锥形阀及消能室在巴贡水电站放水孔的泄洪消能运用

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1、水利水电工程设计DWRHE．2012年第31卷第3期锥形阀及消能室在巴贡水电站放水孔的泄洪消能运用卞全摘要马来西亚巴贡水电站的放水孔具有高水头、高流速、连续运行时间长等特点。为有效解决泄洪消能问题，通过多方案比选，借鉴国外成熟的技术，推荐采用锥形阀及椭圆形消能室的方案；经水工模型试验验证，该方案能可靠、有效地解决放水孔的水力学、结构等难题，最终设计得到业主、工程师代表和特别咨询团专家的批准和同意。目前放水孔施工完毕．即将投入运行。此外，锥形阀及椭圆形消能室作为国际上一种成熟的洞内消能形式，也值得在国内推广使用。关键词锥形阀消能室巴贡水电站

2、放水孔泄洪消能水工模型中图分类号TV653文献标识码B文章编号1007—6980(2012)03—0012—04马来西亚巴贡水电站位于加里曼丹岛北部的45m／s。应属超高速水流。沙捞越州拉让江的支流巴鲁伊河上，坝址以上的流自水位62．0m水库开始蓄水，当水位达到域面积为14750km，多年平均流量为1314m／150m高程，放水孔持续运行时间为90～150d：S：是一座装机容量为8~300MW、年发电量为库水位从150m上升到195m高程，放水孑L持续155．17亿kW·h、水库库容达440亿m的大型水运行时间180～270d。如果此时电

3、站尚不具备发电利水电工程。枢纽建筑物自左岸到右岸分别为开条件，则库水位要到212m时，溢洪道闸门全开，敞式岸边溢洪道、引水式发电厂房系统、高202m才能满足下泄生态流量：这时放水孑L还要在51．2～的混凝土面板堆石坝和导流隧洞等[。施工导流采54m／s的超高流速下持续运行约120d．也就是放用河床一次断流．右岸3条导流隧洞过流的导流水孑L在高流速运行时间将近1年。方式。1．2空化、空蚀问题非常突出。下游消能难度大根据招标文件⋯：在1导流洞的堵头内设置独高水头、超高流速下运行的水工建筑物设计，立的放水孔，用于在水库下闸蓄水期间，为下游在流道

4、边界突变处、门槽等部位，首要面对的问沿岸居民供水和环境保护泄放150m3／s的生态流题就是空化及空蚀，必须进行有效的掺气减蚀、量。当最后1台300MW水轮发电机组投入商业选用适当的抗冲耐磨材料。运行时．放水孑L被永久封堵。由于放水孔具有高水头、高流速、运行时间长等特点．而且这些条件在国内外几乎找不到成1放水孔的泄洪消能特点及难点功的实例[，掺气减蚀措施能否满足运行要求，将1．1高水头、高流速、运行时问长直接关系到方案是否可行。下游的消能难度很大。2、3导流洞下闸．同时放水孑L投入运行，水1．3施工工序多、场地小、技术难度大库即开始蓄水。当

5、水库水位212m高程时，放水孔放水孔改建的工程量不大，但施工场地狭小、的工作水头166m：在水库正常蓄水位228m时，交通条件较差、施工质量要求高；混凝土浇筑、其工作水头182m，均属于超高水头的范畴_2_。闸门及机电设备安装等，工序繁多，环环相扣，在水库水位62～100m时，放水孔弧门出口处相互干扰大流速为16．3～28．2m／s：在库水位100-150m时，2方案比选简介流速为28．2～42．2rn／s：在水库水位150-212m时，相应流速为42．2～54．0m／s。一般而言，当流2_1初选改建型式初选速超过30m／s时，则定为高速

6、水流，当流速大于目前。导流洞后期改建为泄洪洞的经验日趋卞全．锥形阀及消能室在巴贡水电站放水孔的泄洪消能运用：：成熟，改建形式基本有“龙抬头”式、“龙落尾”了突扩门槽、折流器，长约56m的钢衬和长约式、竖井式和孔板(洞塞)式。其中，竖井式主要包120m的三道环形掺气坎槽等体型复杂的措施，经括旋流式和消力井式。过1：28大比尺水工模型试验验证15]，该方案并不能1导流洞进口和出口高程分别为45．5m和有效解决高速水力学问题，体型复杂，工程量大，42．5m．洞顶的地形远低于坝顶高程233m。同结果不令人满意。时，导流洞断面尺寸大，内径达12m；

7、而水库的因此，要寻求其它方案，解决放水孔的泄洪运行水位很高，要求下泄的生态流量又很小，仅消能问题。通过国际咨询专家的建议、查阅资料、150m3／s另外．1导流洞的混凝土衬砌厚度仅调研．放水孔采用适应性强的锥阀方案。0．5ITI．且已连续过水运行了l0余年。3锥形阀及消能室的工程运用情况因此．从地形条件、水力条件、洞衬结构、工程量和投资上分析，不适合采用“龙抬头”式、3．1特点及运用情况竖井式和孔板(洞塞)式等形式，一般导流洞改建方固定锥阀．亦称中空喷射排放阀，具有适应式难以满足巴贡水电站放水孔的要求。中高水头、各级流量、承压范围内无振动、

8、无气2．2初步布置及其水工模型试验成果蚀、消能率高、施工简单、维修要求低、综合成在巴贡水电站的可行性研究报告【l、4】中，推荐1本效率高等特点。同时，在锥阀后设置圆形消能导流洞的改建方式为：在