闸墩式厂房
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水轮发电机组安装在溢流坝段闸墩内的水电站厂房。闸墩式厂房是河床式厂房的一种。在多沙河流、水头低于20 m的水电站,可采用这种厂房,但为满足机组布置要求,需加厚闸墩。
闸墩式厂房的优点:①水轮机室的流道通畅,进水口和机室内水头损失小;②冰块、冰凌和泥沙可经机组闸墩间的溢流堰下泄;③水电站尾水渠较宽,枯水期能降低下游水位,增加发电水头。洪水期借溢流堰泄洪冲射增加水头,取得射流增差效益;④节约工程量。缺点:①因闸墩宽度有一定限度,水轮机直径不宜太大,水电站水头约为15~17 m时,单机容量一般不超过2万~3万kW,因而增加了机组台数;②水工部分施工复杂,有大量的钢筋混凝土薄壳结构,且承受较大的动水荷载,施工场地狭窄;③机组不在同一个厂房内,加长了电气及其他管线,机房狭窄,运行检修不方便;④需采取专门的通风、防潮、采光等措施。
有的国家在低水头闸墩式水电站厂房中采用贯流式水轮发电机组,配以直锥形尾水管,以提高水轮机效率。
中国20世纪60年代建成的黄河青铜峡水电站,6台36 MW机组分别布置在河床溢流段的闸墩内,是中国惟一的闸墩式厂房。按冲沙需要,在每个闸墩机组段中设置两个泄水管,形成全河床均匀冲淤排沙条件。
1973年曾对青铜峡水电站闸墩内泄水底孔排沙泄洪和射流增差效益进行了原型观测,有一定的效益。采用低水位运行方式进行底孔排沙,使厂前库区淤积情况有所改善,泄水底孔前形成冲刷漏斗。在泄水底孔运行时,通过水轮机的粗沙粒大为减少,减轻了水轮机的磨损。由泄水底孔泄出的水流,远驱尾水水体,使下游靠近尾水管出口处的水位有所降低,发电水头和出力都有所增加。在汛期溢流堰泄流时,也可使下游水位降低,获得射流增差效益。