【文摘】洪溪一級水電站隧洞進水口設事故檢修閘門,是一扇中等水頭小孔口閘門。針對該事故檢修閘門從布置、門體和埋件結構的設計加以論述。圖3幅。
【主題詞】水電站設計 金屬結構 事故閘門 檢修閘門 閘門啟閉機
1概述
洪溪一級水電站位于浙江省泰順縣洪口溪支流洪溪上游,壩址距泰順縣城26km,廠房位于下洋溪與洪溪交匯處對岸下游50m處。樞紐主要由攔河壩、發電引水隧洞、支流引水隧洞、引水砌石壩、調壓井、壓力鋼管、發電廠房、升壓站等建筑物組成。電站是單目標發電工程,裝機容量2×6300kW。
工程共設有5種閘(閥)門,在水庫引水隧洞進水口設置一扇事故檢修閘門,孔口尺寸為2m×2m;在隧洞出口即壓力明管的首部設置一臺直徑為1.4m事故閥門;大壩內設置一直徑為0.8m的放水沖砂閥;在支流引水隧洞進水口設置一孔口尺寸為0.8m×0.8m的檢修及沖砂鋼閘門;在二臺機組的尾水出口處設孔口尺寸為2.8m×2.1m的尾水檢修閘門。本文就事故檢修閘門及啟閉機的布置、設計特點作一介紹。
2事故檢修閘門的設計及啟閉機布置
2.1閘門及啟閉設備
事故檢修閘門為深孔式平面定輪焊接鋼閘門,布置(見圖1)。閘門孔口尺寸為2m×2m,底坎高程516m,設計水頭45.14m,總水壓力248t,門重5.2t,最大輪壓45t,采用單吊點,閘門由一臺QPQ-40-40固定卷揚式啟閉設備操作,揚程40m。事故檢修閘門要求動水關閉,靜水啟門,為降低啟門力,門頂設兩個Φ150充水閥,閘閥開啟行程為145±2mm,充水平壓后再開啟閘門。
2.2閘門結構設計和底緣形式
閘門面板布置在上游面,頂、側止水布置在下游面。門體寬2.8m,高2.4m,厚0.45m,止水凈寬2.1m,止水凈高2.1m,面板厚16mm,閘門整體制造。閘門結構布置為3根主梁,最大梁高h=0.434m,截面為T字形;2根角鋼作為小梁。
閘門每側共設2個Φ600mm主輪,按等荷載布置,并按構造要求適當調整主輪位置。為防止閘門在閘槽中移動時被卡住或碰撞,以確保閘門能順利啟閉,上游面板設置4個Φ250mm反輪,每個側面各設2個Φ120mm側輪。
事故檢修閘門有動水下門的要求,其底緣形式的設計很重要。按照《水利水電工程鋼閘門設計規范》,動水下門時,為避免門底過水的射流沖擊主梁腹板及翼板而形成真空,從而增加閘門振動,下游傾角不小于30°,對于部分利用水柱的平面閘門,其上游傾角不應小于45°,盡量采用60°,本閘門底緣的設計符合以上要求。
3支承和埋件設計
3.1支承型式的選擇
閘門在動水中閉門,閘門運行時易受泥砂影響,為降低啟閉設備容量,經比較后支承型式采用滾輪。擋水時門前會有淤泥,故面板設在上游側,在軸承兩端加設止水圈以防止進入泥砂后磨擦阻力增大。定輪直徑Φ600mm,輪緣寬度120mm,輪軸直徑Φ120mm。軸套選用ZQA19-4軸承,其與40Cr輪軸的磨擦系數小,閘門可靠自重關閉,不需要加重。主輪布置圖(見圖2)。
3.2主軌設計
事故檢修閘門主輪輪壓較大,分布不均,主軌采用鑄鋼軌道。為提高軌道的側向剛度,把主軌與門槽的護角焊接起來,并用連接板支撐。主軌高度h=250mm,軌道底板寬度Bk
=300mm,主軌采用ZG270-500整體制造,工作表面平整。
為保證安裝精度,在主軌上開設Φ22小孔,內套與混凝土插筋焊牢的焊接單頭螺柱,通過調節螺母來保證主軌的工作技術要求。布置圖(見圖3)。
4結束語
事故檢修閘門由門頂充水閥充水平壓后,靜水啟門,可大大降低啟門容量。由于充水孔設在閘門本身的頂主梁上,平壓裝置不與水工布置發生關系,可以簡化水工布置,減少工程費用。此平壓方式的充水閥門的開啟與閘門的開啟應有聯動機構,在啟閉設備上設充水閥門啟閉的行程控制開關。
本閘門尺寸較小,水頭較高,在設計上要滿足強度要求,在結構布置上,要特別注意滿足構造要求。
作者單位:水利部農村電氣化研究所
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