浅谈中国未来大型水电装备技术挑战与创新

我国水电资源丰富、开发程度处于中等水平,远不及欧洲发达国家。“双碳”战略下,水电作为清洁能源,以其高调节性、高稳定性将在以新能源为主的新型电力系统中发挥“压舱石”作用。资源特点和经济性决定未来水电开发将朝向更高水头(高转速)、更大容量趋势发展,机组将具备高海拔环境运行、超高水头、超大容量的特点。开发难度极高,技术挑战前所未有,亟待攻克。该文从多个角度分析阐述特殊工况下我国水电装备开发面临的问题和技术挑战,探讨关键技术发展趋势以及创新技术应用潜力,为未来水电装备的技术创新和突破提供参考方向。

大型超高水头船闸输水系统型式研究与展望

高水头船闸输水水流携带巨大能量,可能对船闸输水系统运行安全及闸室内船舶停泊安全产生危害,选择合理的输水系统型式对保障工程安全至关重要。随着大型超高水头单级船闸——大藤峡船闸的开工建设,研究发现目前已成功运行的输水系统型式不能满足该工程需要,亟需消能效果更好的输水系统。结合大藤峡船闸工程相关研究,参考国内外已建高水头船闸输水系统布置的成功经验,总结了高水头船闸不同输水系统型式与船闸运行水头和闸室尺度规模的匹配关系,介绍了适应大藤峡船闸工程特点的自分流全闸室出水4区段等惯性输水系统型式,提出了消能效果更好的带内消能工的输水系统新体型,可供类似超高水头大型船闸的设计和研究借鉴。

高水头大单宽流量底流消能技术研究成果综述

向家坝水电站最大坝高161m,校核洪水下泄流量约49000m3s,其泄洪消能建筑物是典型的高水头、大单宽流量、大泄洪功率、高含沙率泄洪工程。由于环境要求严格,常规的底流消能消力池无法达到工程要求。结合工程特点,兼顾“水力与结构”要求,提出了跌坎底流消能形式,并分连续坎和高低坎两个系列进行研究,解决了向家坝水电站泄洪消能难题。该研究成果对高水头、大单宽流量底流消能理念和设计思路具有创新性,为工程设计提供了科学依据,成果可在相关工程中推广应用。

大藤峡船闸关键水力学问题研究

大藤峡船闸闸室有效尺寸为280 m×34 m,最高通航水头为40. 25 m,是世界上首个水头超过40 m的大型超高水头单级船闸。单级船闸的特性以及闸室规模、工作水头和输水时间要求决定了其单次输水水体、输水最大流量以及进入闸室的能量,超过闸室尺度相近的三峡多级船闸,借鉴三峡船闸输水系统体型的初设方案闸室内船舶停泊条件问题突出。为此开展了1∶30比尺船闸整体模型试验,结合减压及局部模型试验与数模计算,通过输水系统体型创新、输水系统阻力及阻力分配调整和阀门运行方式优选,解决了大藤峡船闸闸室内船舶停泊条件及输水系统水流空化等关键水力学问题。研究获得的新型自分流全闸室出水输水系统布置型式,很好地解决了闸室高效输水和船舶停泊安全问题,显著拓展了等惯性输水系统对水头的适应性,其成果可供超高水头大型船闸设计借鉴。

浅议我国大型水电机组的发展

介绍了国内外水电机组单机容量的发展历史,详细分析了我国水电建设对超大容量机组的需求,并论述了白鹤滩水电站1 000 MW水电机组的可行性。最后,对超高水头、超大容量水电机组的研究提出了建议和意见。

西藏高海拔深切峡谷地区水电设计关键技术问题研究

对于在西藏高海拔深切峡谷地区建设水电工程,面临水文气象缺少、地质环境条件多变、工程设计规模巨大、高水头超大机组容量、筑坝建设环境复杂等方面问题。中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司投入了极大的努力,结合自身丰富的工程经验,对流域的一些独特水文、地质、水工结构、水轮发电机组、筑坝材料等,开展了一系列的研究工作,积累了大量研究成果。

超高层建筑钻孔灌注桩基础压缩变形及沉降探析

在黄土地区建造超高层建筑时,由于地质条件的限制,钻孔灌注桩成为一种常用的基础工程技术。与其他区域相比,黄土地区常采取泥浆护壁的钻孔灌注桩施工技术。钻孔灌注桩的设计需要考虑施工工艺技术以及土层的物理力学参数、承载力和变形特性,以确保建筑物稳定和安全。结合工程实例对超高层建筑下钻孔灌注桩的压缩变形及沉降进行初步分析。