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抽水蓄能电站水道拦污栅的一些认识

抽水蓄能电站拦污栅承受双向水流的作用,在进流时应避免旋涡、出流时应扩散均匀,一般认为进流防涡水工建筑物在技术上容易实现,出流扩散均匀却难做到。

抽水蓄能电站进/出口拦污栅设计应注意控制过栅流速,据资料介绍,国外抽水蓄能电站进/出口拦污栅失事多数是因为出流工况时水流紊乱、流速过高引起拦污栅栅条振动破坏,个别出现拦污栅整体振动。美国早期建设的抽水蓄能电站中许多拦污栅出现过振动破坏的现象,拦污栅的破坏主要发生在尾水管出口下部的外侧,并集中在机组旋转方向出流的一边。此位置对应的尾水管出流集中,流速最大处。拦污栅遭破坏的都是垂直栅条,有的被水流冲击而弯曲变形,有的被拉断,更多的是金属疲劳破坏,大多数电站的拦污栅经加固后就没有发生过破坏。

日本有个抽水蓄能电站尾水管拦污栅采用9mm厚、100mm宽的栅条及直径25mm的横向支撑,运行后栅条在焊缝处及附件出现龟裂、错位、断裂等几十处。据测量破坏处的流速最高达8 m/s。后经改造,提高了拦污栅的整体刚度,运行情况一直好。我国抽水蓄能电站在建设设计阶段就注意和重视这个问题,如广蓄、惠蓄平均过栅流速分别为0.98 m/s、0.91m/s,均未出现过问题,但过栅流速太小则意味着拦污栅孔口加大、增加工程量,所以平均过栅流速控制1.0m/s左右比较合适。

国外一些电站出现的多起拦污栅破坏事件,经研究,已找到解决的办法。使拦污栅距机组尽量远,减少弯段与渐变段等引起过栅流速不均匀度,加强拦污栅刚度和连接强度,提高疲劳强度等一些有效措施。目前已很少有拦污栅破坏事件的报道。

抽水蓄能电站拦污栅容易振动,须设支承限位装置。国内工程有的设置正、侧向螺旋顶紧器限位,有的在正反向滑动支承采用橡皮垫预压顶紧。如清蓄进/出口拦污栅采用楔形栅槽的限位方式,即栅槽一侧轨道安装后有一定斜度,栅叶上的支承滑块设置同斜度的楔形垫片,这样栅叶安装后就夹在栅槽轨道间,滑块材料采用摩擦系数较小的工程塑料、具有减震和减小启栅力作用。


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