抽水蓄能电站引水上平段设置大口径蝶阀的制造可行性分析与探讨.pdfVIP

抽水蓄能电站引水上平段设置大口径蝶阀的制造可行性分析与

探讨

童慧;黄笑同;任鑫;刘霞;张祥富

【摘要】为探究通过增设快速截断水流装置以提高电站防水淹安全性的可行性,本

文根据抽水蓄能电站引水上平段设置蝶阀的一项创新性的设想,通过对大口径蝶阀

的结构特点、设计制造难点以及工程应用进行分析,探讨了蝶阀作为快速截断水流

装置的可行性.研究表明当前蝶阀生产、制造水平满足典型300MW、一管双机布

置的抽水蓄能电站引水上平段设置快速水流截断装置的要求.

【期刊名称】《大电机技术》

【年(卷),期】2019(000)004

【总页数】6页(P55-59,64)

【关键词】抽水蓄能电站;本质安全;大口径蝶阀;蝶阀设计制造

【作者】童慧;黄笑同;任鑫;刘霞;张祥富

【作者单位】湖南平江抽水蓄能有限公司,湖南岳阳414000;中国电建集团中南勘

测设计研究院有限公司,长沙410014;湖南平江抽水蓄能有限公司,湖南岳阳

414000;中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司,长沙410014;湖南平江抽水

蓄能有限公司,湖南岳阳414000

【正文语种】中文

【中图分类】TM622

“十三五”是我国抽水蓄能电站建设的高峰期，确保电站安全稳定运行是电站建设

相关各方的共同目标及核心任务。目前我国在抽水蓄能电站科研、设计、建设及运

行等领域已经积累了丰富的经验，但部分领域仍需加强研究深度，有必要进一步研

究解决电站建设及运行过程中存在的问题，总结经验和研究成果，指导后续抽水蓄

能电站的设计、科研、建设及运行，推动我国抽水蓄能事业发展。

水淹厂房是水电行业重要风险之一，2009年8月俄罗斯萨扬电站发生水淹厂房重

大事故，因转轮特性引起机组振动超标，导致机组顶盖螺栓疲劳断裂，在水力作用

下旋转部件及顶盖脱离飞出，水淹整个厂房，导致变压器发生爆炸，水电厂墙体损

毁，并造成75个工作人员伤亡，直接经济损失超过40亿美元。近几年来，我国

也先后出现了水电站和抽水蓄能电站发生水淹厂房较大事故的案例，虽然损失不如

萨扬电站那么惨重，但是对电站的安全稳定运行影响重大。基于此，提高抽水蓄能

电站防水淹厂房的能力，保证电站安全运行，是值得进一步研究与探索的重要课题。

根据调研，国外已有部分大中型抽水蓄能电站在输水系统中设置蝶阀或闸门的案例，

如意大利圣·费奥兰诺抽水蓄能电站调压井后面布置了蝶阀；法国的格兰德迈松抽

水蓄能电站引水隧洞在调压井后分岔成三条压力钢管，这三条压力钢管首端分别设

置了闸门，当某条高压管道或其后的球阀检修或事故时，关闭这条管道上的闸（阀）

门不仅可以保证其余的压力管道正常运行，以免造成由主引水道供水的机组全部停

运，同时还可以作为防止水淹厂房事故进一步扩大的重要保障。另有部分长输水系

统的常规水电站也在输水系统中设置了蝶阀，例如伊朗RUDBAR水电站引水系统

布置有长3500m明管，在明管前设置了蝶阀，蝶阀直径4.2m；埃塞俄比亚FAN

水电站引水系统布置有长约1480m的明管，在明管段前设置了蝶阀，蝶阀直径

2.2m。

大口径蝶阀作为大型管道系统截断水流的设备，具有结构紧凑、体积小、启闭时间

短、重量轻、结构简单以及操作方便等主要特点[1,2]，广泛应用于水电站及引水

工程[3,4]。通常，在200m以下的引水式水电站和抽水蓄能电站中，大口径蝶阀

设置在机组上游侧，作为水电站机组进水阀较为普遍，起到机组检修、事故工况下

截断水流的作用；另有一些电站在压力钢管明管段或引水调压井后设置蝶阀，作为

压力钢管保护阀，其下游为压力钢管，一旦压力钢管发生爆裂，蝶阀可以迅速自动

关闭，截断上游压力水源。

若在抽水蓄能电站引水上平段置蝶阀，蝶阀通径宜与输水系统压力管道直径相当，

因此蝶阀具有口径大、刚度要求高等特点；另外，由于抽水蓄能电站上下库地势高

程差较大，上下库连接公路一般坡度大、转弯多，大口径蝶阀在上下库连接公路的

运输受限制，运输条件的限制可能反过来影响大口径蝶阀的设计、制造方案。

因此，本文根据抽水蓄能电站输水系统上平段设置蝶阀作为事故工况下快速截断水

流设施的设想，重点针对大口径蝶阀的制造可行性进行分析与探讨。

近年来，国内具备设计、制造大口径蝶阀能力的设备厂家主要集中于国内3家专

业阀门制造商以及6家大