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丹江口水電站

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丹江口水電站是五十年代開工建設的、規模巨大的水利樞紐工程,位於湖北省丹江口市漢江與其支流丹江匯合口下游800m處,具有防洪、發電、灌溉、航運及水產養殖等綜合效益,並為將來引水華北實現南水北調中線工程提供重要水源,是開發治理漢江的關鍵工程。

1 丹江口水電站 -基本資料

丹江口水電站丹江口水電站

所在河流: 漢江

建設地點: 丹江口

控制流域面積: 95217平方公里

多年平均流量: 1200秒立米

正常蓄水位/死水位: 157/139米

總庫容/調節庫容: 208.9/102.2億立方米

調節性能: 年調節

丹江口水電站丹江口水電站

裝機容量: 90萬千瓦
台數: 6台

保證出力: 24.7萬千瓦

年發電量: 38.3億千瓦小時

最大水頭/最小水頭: 67.2/49.2米

設計水頭: 63.5米

水輪機型號l: HL702-LJ-5550

丹江口水電站丹江口水電站3號主機軸

其它效益: 防洪、灌溉、航運

淹沒耕地: 429000畝

壩型: 重力壩、土石壩

最大壩高: 97米

引水洞洞徑/長度: 7.5/102米

開挖土石方/填築: 1635.1/662米

混凝土總量: 320萬立方米

水泥: 66.3萬噸

鋼材: 71219噸

木材: 25360立方米

靜態總投資/水平年: 10/1980 億元/年份

單位千瓦投資: 1113元

壩基岩石: 閃岩、玢岩、片岩

建設情況: 1958年9月開工,1968年10月發電

2 丹江口水電站 -工程概況

丹江口水電站丹江口水電站

丹江口水電站是中國五十年代開工建設的、規模巨大的水利樞紐工程,位於湖北省丹江口市漢江與其支流丹江匯合口下游800m處,具有防洪、發電、灌溉、航運及水產養殖等綜合效益,並為將來引水華北實現南水北調中線工程提供重要水源,是開發治理漢江的關鍵工程。丹江口初期工程由擋水壩、壩后發電廠、通航建築物、泄洪建築物工程四部分組成。

丹江口初期工程由擋水壩、壩后發電廠、通航建築物、泄洪建築物工程四部分組成。擋水建築物全長2468m。其中混凝土壩全長1141m,最大壩高97m,由58個壩段組成,自右至左壩段編號為右13~右1、1~44壩段。

壩址以上流域面積95217平方公里,年平均徑流量378億立方米,年平均流量1200立方米/秒。設計洪水標準為:千年一遇設計,萬年一遇校核。設計洪水流量64900立方米/秒,相應庫水位159.8米;校核洪水流量82300立方米/秒,相應庫水位161.3米。水庫正常蓄水位157米,防洪限制水位149米,死水位139米。水庫總庫容209.7億立方米,調節庫容102.2米,死庫容72.3億立方米,防洪庫容77.2億立方米。為多年調節水庫。電站最大水頭81.5米,設計水頭63.5米,最小水頭57米。

3 丹江口水電站 -樞紐布置

丹江口水電站丹江口水電站

一期工程,主壩壩頂高程162米,壩頂總長2494米,其中混凝土壩長1141米,兩岸土石壩總長1353米。樞紐由左岸土石壩段、左岸連接壩段、廠房壩段、溢流壩段、深孔泄洪壩段、升船機、右岸連接壩段和右岸土石壩段等主要建築物組成。

壩后式廠房內安裝6台單機容量為150MW的豎軸混流式水輪發電機組,經埋設在壩內的6條直徑7.5米的壓力鋼管引水發電。水輪機轉輪直徑5.5米,額定轉速100r/min,額定出力154MW,最高效率92.8%。發電機為傘式空冷型,額定電壓15.75KV,額定容量176.5MV·A,額定功率因數0.85,定子鐵芯內徑12.8米。發電機電壓側採用發電機-變壓器組單元接線,高壓側採用雙母線帶旁路接線。220KV和110KV屋外開關站設在左岸下游台地上。

船舶過壩設施布置在右岸。上段採用垂直升船機,最大提升高度50米,設計載重能力150噸。下段為斜面升船機,軌道長350米,坡度1:7。連同上下游導牆,過壩設施總行程1166米,設計年過壩運輸量83萬噸。

上游距壩址30公里處,設兩座灌溉取水渠首:挑岔渠首,引水流量500立方米/秒;清泉渠首,引水流量100立方米/秒。兩座渠首引水高程均為146.5米。

4 丹江口水電站 -泄洪設施

深孔泄洪壩段設置12孔深水泄水孔。孔口寬5米,高6米,底坎高程113米,最大泄流量9680立方米/秒。溢流壩段設20孔溢洪道。孔口寬8.5米,高22.5米,堰頂高程138米,最大泄流量39900立方米/秒。6台機組最大引用流量1658立方米/秒。

5 丹江口水電站 -問題解決

丹江口水電站丹江口水電站

5000KN門機大梁架設 : 

2009年3月4日,重達64噸的丹江口水電站大壩「四枯」」施工首片5000KN門機大梁架設成功,比計劃工期提前半個月。5000KN門機大梁共8片,架設在丹江口水電站大壩溢流壩段19至21壩段,主要為1號M900塔機拆除和「四枯」度汛棧橋安裝創造條件。為了提前完成5000KN門機大梁的架設任務,二公司丹江口項目部克服「四枯」各項工作立體交叉作業困難,積極做好架設技術準備和安全防護措施,在短短的五天內成功安裝好架橋機軌道,為門機大梁順利架設奠定基礎。

垂直升船機4號鋼樑 : 

2006年3月4日下午,丹江口水電站150噸級垂直升船機4號鋼樑被拆除,從而結束了它33年的歷史運行使命。這項工程是由我局丹江口施工局承擔的。

丹江口水電站150噸級升船機,1970年開始安裝,1973年建成投入運行。大壩加高后,150噸級升船機不能滿足設計能力要求,將新建一座300噸級升船機。150噸級升船機拆除難點主要是升船機的行走鋼樑,行走鋼樑共有10根,1號和5號鋼樑最重,單節重66.8噸,分別布置在大壩上、下游兩端,靠下游的5號鋼樑距大壩中心63米,施工難度較大。4號鋼樑的存在直接影響壩頂3號門機的行走,拆除4號鋼樑為6號—右2號壩段壩后貼坡混凝土的澆築鋪平了道路,同時為150噸級升船機垂直結構部分拆除打響了前奏,150噸級升船機拆除也為300噸級升船機的安裝奠定了良好的基礎。

3號機主軸: 

1、密封時發生的故障   

一是機組運行時,在額定水壓(0.03~0.08)下,橡膠密封塊不能頂起到位,主軸密封達不到正常止水效果,漏水量偏大,嚴重威脅到水導軸承的安全運行;二是主軸密封水源切斷後,橡膠密封塊不能靠自重落到密封槽底部。在3號機大修中,技術人員將主軸密封分解檢查,發現水封橡膠密封塊上端面有發硬變形現象,下端面沾滿蚌殼及細砂石,1根定位銷釘斷裂脫落,另根定位銷釘傾斜,密封塊定位銷釘孔變形,內環的四個組合縫脹裂開口,縫隙寬度大小不一,最寬為4,最窄也有2,裂縫從上而下逐漸變窄。

2、解決措施    

將主軸密封外環拆卸下來放置於水平台上重新組合,組合過程中注意調整其圓度,用內徑千分尺測量外環內徑,測量數據—\949.13\629.88一1660.151661.27—-661.166054,165989/659.1659.14652,外環內徑測量數據(單位:)將外環裝在水封底座上,把合緊組合縫連接螺栓后測量密封槽間距,外環最大內徑=1661.41,最小內徑=1659.12,由+方向向兩側逐漸減小,說明外環已變形為橢圓;密封槽間距在+方向有一段大於60,其餘部位均小於60//,最小間距出現在+偏一52.5度方向,為57.66,與橡膠密封塊的實際寬度尺寸60偏差較大。

水庫下遊河床:

丹江口水庫建成於1959年,1960~1967年為滯洪運用,1967年以後為蓄水運用。從丹江口以下,現代漢江河床為沙質河床,床沙中徑由0.35~0.45mm逐漸減小到0.20mm。在現代河床之下,埋藏著卵石層,其比降大於現代河床比降,因而其埋藏深度大致向下游增大。卵石層頂面並不規則,具有一定的起伏,故隨著沖刷的進行,不同的河段受到卵石層影響的程度是不同的。中點繪了距大壩8km的黃家港河段的深泓高程隨時間的變化。可以看到,在水庫滯洪運用階段 (1960~1967年),河床沖深為3m左右。進入蓄水運用階段以後,河床迅速沖深,1968~1971年間即達5m左右,平均每年超過1.5m。但從1971年以後,河床沖刷突然變慢,此後深泓高程一直在75.0m上下波動,河床沖刷基本上不再發展。上述情況的形成,除了水庫運用方式的變化外,主要是由於受到床沙組成急劇變化的影響。

6 丹江口水電站 -運行效益

丹江口水電站為華中電力系統的主要電源之一,自1968年投產以來,發揮了調峰、調頻和事故備用電源作用,至1990年底已累計發電823.19億KW·h。水庫建成后,使下遊河道防洪標準由六年一遇提高到二十年一遇,配合分洪工程,可提高到百年一遇。百年一遇洪峰流量經調蓄后可由51200立方米/秒減少到13200立方米/秒。灌溉面積達到360萬畝。使上下游航道850公里得到改善。建庫后,漁業得到很大發展,捕撈量由1969年前的每年8.6萬千克增加到每年650萬千克。

7 丹江口水電站 -參考資料

[1] 中國電力試驗設備網 http://www.cepee.cn/Article_Show.asp?ArticleID=9884

[2] 中國水利水電第三工程局http://www.cteb.com/News/ShowArticle.asp?ArticleID=6095

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