龙船厂航电枢纽电站布置优化试验研究.pdf

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1、第7期广东水利水电N【)．72014年7月GUANGD0NGWATERRESOURCESANDHYDROPOWERJu1．2014龙船厂航电枢纽电站布置优化试验研究黄智敏，陈卓英，朱红华，钟勇明(广东省水利水电科学研究院，广东省水动力学应用研究重点实验室，广东广州510635)摘要：通过龙船厂航电枢纽水力模型试验，提出降低电站上游进水渠和下游尾水渠的导墙、尾水渠出口等高程及优化拦沙坎布置的方案，改善了电站游进水渠和下游尾水渠的运行流态，减小了其水头损失，明显提高了电站的发电效益。关键词：航电枢纽；水电站；流态；水头损失；模型试验中图分类号：TV131．611文献标志码：B文章编号：1008—

2、0112(2014)07—0001—031工程概况重建的电站安装2台单机容量为7．5MW水轮发龙船厂航电枢纽工程位于连州市区下游2km的连电机组，总装机容量为15MW，单机额定流量为江上，是连江梯级枢纽的第一级，坝址控制集水面积172．55m／s。电站发电额定水头为5．1m，最大水头为3093km，多年平均流量约为100m／s，库区河段为7．38m，最小水头为2．5m。枯水期落差约为7m，水力资源丰富(见图1)。本文介绍龙船厂航电枢纽重建工程电站上游进水现状的龙船厂航电枢纽工程建于20世纪60年代渠和下游尾水渠水力特性试验研究成果。水力试验是中期，枢纽工程主要由泄洪闸、通航船闸、电站等建在龙

3、船厂航电枢纽水工整体模型上进行J，模型为正筑物组成(见图1)，枢纽工程正常蓄水位为86．81m，态模型，几何比尺L，=60。电站装机容量为2．25MW。运行多年来，枢纽工程的2电站设计初拟方案试验水工建筑物已老化、破旧，泄洪闸消能设施不足等，2．1初拟方案布置严重危及工程的安全运行；且由于电站机组设备老化1)电站上游进水渠宽度为34．1ITI，进水渠陡坡和效率低，加上泄洪闸上游水位常常低于正常蓄水位段坡度为1：3，陡坡段上游平台高程为82．5m，进水运行，造成电站发电量远低于设计的年发电量，严重渠右侧导墙长度为28m、顶高程为90．31m；进水渠浪费库区的水资源。上游拦沙坎前沿河床面高程约为

4、82．0m，初拟拦沙坎规划设计的龙船厂航电枢纽重建工程为Ⅱ等大顶高程为84．0m，拦沙坎与闸坝轴线呈70。夹角。(1)型工程，经综合考虑航运、防洪、发电、供水、2)电站下游尾水渠右导墙长度为31m、顶高程为灌溉、改善水环境和旅游等因素，将枢纽现状的正常87．0m，尾水渠尾水出流反坡段坡度为1：5，反坡巨殳下游蓄水位86．81rn提高为89．81rn。出口平台高程为79．0m，其下游与下游奎接(见图2)。图2电站初拟方案平面布置示意图1龙船厂航电枢纽工程平面布置示意收稿日期：2014—05—08；修回日期：2014—05—22作者简介：黄智敏(1957)，男，硕士，教授级高级工程师，主要从事水

5、工水力学及河流动力学研究。2014年7月第7期黄智敏，等：龙船厂航电枢纽电站布置优化试验研究No．7Ju1．20142．2试验成果与分析(见图4、图5)。1)电站双机发电运行时(发电流量Q=2×2)在满足最小坎高要求前提下，将拦沙坎顶11172．55m／s、闸上游水位Z=89．81m)，闸上游水流孔拦污栅闸孔底高程降低为83．0m，以增大拦沙坎的较平顺沿拦沙坎进入电站上游进水渠，拦沙坎前沿河过流断面，减小拦沙坎段的水头损失-33(见图5)。道流速约为0．6～0．8m／s，拦沙坎顶底部流速约为1～1．9m／s，进水渠内陡坡段首端断面流速为1．6～1．8m／s，流速分布基本均匀。由于受进水渠右导

6、墙阻水的影响(右导墙顶高程为90．31m)，电站进水口前沿水面出现较明显的回流，回流流速约为0．4～0．6m／s，增加电站发电水头损失(见图3)。测试的电站上游进水渠水头损失值为0．27m(拦沙坎上游库区(桩号0—150)与电站进水口前缘断面的水位差，下同)。图4电站进水渠和尾水渠修改方案平面布置示意1．21212121．．120．6。0订865耵830图5电站进水渠拦污栅闸子L和拦沙坎立面示意(单位：m)3．2试验成果1)电站发电运行时(p=2×172．55m／s)，泄洪闸上游水位维持在正常蓄水位89．81m运行，闸上游水流经进水渠右导墙顶和拦沙坎段拦污栅闸孔较平顺图3电站初拟方粟运行流态

7、和流速分布示意进入电站进水渠内，明显削弱了进水渠水面的环流，2)电站双机发电运行时(p=2×172．55m／s，闸电站进水渠内各断面流速分布较均匀，无较明显偏流下游河道水位Z=84．18m)，电站发电尾水经尾水渠出现，流速相应减小，流态良好。较平顺进入下游河道，尾水渠出口断面(桩号0+087)2)拦污栅闸孔人流流速由下游端栅孔(1栅孔)往流速约为2．3～2．6m／s，尾水渠水头损失值为0．3ITI上游栅孑L逐