论水电站防冰工程技术

水电站防冰和防冰冻是指防止冰盖的静压力、流冰的冲击力作用在水工建筑物和水工金属结构物上;防止冰雪团、冰凌、冰珠和冰块堵塞水工孔口、闸门、拦污栅、压力钢管和引水渠道;防止闸门活动部分与埋固部分被冰冻结在一起,以及门槽埋件工作表面结冰等.防冰和防冰冻工程技术是一门内容广泛的多科性学科,分为破冰、排冰、化冰、输冰、导冰和蓄冰等6大类,包括人工破冰法、水力排冰法等20多种方法.引水式水电站冬季运行有蓄冰、冰盖和输冰等多种方式,应根据冰情、气象和工程布置等条件确定.利用水库或专门修建蓄冰库应首先考虑,其次可以选择输冰运行.对冬季水量丰沛的电站在渠首设置排冰闸能取得理想的排冰效果,在高寒地区可以采用冰盖运行,小流量水电站采用保温式渠道是较成功的.     

南水北调中线工程水工钢闸门防冰冻技术

南水北调中线工程于2003年开工建设至2014年底建成正式通水运行,其中漳河北至北京、天津范围内渠道冬季输水运行时存在结冰的工况,水工钢闸门运行需要考虑防冰冻技术措施。文章介绍了南水北调中线工程总干渠冬季输水运行时水工钢闸门需要防静冰压力、防冰冻、防冰冲击的几种常用方法,及需要在冬季运行的拦冰索、排冰闸、节制闸、退水闸等建筑物上采用的防冰冻技术、相关设备设施的布置原则。南水北调中线工程这种长距离、大地域的调水工程,需要经过北方地区,运行管理人员经历了4个冬季运行,不断对水工钢闸门等设备防冰冻技术的运用进行改进、完善,积累了防冰冻的经验,为今后国内采用渠道方式的引水工程冬季输水运行,提供了重要的工程参考。     

南水北调邢石段金属结构总体布置设计

对南水北调邢石段的节制闸、工作闸、退水闸、检修闸、分水口门和排冰闸的功能、闸门和启闭机的选型与总体布置、闸门的防腐与冬季运行逐一进行了介绍。根据不同的功能要求及建筑物的特点采取相应的金属结构布置,使整体设计满足了南水北调四季输水的要求。     

引水渠道冰害及防治措施

甘肃及西北属于寒冷地区,引水渠道普遍存在冰堵及冰塞等冰害问题,主要发生在引水渠道与各类控制闸以及动力渠道前池等"一线多点"处。防治冰害的措施在引水渠道"线"上,采取输冰或结冰盖运行;在各类控制闸及前池"多点"上,采用水力或机械排冰措施。另外,在渠首及引水渠道沿线,可利用适当地形修建塘坝或蓄冰库存蓄冰凌,防止发生冰堵及冰塞。同时,可对引水渠道结构自身采取相对应措施防冰及防冻,主要有基土补给水源回避、基土换填、隔温与保温以及结构抗冻等方法,实践证明,各项抗冰冻措施效果良好且有效。     

格栅排冰堰的设计

为解决高寒地区引水式小水电站冬季运行中的冰冻危害,一般是对引水渠末端的压力前池采用“正向排冰,侧向进水”的布置方式。但据实践来看,这种方式的压力前池必须要有足够的排冰流量,才能保证电站冬季的正常运行。故在哈桑河一级电站设置有格栅排冰堰的压力前池,经五年运行是可行的。     

引水式水电站水工建筑物防冰冻设计

新疆地处祖国西北边陲,冬季气候寒冷,河道来水量小、水浅、流程长,水流中热量大量散失,河道冰冻十分严重。冰冻对引水式水电站冬季运行造成的危害很大,主要表现在以下几个方面:(1)渠首排冰闸门与闸槽冻结一体,无法提闸排冰,导致上游河道来冰直接进入电站引水渠道,造成渠道大量积冰,渠水浸堤;(2)对沿等高线布置的渠道,因弯道多,加上跨渠建筑物边墩对过水断面的收缩影响,     

新疆引水式水电站输排冰的试验研究

输排冰运行是引水式水电站冬季运行的主要方式之一，顺利有效地输排冰是清除冰害，保证水电站冬季安全运行的首要问题。新疆地区建有大批引水式水电站，由于该地区气候特点，大都采用输排冰运行方式，为此近年进行了大量压力前池输排冰结构布置型式的试验研究工作，通过系列模型试验得出输排冰运行条件，给出了反映输排冰效果的无量纲参数冰水比Ｋ值最大时不同排冰形式的优化布置方案，为引水式水电站输排冰设计提供了参考依据。     

李阳河渠道倒虹吸退水、排冰闸设计要点

<正>李阳河渠道倒虹吸南水北调中线工程内丘县城西约1.0km的李阳河西支、北支交汇处,是南水北调中线工程总干渠大型河渠交叉建筑物。根据工程总体设计要求,总干渠在李阳河渠道倒虹吸上游设退水、排冰闸。其中,退水闸设计流量要求满足过渠道设计流量的50%,排冰闸满足冬季排冰需要。南水北调中线总干渠为Ⅰ等工程,退水、排冰闸的引渠、闸室、消力池等均按1级建筑物设计,主要建筑物防洪标准按     

团结水电站用千斤顶支撑进行改建施工

新疆伊犁团结水电站,设计水头18.5米,流量46.2米~3/秒,装机容量6×1,250千瓦。在前池分水枢纽中布置有宽5米的正向排冰闸一孔,原设计闸底板高出渠底1.8米,利用平板式舌瓣闸门宣泄冰凌,但经过四个冬季运行的     

南水北调中线渠道建筑物排冰闸拦冰索设计

南水北调中线总干渠邯邢段设计全年输水,冰期运行时需要采取适当的控冰措施。本段渠道建筑物设计采用拦冰索控冰。拦冰索是一种浮式控冰结构,类似于悬索结构。南水北调中线邯邢段渠道渡槽排冰闸拦冰索还存在流量较大、布置角度与总干渠中心线斜交等问题,这些都为设计、计算带来一定的难度。目前对拦冰索的设计标准尚未统一。本文通过具体的工程设计,给出了拦冰索的构造,并提出了渡槽排冰闸前拦冰索的平面布置原则、荷载分析方法,并介绍了基于悬链线理论的渡槽排冰闸拦冰索受力分析方法、拦冰索固定端设计方法、运行管理设计等,为同类工程的设计提供一定的参考和借鉴。     

新疆北疆地区引水式电站冬季排冰措施

严寒地区引水式电站在冬季发电时,必须要考虑排冰问题,根据新疆北疆地区引水式电站的可持续性发展需要,在电站设计时考虑电站冬季运行的排冰问题。笔者在工程设计中总结出引水式电站冬季排冰的一些措施,并论述这些措施的优缺点以及应用范围。     

南水北调中线耙冰机设计简介

针对南水北调总干渠四季输水的要求和冬季需要排冰运行的设计工况，设计耙冰机这一导冰设备，并首次运用在南水北调工程中，解决了排冰少弃水的技术难题。本文从耙冰机的工作原理、耙冰机的结构与总体布置、耙冰机主要部件的选取等方面分别进行了阐述．为有冬季运行需要排冰的工程提供了设计实例。     

严寒高海拔地区水电站引水渠道设计

新疆地区,冬季严寒且漫长,尤其是在高海拔地区修建引水式水电站工程,冬季运行面临严酷的挑战,引水渠道冬季冰情严重,引水渠道内的冰害是影响水电站能否正常运行的的关键所在。由于严寒地区昼夜温差大及独特的自然地理条件,使得引水渠道内冰的生成和消融极其频繁,为了解决水电站冬季引水渠道打冰、捞冰、破冰等问题,水电站通常采用引水渠道结冰盖运行,现以新疆塔什库尔干河布达尔水电站工程引水渠道为例,阐述对寒冷地区引水式水电站引水渠道如何进行结冰盖设计进行详细介绍。     

寒冷地区引水式电站冬季结冰盖运行渠道设计与研究

某工程为西北地区长距离明渠引水式电站,冬季结冰盖方式运行,从渠道的水力设计、结构设计、冬季运用控制等方面积累了经验,同时与输排冰运行方式进行了效益比对,在增加工程效益的同时提高了安全保障,为同类工程的设计和运用提供了参考.     

自纠偏液压控制系统在西黑山排冰闸的应用

结合南水北调西黑山排冰闸的液压控制原理,对西黑山排冰闸控制原理和操作过程进行了介绍。浅析了液压启闭机双缸不同步的原因,重点阐述了液压系统的自动纠偏过程,以及解决闸控系统升级改造过程中遇到的系统与开度仪数据不一致的问题,并针对液压系统运行的稳定性提出了合理化建议。     

水工钢闸门防冰措施探析

北方寒冷地区的水库冬季冰盖层形成以后,在钢闸门上产生不同形式的冰压力作用,致使闸门发生不均匀挠曲变形或自动上抬开启,严重影响了闸门的安全和可靠运行。在几种常用闸前防冰措施基础上,提出使用热管技术进行热量交换,可以防止闸前水面冰盖层的形成,避免冰压力对钢闸门的影响,保证闸门安全可靠运行。     

玛河一级水电站压力前池的排冰设计和运行

结合新疆严寒地区玛纳斯河已建引水式电站压力前池冬季排冰运行的特点,介绍玛河一级电站压力前池设计中所采取的一些工程措施,及运行管理中形成的较成功经验。     

洮河上游水电站冬季水库排冰与发电方案研究——以大庄、多松多水电站为例

在我国北方,冬季河流经常出现凌汛灾害。在天然条件下,洮河冬季不封冻,冰凌危害不大,由于洮河上游水电站的建设改变了河道水流特性和水文情势,冰凌灾害频频发生。根据洮河上游大庄水电站两年来冬季水库实际运行资料,用封河不等式验算了洮河天然条件下的封河流冰疏密度,预测多松多水电站冬季冰情,分析确定了多松多水电站冬季发电的蓄水高程,提出了多松多水电站冬季排冰发电方案。对改善洮河上游水电站冬季运行条件的措施进行了分析,提出"多频次排冰,低水位运行"的单个电站冬季运行模式。青走道水电站是洮河干流上规划的第一级水电站,具有多年调节功能的水库,若能够建成发挥作用,能够改善冰情减轻洮河上游冬季冰害。     

寒冷地区渠道冬季运行相关因素的分析

新疆北疆地区渠道冬季运行具有冬季气温低、流冰期长、冰流量大、水流量小等特点,无论是天然河道还是人工渠道,当水温降低到0℃以下时,引水渠道内冰花和岸冰就开始形成并进入结冰期。当岸冰增长到一定宽度就会形成冰盖。由于大部分渠道工程都修建于上世纪50、60年代,受当时条件限制,均未考虑冰期运行,仅在非冰期输水。随着经济发展的要求,大部分渠道都亟需实现冬季输水。以某输水渠道为例,根据实地观测资料,分析了环境气温、水体流速、流量及水温、冰温和冰体沿程分布的情况,为渠道实现冬输水提供科学依据。     

南水北调中线总干渠冬季输水过渡期运行控制方式探讨

以南水北调中线总干渠为对象,研究了冬季输水过渡期局部渠段的闸前变水位运行方式及整个干渠的闸门控制算法。将闸前变水位运行方式的实现过程分解为闸前常水位运行和变水位蓄量补偿两个同步进行的过程,分别完成流量变化目标和蓄量变化目标。设计了整个干渠结构统一的闸门控制算法,不仅能够实现闸前变水位与闸前常水位运行方式间的切换,还能实现二者的联合运行。闸门控制算法由前馈控制、反馈控制和解耦三个部分组成。在总干渠全线上数值模拟了冬季输水前安阳河闸以北抬升控制水位而以南维持不变的过程。结果表明,在2d时间内,安阳河闸以北的控制水位可由设计水位抬升至加大水位,整个渠道的水力过渡过程平稳,水位波动符合安全限幅要求。