小山口二級電站排冰閘工作門的選型與設(shè)計(jì)

楊麗娟，趙中營

（1.黃河勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，鄭州 450003；2.華電鄭州機(jī)械設(shè)計(jì)研究院有限公司，鄭州 450015）

小山口二級電站排冰閘工作門的選型與設(shè)計(jì)

楊麗娟1，趙中營2

（1.黃河勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，鄭州 450003；2.華電鄭州機(jī)械設(shè)計(jì)研究院有限公司，鄭州 450015）

排冰閘正常運(yùn)行是保證寒冷地區(qū)引水式電站冬季安全運(yùn)行的重要保障。分析了小山口二級電站排冰閘采用的設(shè)計(jì)方案，給出了保證排冰閘安全運(yùn)行的措施，為類似工程提供參考。

排冰閘；下翻板閘門；不銹鋼復(fù)合鋼板；加熱防冰凍設(shè)備

0 引言

開都河為新疆內(nèi)陸河流，位于天山南坡，塔里木盆地以北，發(fā)源于天山南麓中部海拔4000m的依連哈比爾尕山，流經(jīng)巴音郭楞蒙古自治州的和靜、焉耆、博湖3縣，注入博斯騰湖，整個(gè)流域分上、中、下三段，大山口以下為下游。小山口二級水電站位于大山口下游，屬徑流式無壩引水式電站，多年平均氣溫8.13℃，極端最低氣溫-36.60℃，最大岸邊冰厚0.52m。

鑒于該地區(qū)冬季氣溫較低，當(dāng)引水渠流量較小時(shí)會結(jié)冰。為保證電站在冬季正常發(fā)電，提高冬季水的利用率而增加發(fā)電量，減少浮冰對電站的影響是排冰閘設(shè)計(jì)面臨的主要問題。

1 排冰閘工作門的選型

小山口二級水電站選擇正向排冰、正向進(jìn)水的方案，排冰閘設(shè)置在電站進(jìn)口的上層，主要功能是在冬季排除渠道里的浮冰，保證電站正常運(yùn)行，提高水的利用率。根據(jù)閘門的工作性質(zhì)，需要一種能從上面過流排冰且棄水較少的閘門。鑒于工作性質(zhì)，工作閘門選用下翻板閘門。下翻板閘門是一種底部設(shè)有支承鉸，門葉可以繞支承鉸轉(zhuǎn)動的閘門，根據(jù)閘門轉(zhuǎn)動角度的不同來控制閘前水深，閘前水深超過閘門高度，水可從門頂自然溢流排泄。閘門完全開啟時(shí)，轉(zhuǎn)動下臥至平躺狀態(tài)，為減小門體對水流的障礙，在閘底坎下游設(shè)有一道跌坎，過水時(shí)門體收放于該跌坎中，水流從上面流過。由于該跌坎低于過水底板，易形成淤積，該閘門不適宜泥沙含量特別大的河流。

小山口二級水電站承接小山口電站尾水發(fā)電，由于上游已建察漢烏蘇、大山口水電站的攔沙作用，進(jìn)入小山口電站的水含沙量已經(jīng)很小，再加上小山口電站的蓄水?dāng)r沙，隨小山口電站發(fā)電尾水進(jìn)入小山口二級水電站的沙量更小，基本上為清水，無推移質(zhì)泥沙。所以，根據(jù)工作性質(zhì)和工作環(huán)境，排冰閘工作門選用下翻板閘門。

2 排冰閘工作門的設(shè)計(jì)

小山口二級水電站排冰閘為3孔，設(shè)置在電站進(jìn)口的上層，底坎高程1273.95m，依次設(shè)檢修門和工作門。工作門每孔1扇，為液壓下翻板閘門，孔口尺寸為7.80m×3.38m，設(shè)計(jì)水頭3.38m，運(yùn)用方式為動水啟閉，閘門可繞底部轉(zhuǎn)動鉸轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)閘門任意位置的排冰、泄洪。排冰閘工作門的設(shè)計(jì)如圖1所示。

閘門門葉由面板、主梁、次梁、縱向隔板和邊梁組成，為同層布置，面板布置在上游側(cè)。由于浮冰對閘門構(gòu)件表面沖擊和摩擦的破壞作用，普通的防腐方案基本無效。因此，排冰閘的面板和埋件外露面選用不銹鋼復(fù)合鋼板，閘門其余材料選用Q235C，埋件其余材料選用Q235B?？紤]工地安裝并滿足運(yùn)輸單元的要求，設(shè)計(jì)中將閘門分成兩節(jié)制造，運(yùn)到工地后焊成整體。閘門主梁為焊接工字鋼，水平次梁為工字鋼，底次梁為槽鋼，考慮到邊梁上面與液壓啟閉機(jī)吊頭，下面與底鉸聯(lián)接，邊梁選用雙腹板焊接箱梁結(jié)構(gòu)。為解決閘門頂部過水補(bǔ)氣問題，閘門頂部迎水面設(shè)置破水板。采用布置在閘墩頂部的液壓啟閉機(jī)操作閘門，啟閉機(jī)容量為2×500 kN，揚(yáng)程為4.5 m，3臺液壓啟閉機(jī)共用1個(gè)液壓泵站。

排冰閘工作閘門凌汛期排冰，平時(shí)擋水，為了保證冬季閘門正常運(yùn)行，使閘門封水不和閘門槽凍結(jié)，在閘門槽內(nèi)設(shè)置有加熱防冰凍措施。加熱防冰凍設(shè)備的加熱器布置在前池液壓機(jī)房內(nèi)，通過管路將加熱液輸送到閘孔兩側(cè)的側(cè)槽內(nèi)對閘門槽進(jìn)行加熱，從而實(shí)現(xiàn)閘門的正常運(yùn)行。

圖1 排冰閘工作門的設(shè)計(jì)示意

3 結(jié)束語

輸排冰運(yùn)行是寒冷地區(qū)引水式電站冬季的主要運(yùn)行方式，順利排除冰害，保證電廠正常運(yùn)行、發(fā)電是該類電站需要解決的共同問題。小山口二級電站排冰閘閘門的設(shè)計(jì)充分考慮了這些特點(diǎn)，經(jīng)過一個(gè)排冰期的運(yùn)行，效果良好。

［1］SL 211—2006水工建筑物抗冰凍設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］張飛峰.尼傲加尕水電站排冰閘的設(shè)計(jì)［J］.黑龍江科技信息，2010（17）：229.

（本文責(zé)編：白銀雷）

TV 663

：B

：1674-1951（2015）04-0005-02

楊麗娟（1963—），女，河南洛陽人，高級工程師，從事水利水電金屬結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計(jì)方面的工作（E-mail：738005785＠qq.com）。

2014-01-06；

2015-02-11

趙中營（1964—），男，河南禹州人，高級工程師，從事水利水電金屬結(jié)構(gòu)專業(yè)監(jiān)理、咨詢方面的工作（E-mail：zzy_535＠163.com）。