斐济南德瑞瓦图项目配水环管保温保压

【摘 要】水轮发电机组蜗壳和配水环管保压浇筑混凝土目前已广泛应用，保温浇筑混凝土较因要求高，难度大，较少采用，但保温保压浇筑混凝土为发展趋势。本文介绍了斐济项目配水环管保温保压浇筑混凝土的方案和基本原理。

【关键词】配水环管；保温保压

1、概述

斐济南德瑞瓦图水电站位于斐济群岛共和国境内，装有两台单机容量为22.5MW冲击式水轮机发电机组，设计水头为336米。每台机组5个喷嘴数，配水环管进口直径为1100mm，配水环管钢材厚度分别为：δ=44mm、δ=40mm、δ=30mm、δ=25mm，材质为Q345R，配水环管容积为16.635m3。

2、方案原理详述

2.1 设备布置

两台扬程为40m，额定流量为30m3/h的潜水泵，布置在河中，一台主用，一台备用，不间断从河中取水注入水箱内。在安装间布置水箱，高压水泵、配套管路、控制柜布置在球阀层，配水环管排出的水排入河道中。控制柜内设变频装置，降低启动电流和控制高扬程水泵出水压力。在配水环管内侧，沿配水环管轴线布置一DN100软管，该软管从配水环管进口法兰内一直延伸到配水环管小头，中间设若干支撑。

2.2 冷却原理说明

经计算，要带走配水环管周围混凝土凝固产生的热量带，并将配水环管内水温控制在±5℃范围内，最大需要水量为25m3/h。

从配水环管进口闷头处注入冷水，冷水沿配水环管，从进口流向配水环管鼻端。在配水环管进口，水温较低，流速慢，热交换系数低；配水环管鼻端，水温高，截面积小，流速快，热交换系数高。因水泵注入配水环管内的水压力稍大于2.92MPa，配水环管主法兰处的压力维持阀（设定为2.92MPa)动作，开始排水。这样，就形成了冷却水沿配水环管从主法兰处向配水环管小头流动，热交换后的热水由沿配水环内侧布置的DN100软管导出到配水环管进口法兰。这样就在配水环管内部形成了冷却水从配水环管进口流入，从配水环管鼻端沿DN100软管，向配水环管进口处流动，经压力维持阀排出配水环管的循环。由于水的不可压缩性，水泵注入配水环管多少流量的水，溢流阀也将排走等量水，就可实现配水环管内水不停等量进出的，带走混凝土凝固产生的热量效果。

2.3 压力控制原理说明

两台高扬程水泵一台主用，一台备用，可互相切换。水泵由变频装置控制，并由设置于水泵出水口处的压力变送器监测配水环管内水压力，控制柜根据压力变送器监测到的水压力控制水泵的转速，从而达到控制进入配水环管水压力的目的。同时在出水侧设置压力维持阀1只，以保证配水环管内压力为2.92MPa,并在出水管路设备压力表1只，直观监视配水环管内压力。

2.4 温度控制说明

控制箱根据温度变送器采集的温度信号，调整温度调节阀的开度调节配水环管内水的温度，以保证配水环管内水温控制在20±5℃范围内。当水温升高（高于22℃）时，控制箱应自动操作，调节阀开度增加，增加高压水泵供水流量，带走配水环管内热量，降低水温，水温低于22℃时，停止调节；当温度低于18℃内时，调节阀开度减小，减少进入配水环管流量，减少热交换量，升高配水环管内水温；当温度间于18℃-22℃时，维持调节阀开度；当配水环管出水温度接近15℃时，控制箱应自动操作，全关调节阀和出水电动阀，配水环管水进出水管路联通，进行内循环。

2.5 配水环管保温保压过程配水环管变形监测

在整个水压试验、保温保压浇注过程中，在配水环管进水端和1、2、3、4、5#喷嘴法兰处设置百分表，每个法兰分别设置水平方向、垂直方向、射流方向3只百分表，监视配水环管变形。

3、配水环管保温保压流程

按原理图布置设备（需在配水环管水压试验前完成）沿配水环管搭遮阳棚（避免在保温保压过程中阳光直射在配水环管上，导致配水环管内水的有额外的热量传导到配水环管内）配水环管水压试验完成后，将配水环管内水压通过试压泵（哈电提供）泄压到2.92MPa，关闭试压泵调整水位计，调试自动控制柜启动水泵，向配水环管内注水，根据压力表读数，调整压力维持阀动作压力，直至配水环管压力表读数为2.92MPa待配水环管内压力稳定在2.92MPa时，记录开始时间、环境温度、河水温度和温度计读数、压力读数、百分表原始读数第一层混凝土浇注，派专人24小时不间断值班，监测配水环管水温、压力、百分表读数和水泵运行情况、水箱水位。浇注完成第一层，等待下一层浇注过程中，每隔一小时记录压力表、温度计、百分表读数，并与前面记录数据进行对比，分析变化全部混凝土浇注完成后的第一天、第二天、第三天每隔一小时记录压力表、温度计、百分表读数，并与前面记录数据进行对比，分析变化，第四天以后，可每隔两小时记录一次全部混凝土浇注完成，保温保压天数达到后，开启阀门，配水环管泄压，泄压过程应缓慢、平稳，以免配水环管快速收缩。

4、方案的应用

目前蜗壳和配水环管保压浇筑混凝土已广泛被使用在水电站施工中，但保温保压浇筑混凝土，更有利于延长设备寿命，有利于水电站的长期安全可靠运行，为今后发展的趋势。斐济南德瑞瓦图项目因地制宜采用了第三种方案实现了高水头配水环管的保温保压浇筑混凝土，解决了项目的一大难题。

参考文献

[1]杨奎.《斐济南德瑞瓦图项目配水环管保温保压混凝土热量计算》.斐济.2011年

王治烘（1974-），男，四川成都人，工程师，大学本科。中国水利水电第十工程局海外事业部机电部部长，从事水利水电工程施工技术管理工作。