向家坝升船机的特点及机型选择

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：向家坝升船机是建设在高水头水电站上的通航建筑物，具有如下主要特点：过船吨位大。升船机最大提升高度为114.20m，超过了目前国、内外所有已建和在建的升船机，为世界之最。垂直升船机作为向家坝电站枢纽的唯一通航建筑物，其规模和技术复杂程度均超过了国内外已建和在建的升船机，升船机的安全可靠性应作为机型选择的首要考虑因素。因此，升船机机型选择全平衡齿轮爬升螺母柱保安式。

向家坝升船机是建设在高水头水电站上的通航建筑物，具有如下主要特点：

（1）过船吨位大。升船机一次可以通过2×500t级一顶二驳船队，船厢有效尺度为长116.00m、宽12.00m、水深2.50m，船厢中水体重约4000t。

（2）提升高度大。升船机最大提升高度为114.20m，超过了目前国、内外所有已建和在建的升船机，为世界之最。

（3）上、下游水位变幅较大。向家坝水电站是金沙江下游河段的最末一个梯级，坝址河谷较窄，水位流量关系曲线较陡，下游完全为天然河道；电站洪水流量大，水库库容小，相对调节性能较差。上述各种因素都将造成上、下游水位产生较大波动。

（4）下游水位变率较大。电站水位流量关系曲线较陡，在下游最低通航水位范围内，水位随流量变化很快。由于电站单机容量大，单机引用流量大，机组台数多达8台，一台机组的流量变化可以导致下游水位变化1.0m左右。因此，电站在调峰运行、大坝泄洪及机组甩负荷等工况时将导致下游水位在短时间内出现较大变化，升船机运行至下游时将可能遇到较大的水位变率。

目前，国外大型垂直升船机机型主要有两类，一类是以德国尼德芬诺和吕内堡为代表的齿轮爬升式，另一类是以比利时斯特勒比为代表的钢丝绳卷扬提升式；国内近年陆续兴建的水口、岩滩、隔河岩、高坝洲等电站，通航建筑物均采用了钢丝绳卷扬提升式垂直升船机，三峡工程的垂直升船机设计方案则采用齿轮爬升式。

垂直升船机作为向家坝电站枢纽的唯一通航建筑物，其规模和技术复杂程度均超过了国内外已建和在建的升船机，升船机的安全可靠性应作为机型选择的首要考虑因素。经过对国内外主要升船机的机型、工作条件、使用情况等方面的考察和研究分析，结合向家坝工程自身特点，对全平衡齿轮爬升螺母柱保安式和全平衡卷扬式两种设计方案，对主体设备、塔柱结构、电气控制系统等从技术经济方面进行了全面比较，全平衡齿轮爬升螺母柱保安式方案无论是在正常运行工况或事故工况下，还是在检修和停航期间，其安全可靠性都较高。特别是在涉及升船机安全运行最为关切和最为重要的两个方面，即在船厢运行的水平度和稳定性控制方面，以及在船厢一旦遇到突发性漏水事故时的紧急保安方面，经分析认为它都更为可靠；而且，同类形式的升船机在德国已经有70年的成功运行经验。因此，升船机机型选择全平衡齿轮爬升螺母柱保安式。

向家坝升船机的特点及机型选择

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