【文摘】洪溪一级水电站隧洞进水口设事故检修闸门,是一扇中等水头小孔口闸门。针对该事故检修闸门从布置、门体和埋件结构的设计加以论述。图3幅。
【主题词】水电站设计 金属结构 事故闸门 检修闸门 闸门启闭机
1概述
洪溪一级水电站位于浙江省泰顺县洪口溪支流洪溪上游,坝址距泰顺县城26km,厂房位于下洋溪与洪溪交汇处对岸下游50m处。枢纽主要由拦河坝、发电引水隧洞、支流引水隧洞、引水砌石坝、调压井、压力钢管、发电厂房、升压站等建筑物组成。电站是单目标发电工程,装机容量2×6300kW。
工程共设有5种闸(阀)门,在水库引水隧洞进水口设置一扇事故检修闸门,孔口尺寸为2m×2m;在隧洞出口即压力明管的首部设置一台直径为1.4m事故阀门;大坝内设置一直径为0.8m的放水冲砂阀;在支流引水隧洞进水口设置一孔口尺寸为0.8m×0.8m的检修及冲砂钢闸门;在二台机组的尾水出口处设孔口尺寸为2.8m×2.1m的尾水检修闸门。本文就事故检修闸门及启闭机的布置、设计特点作一介绍。
2事故检修闸门的设计及启闭机布置
2.1闸门及启闭设备
事故检修闸门为深孔式平面定轮焊接钢闸门,布置(见图1)。闸门孔口尺寸为2m×2m,底坎高程516m,设计水头45.14m,总水压力248t,门重5.2t,最大轮压45t,采用单吊点,闸门由一台QPQ-40-40固定卷扬式启闭设备操作,扬程40m。事故检修闸门要求动水关闭,静水启门,为降低启门力,门顶设两个Φ150充水阀,闸阀开启行程为145±2mm,充水平压后再开启闸门。
2.2闸门结构设计和底缘形式
闸门面板布置在上游面,顶、侧止水布置在下游面。门体宽2.8m,高2.4m,厚0.45m,止水净宽2.1m,止水净高2.1m,面板厚16mm,闸门整体制造。闸门结构布置为3根主梁,最大梁高h=0.434m,截面为T字形;2根角钢作为小梁。
闸门每侧共设2个Φ600mm主轮,按等荷载布置,并按构造要求适当调整主轮位置。为防止闸门在闸槽中移动时被卡住或碰撞,以确保闸门能顺利启闭,上游面板设置4个Φ250mm反轮,每个侧面各设2个Φ120mm侧轮。
事故检修闸门有动水下门的要求,其底缘形式的设计很重要。按照《水利水电工程钢闸门设计规范》,动水下门时,为避免门底过水的射流冲击主梁腹板及翼板而形成真空,从而增加闸门振动,下游倾角不小于30°,对于部分利用水柱的平面闸门,其上游倾角不应小于45°,尽量采用60°,本闸门底缘的设计符合以上要求。
3支承和埋件设计
3.1支承型式的选择
闸门在动水中闭门,闸门运行时易受泥砂影响,为降低启闭设备容量,经比较后支承型式采用滚轮。挡水时门前会有淤泥,故面板设在上游侧,在轴承两端加设止水圈以防止进入泥砂后磨擦阻力增大。定轮直径Φ600mm,轮缘宽度120mm,轮轴直径Φ120mm。轴套选用ZQA19-4轴承,其与40Cr轮轴的磨擦系数小,闸门可靠自重关闭,不需要加重。主轮布置图(见图2)。
3.2主轨设计
事故检修闸门主轮轮压较大,分布不均,主轨采用铸钢轨道。为提高轨道的侧向刚度,把主轨与门槽的护角焊接起来,并用连接板支撑。主轨高度h=250mm,轨道底板宽度Bk
=300mm,主轨采用ZG270-500整体制造,工作表面平整。
为保证安装精度,在主轨上开设Φ22小孔,内套与混凝土插筋焊牢的焊接单头螺柱,通过调节螺母来保证主轨的工作技术要求。布置图(见图3)。
4结束语
事故检修闸门由门顶充水阀充水平压后,静水启门,可大大降低启门容量。由于充水孔设在闸门本身的顶主梁上,平压装置不与水工布置发生关系,可以简化水工布置,减少工程费用。此平压方式的充水阀门的开启与闸门的开启应有联动机构,在启闭设备上设充水阀门启闭的行程控制开关。
本闸门尺寸较小,水头较高,在设计上要满足强度要求,在结构布置上,要特别注意满足构造要求。
作者单位:水利部农村电气化研究所