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《挪威水電站的設(shè)計(jì)特點(diǎn).doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、挪威水電站的設(shè)計(jì)特點(diǎn)挪威王國位于北歐斯堪的納維亞半島西部，國土面積32.4萬km2，人口430萬，經(jīng)濟(jì)上處于世界發(fā)達(dá)國家前列。全國70%的面積為山地，海拔高程一般在1000m左右，河流短且陡急，多瀑布急灘，這樣的地形對(duì)集中落差修筑高水頭電站非常有利。挪威是典型的硬巖地區(qū)，近2／3的面積是前寒武紀(jì)巖石，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，巖體完整堅(jiān)硬?！ ∨餐Y源總蘊(yùn)藏量為3800萬kW，現(xiàn)已開發(fā)2762萬kW，年平均發(fā)電1140億kW。h。最早的水電站建于1886年，目前總共有水電站約600座。挪威人均消耗電量每年為
2、26000kW。h，是世界上最高的，為我國的30倍。由于水電的開發(fā)為其他工業(yè)的發(fā)展提供了廉價(jià)的動(dòng)力，從而帶動(dòng)工業(yè)的迅速發(fā)展?？梢哉f，是水電使挪威從貧窮變成為一個(gè)發(fā)達(dá)的現(xiàn)代化工業(yè)國家。1 挪威水電站設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)1.1 隧洞引水、地下式廠房 挪威的水電站一般利用湖泊作調(diào)節(jié)水庫，只修低壩甚至不建壩，土建工程量少。早期的電站也是采用常規(guī)的地面鋼管引水、地面廠房設(shè)計(jì)方式；由于地形條件的制約和出于戰(zhàn)爭安全的考慮，50年代初期開始采用隧洞引水、地下式廠房的設(shè)計(jì)方式，在湖底開隧洞引水，并通過隧洞將附近幾個(gè)湖泊聯(lián)結(jié)成
3、水庫群，開鑿豎井或斜井將隧洞沿線的小溪、小河的流量也引入隧洞，以提高水量利用程度，因此有的電站引水隧洞總長達(dá)100km以上。隨著巖石開挖方法的進(jìn)步和設(shè)備的迅速發(fā)展，施工費(fèi)用大幅下降；隧洞不襯砌技術(shù)的應(yīng)用，使采用隧洞引水和地下式廠房成為挪威水電站最經(jīng)濟(jì)和最主要的布置方式，地下廠房還具有受氣候、塌方、雪崩影響較少的優(yōu)點(diǎn)。全世界有地下廠房500多座，挪威占了將近一半。1.2 充分利用圍巖的承載能力 挪威水電站利用巖石好這一有利條件，95%的壓力引水隧洞不襯砌，局部破碎軟弱及滲水部位才用噴錨、灌漿等措施處理。
4、調(diào)壓室、地下廠房均充分利用山巖承載力，頂拱最多只用噴錨支護(hù)，很少采用厚重的鋼筋混凝土襯砌，邊墻大多裸露，這樣大大節(jié)省了鋼材和混凝土，電站造價(jià)大為降低?！ ≡O(shè)計(jì)無襯砌隧洞(壓力水道)最重要的條件之一是必須有足夠的覆蓋厚度，使隧洞沿線任何地點(diǎn)的最小地應(yīng)力均能大于該處可能有的內(nèi)水壓力，并對(duì)滲水節(jié)理做止水處理；在設(shè)計(jì)時(shí)除了考慮一般的水力學(xué)計(jì)算、洞線坡度和洞室形狀外，最主要的是確定洞線，而確定洞線的主要原則是不要產(chǎn)生水力劈裂及大量滲漏等事故。1.3 采用氣墊式調(diào)壓室 挪威1973年開始采用密閉氣墊式調(diào)壓室，即在
5、靠近廠房的壓力水道上開挖一個(gè)洞室，該洞室中部分充滿水，部分充滿壓縮空氣，由壓縮機(jī)向洞室供應(yīng)空氣。當(dāng)電站丟棄負(fù)荷時(shí)，一部分水流進(jìn)入氣墊式調(diào)壓室，水位上升，氣體壓縮，壓力增高，因而隧洞內(nèi)水流減速；當(dāng)電站增加負(fù)荷時(shí)，氣墊式調(diào)壓室內(nèi)的一部分水體迅速補(bǔ)給機(jī)組，空氣體積增大，壓力降低，因此隧洞中水流加速。這種調(diào)壓室的優(yōu)點(diǎn)是隧洞在縱剖面上洞線更接近于直線，而不是常規(guī)調(diào)壓井的折線(見圖1)，省掉了常規(guī)調(diào)壓井下部很長的斜井或豎井，洞線縮短了，因此既減少了工程量又減少了水頭損失；由于氣墊式調(diào)壓室全部在地下，省掉了常規(guī)調(diào)壓井
6、常有的山坡明挖。因此，氣墊式調(diào)壓室大大降低了調(diào)壓室的造價(jià)。此外，調(diào)壓室可設(shè)置在離廠房較近的地方，對(duì)水擊波的反射有利，能減少水擊壓力，增加調(diào)節(jié)穩(wěn)定性。圖1 常規(guī)調(diào)壓井和氣墊式調(diào)壓室的比較示意 氣墊式調(diào)壓室設(shè)計(jì)工作中最主要的內(nèi)容是正確選擇其位置，測算其漏氣量和漏水量，然后進(jìn)行水力學(xué)計(jì)算，確定尺寸和過渡過程等。1.4 地下廠房布置緊湊 為了減少開挖量和開挖跨度，挪威地下廠房布置極為緊湊。地下廠房的進(jìn)水管常與廠房長軸成60°夾角，以減少開挖跨度；所有附屬設(shè)備尺寸均較小，裝備緊湊；副廠房面積較小，也沒有名目繁
7、多的辦公用房、試驗(yàn)檢修用房，副廠房總長度不超過半個(gè)機(jī)組長。通過以上措施縮小了廠房開挖跨度，收到了很好的經(jīng)濟(jì)效果。1.5 機(jī)組及其他設(shè)備的設(shè)計(jì)制造特點(diǎn) 60年代挪威就研制了高水頭混流式和大流量沖擊式水輪機(jī)，在世界上處于領(lǐng)先地位。這些水輪機(jī)在抗空蝕、抗磨損方面均有特點(diǎn)，有較寬的高效率區(qū)，因此挪威生產(chǎn)的水輪機(jī)行銷世界各國。輔助設(shè)備的質(zhì)量也很好，主閥很少漏水，故廠房清潔干燥。普遍采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控和保護(hù)裝置，實(shí)行流域集中控制、電廠無人值班制，電力公司對(duì)所屬各電廠進(jìn)行遙控(開機(jī)、停機(jī)、出力調(diào)節(jié))，自動(dòng)化程度很高?！?/p>
8、 通過采用以上設(shè)計(jì)思想和方法，挪威水電站土建投資所占的比重越來越少，這是挪威水電站得以大量發(fā)展的一個(gè)重要原因。2 結(jié)語 (1)總體說來，我國地質(zhì)條件比挪威差些，但也有不少工程的地質(zhì)條件相當(dāng)好，也可以而且應(yīng)該爭取采用隧洞不襯砌技術(shù)，以節(jié)省投資，縮短工期。目前我國不襯砌隧洞尚比較少見。氣墊式調(diào)壓室最主要的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)，挪威專家的經(jīng)驗(yàn)是：當(dāng)調(diào)壓井長度超過250～300m時(shí)，設(shè)置氣墊式調(diào)壓室是滿足運(yùn)行穩(wěn)定要求的最好方法。我國至今尚未采用這一技術(shù)?！?/p>
