张娆
中国水利水电第一工程局有限公司长春
摘要:近年来,我国在水电工程方面投入的力度较大,很多地区都在积极的修建抽水蓄能电站,并且取得了较好的成就。从客观的角度来分析,抽水蓄能电站的修建过程中,钢岔管的设计,是一个非常重要的组成部分,这不仅关系到抽水蓄能电站的运行效果,同时对日后的维护,也具有较大的影响。因此,在今后的钢岔管设计过程中,必须根据当地的条件限制来决定,同时在施工技术要点方面,要充分的掌握,不能出现任何的安全隐患。
关键词:抽水蓄能电站;钢岔管;设计;技术
面对国内电力需求的攀升,抽水蓄能电站的修建速度和修建数量,均有一定的提升,这对国内供电的情况有了一定的缓解,但也在某些程度上,提高了施工的要求。我们在抽水蓄能电站的施工过程中,质量是最重要的指标,其次才能追求速度的提升。供水系统及废水处理系统当中,钢岔管的设计和施工,是业界近年来讨论的重要内容,提出的设计方法和施工技术,也在不断的进行优化处理,很多方面都实现了技术的进步。在此,本文主要针对抽水蓄能电站,讨论钢岔管的设计及施工要点。
一、工程概况
抽水蓄能电站钢岔管的设计和施工,需结合具体工程来进行讨论和分析。本次研究中,选择某地区抽水蓄能电站为例,该电站具体情况如下:工程总装机规模1500MW,单机容量250MW,共安装6台机组,额定水头259.000m,单机发电时最大引用流量110.9m3/s,单机抽水时最大引用流量101.6m3/s。上水库正常蓄水位291.00m,死水位254.00m;下水库正常蓄水位19.00m,死水位0.00m。引水系统采用1洞3机布置方式,由上水库进(出)水口、2条引水主洞、4个“Y”形钢岔管、6条引水支管组成。尾水系统由6条尾水支洞、4个“Y”形钢岔管、2条尾水主洞、2个阻抗式尾水调压室及下水库出(进)水口等建筑物组成。引水钢岔管为地下埋藏式内加强月牙肋岔管,布置区山体雄厚,最小埋深约300m,岩体自重与内水压力之比为2.0~2.2,岔管部位具有足够的埋置深度。钻孔揭露岔管布置区岩体完整性差,存在多处节理密集带和断层破碎带,预测以Ⅳ类围岩为主。
二、抽水蓄能电站钢岔管设计
供水系统及废水处理系统当中钢岔管的设计,是抽水蓄能电站的核心组成部分,其在很多方面都表现出了较大的积极作用。但该项内容的设计,需要考虑到较多的情况,不能随意的进行设计,而是要从客观实际出发,确保供水系统及废水处理系统当中钢岔管的功能可以全部的实现。
首先,在岔管的布置当中,必须结合当地的一些实际情况完成基本的布置,包括地形条件、地质条件、厂房输水系统等等。岔管本身要长时间的运行,因此在特性方面,必须具备较强的受力特性,岔管在水利特性方面也要表现的较为突出。供水系统及废水处理系统当中钢岔管的具体布置,可将其划分为对称布置和非对称布置两种。在本次的工程当中,选择的布置方法为非对称布置,优势在于,不仅在岔管内部的水流较为流畅,同时水头的损失是比较小的。另一方面,为进一步配合工程的建设和运营,将岔管的布置方式,优化为对称加弯管的布置形式。
其次,在管径设计方面,依然要考虑到较多的情况,对于钢岔管而言,管径的大小设计,将会对岔管的管壁和肋板的厚度,造成比较大的影响,针对岔管的水头损失,也会产生一定的影响。为此,在实际的岔管管径设计当中,原定的主管管径为8.5m,但在测试过程中,发现管内的流速仅为5.86m/s,并未取得理想的效果。经过大量的测试和分析,发现应将管径有所减小。当岔管的管径缩小后,结构所需要的钢板会表现为变薄的状态,钢材的用量也会不断的减少,整体上的施工难度并不高,符合客观的需求。但是,这样的方法在实施后,将会对岔管段的水头损失,造成增加的情况。在考虑到多项因素的作用和影响后,认为将岔主管管径,设定在7.0m时,可取得最佳的工作效果。
第三,体形设计。抽水蓄能电站的运营是是长久的,不可能在运营后反复的维护。而钢岔管作为核心的部分,其体形的设计,必须高度符合将来的发展,要为拓展工作提供较多的帮助。在体形设计当中,分岔管是比较重要的部分,其主要是一种由薄壳和刚度相对较大的加强梁所组成的,是一种比较复杂的空间组合结构。该结构在受力状态方面,表现较为复杂。所以,体形方面的设计,理想的岔管必须具备较好的受力状态,在水头损失方面应有所降低,避免对今后的工作造成影响。另一方面,体形设计的过程中,需针对分岔角、扩大率、肋宽比等指标,进行详细的讨论,减少误差,提高精度。
三、施工技术要点
抽水蓄能电站在目前受到了国家的高度重视,很多方面都会对今后的社会建设产生影响。供水系统及废水处理系统当中钢岔管的设计工作在完成后,具体的施工技术要点,也要进行深入的分析,否则无法确保理论与实践具有高度的符合性。第一,在运输工作当中,必须按照稳妥的原则来施工。钢岔管的运输工作,应经过进厂交通洞、引水下平段施工支洞,有效的运送到具体的安装部位。通过使用该方案,能够将岔管的运输工作,实现水平运输,总体上是比较安全可靠的,基本上不会影响总体工程的进度情况。第二,岔管的焊接工作是必须引起注意的。施工当中,有很多工作仅仅需要按部就班就可得到理想效果。但在焊后的热处理、焊缝的探伤、焊接残余应力的消除等方面,必须结合多项条件来完成。例如,在焊缝的工作中,需经过100%的超声波进行检测分析,针对所有的焊缝“丁”字接头,进行X射线的检查,如果发现任何的问题,均要有效解决,并反复检查,避免造成安全隐患。
总结
本文对抽水蓄能电站钢岔管的设计及施工技术要点展开分析,从客观的角度来看,现阶段的抽水蓄能电站在建设过程中,钢岔管的设计基本上可获得理想的效果,多项工作均按照正确的原则和规范来执行,所获得的效果是值得肯定的。今后,应针对不同地区,选择差异化的设计方法,提高施工技术水平,创造出更大的效益。
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