的强框架，达到改善横向强度的目的。同时根据浮箱发电时的特点，结构设计时着重对以下区域给予加强：发电机基座，水轮机基座，支撑杆座浮箱底板下垫尼龙块(作用是减振和调整高度)。2．4控制设备选型新水轮机装