文档介绍：红花水电站泄水闸闸门的流激振动与运行调度
张祖林
(中水珠江设计公司,广东广州 510611)
摘要:红花水电站泄水闸的科学、安全运行对整个枢纽工程安全以及柳州市的防洪安全有着举足轻重的作用,通过对泄水闸工作门的流激振动试验研究,了解闸门在设计工况条件下的水动力特性,为泄水闸运行调度方案的编制提供参考。
关键词:红花水电站,泄水闸,控泄调度,闸门,流激振动
1 概述
红花水电站位于广西壮族自治区柳江县境内,距上游的广西最大工业基地——柳州市25km,是珠江流域西江水系柳江综合利用规划确定的柳江干流最下游一个梯级,是一个以发电、航运为主,兼顾灌溉、旅游、养殖的综合利用水利枢纽工程。枢纽控制流域面积46800km2,多年平均流量1250m3/s,枢纽总库容24亿m3;(P=%),,对应泄洪流量为42000 m3/s;(P=1%),,对应泄洪流量为32700 m3/s;,,。
枢纽建筑物从左至右分别为船闸、泄水闸和电站厂房。泄水闸为18孔开敞式泄水闸,为便于枢纽灵活调度运行,将泄水闸从右至左分为Ⅰ区(8孔)和Ⅱ区(10孔)。泄水闸经水工模型试验确定采用开敞式改进机翼堰形式,,空口宽度16m,。泄水闸闸门布置见图1。
图1 泄水闸闸门布置图
2 泄水闸工作门的流激振动与运行安全
根据低水头贯流机组水电站运行特点,泄水闸工作闸门的运行将十分频繁,且经常有局部开启运行要求,泄水闸的安全运行对整个枢纽安全将起到举足轻重的作用,必须保证泄水闸系统运行的安全可靠。国内外大量的工程运行经验表明:对于有局部开启运行要求的特大型平面钢闸门,门槽空化空蚀问题和闸门在运行过程中的流激振动问题值得特别关注。
泄水闸工作门门槽采用Ⅱ型门槽体型,经模型试验表明:在敞开泄洪中门槽空化数非常高,不会出现空化空蚀问题;而当闸门作局部开启运行时,工作门门槽在大部分工况下具有一定的抗空化空蚀能力,但小开度闸下自由出流工况下的门槽空化数安全裕度不大,。
在工作门门槽抗空化问题得到妥善处理的情况下,闸门本身的运行安全问题应当引起高度重视。据统计在国内外发生重大事故的水电工程中,其事故原因大多由于泄水(或引水)建筑物闸(阀)门结构失效所产生。
闸门结构设计
泄水闸工作闸门共18扇,门型为平面定轮钢闸门,孔口净宽16m,,,。,,,,总水压力为30028kN。闸门结构主要材料为Q345,梁系采用多主横梁同层结构布置。闸门主梁布置除底主梁外,上部主梁尽量等荷载布置,采用相同主梁截面,方便制造。底主梁采用双腹板箱型梁,由于闸门底槛下游侧有向下5°的偏角,为减少门底底主梁以下悬伸长度以减小底主梁荷载,同时又能满足底主梁到底止水的距离符合底缘布置的要求,°,°>30°。为改善水流流态,底主梁后翼