三峡水电站——安装26台容量700MW水轮发电机组的主要参数和发电量

三峡水利枢纽水电站分两组厂房,分别布置于左、右岸厂房坝段之后。共安装26台单机容量为700MW的水轮发电机组,其中左岸厂房14台(1～14号机组),右岸厂房12台(15～26号机组),总装机容量18200MW,保证出力4990MW,年平均发电量为846.8亿kW·h。每台机组段长度为38.3m,厂房水下宽度为68m,水上宽度为38m,总高度为93.6m。另外在右岸山体内预留后期扩机的6台地下厂房位置。水电站的主要参数见表8.1[16]。

表8.1　三峡水电站主要参数

① 围堰挡水发电时,最小水头为56m。(www.xing528.com)

在三峡水电站技术设计中,单孔小斜进水口方案闸门处孔口流速高达8m/s,水流在过拦污栅后急剧收缩,水流条件较为复杂;由于机组台数多、容量大,如能减小进水口水头损失,对充分发挥电站效益,改善进水口运行条件均有重要意义。为此,在1995～1996年间,长江科学院和清华大学平行开展了大比尺(1∶30)的单孔和双孔进水口方案的水工模型试验研究;希望通过两种方案的综合比较及其优化过程,选择一个进口流态较佳、水头损失较小、闸门运行安全可靠的优化方案。在研究过程中长科院以单孔方案为主,清华大学以双孔方案为主。对比研究的重点是:进口水流流态,从进水口至厂房蜗壳处,沿程各段的水头损失以及流道内的压强分布。

本文首先对两个原设计方案的流态、水头损失和压力管道中的压强分布等试验成果进行了简要综述,阐明原方案中存在的缺点和问题,并提出了改进优化的方案;其次对诸改进方案的试验成果进行了叙述,并据此提出工程上可行的优化进水口方案。

为叙述方便,将第一次试验所依据的图纸编为方案Ⅰ(如单Ⅰ、双Ⅰ),第二次试验所依据的图纸编为方案Ⅱ。清华大学共完成了双Ⅰ、双Ⅱ、双Ⅲ及单Ⅰ、单Ⅱ、单Ⅲ等六个方案的试验研究工作,并分别编有试验报告[11～15]。长科院完成了单Ⅰ、单Ⅱ、单Ⅲ、单Ⅳ及双Ⅰ方案的试验研究工作。

在上述试验研究成果的基础上,对单、双孔进水口各方案的水力特性进行了综合评述及对比分析,最后在结论中对今后类似的水电站进水口的设计提出了若干建议,供工程界参考。