收稿日期:2012-02-09
作者简介：潘忠荣(1980-)，男，工程师，主要从事水电
站机电设计工作。E mail:mibec@yahoo com cn
潘忠荣 杨逢春(台州市水利水电勘测设计院 浙江台州 318000)
摘 要 详细介绍碑沱水电站循环冷却水系统的设计过程及系统各组成部分的规格、参数和作用，该循环冷却水系统投运以来运行稳定，取得了良好的经济效益。图1幅。
1 工程概况
碑沱水电站位于四川省苍溪县嘉陵江支流东河中上游，距苍溪县城30km，坝址以上集雨面积3847km 2
，为低坝径流式电站。拦水建筑物由翻板堰坝、船闸和电站厂房组成，总长度为234 52m 。电站以发电为主，兼顾航运，不承担防洪、灌溉及供水任务。电站正常蓄水位383m，额定水头10m，总装机容量10
000kW，由4台2500kW 轴流式水轮机组组成，多年平均发电量3675万kW h，工程总投资6365 72万元。
2 必要性
由于东河流域上游水土流失严重，汛期河流泥砂含量大，且大粒径悬浮物及杂质过多，作为水电站技术供水水质条件较差，通过水泵从尾水处取水经滤水器过滤后的水仍不能达到技术供水的水质要求；而且电站厂区附近无其他可用水源，故在设计时考虑采用循环水池加尾水冷却器的方案：通过循环使用符合要求的清洁水，利用尾水冷却器使进水温度满足要求。 3 设计难点
3 1 循环水池的供水方式和容量确定
电站共有4台机组，循环水池初拟位置为安装间下层的供排水室内。因室内空间限制，为保证4
台机组同时满负荷运行时有足够的循环水量，水池的供水只能通过埋设供水管接至户外，依靠生活用水系统进行供水和补水，且水池体积应尽量紧凑。如何确定水池尺寸及布置位置以满足各方面要求是设计中遇到的第一个难点。 3 2 尾水冷却器的型式
尾水冷却器安装在尾水平台附近，以尾水和冷却器内循环水的热交换来降低水温。为保证机组技术供水的进水温度在25 左右，如何选择尾水冷却器的型式、大小及耐压状况并做到节约成本和方便管理是本次设计的另一难点。
4 设计简介
循环冷却供水系统主要包括循环水池、尾水循环冷却器、供水水泵、电气控制柜、冷却水进出水管道、阀门、表计以及相关自动化元件等设备(见图1)。其工作原理为：在循环水池内储备一定量的经过水处理后的符合技术供水要求的清洁水，通过布置在水池周围的循环供水水泵抽水至尾水冷却器中，与河水进行冷热交换作用后将温度降低至25 以下，再送至各个机组冷却水管路中，带走机组运行产生的热量，经由排水管道排入循环水池中，完成一轮冷却水循环工作。通过此种循环往复的运作，来对水轮发电机组设备进行冷却和润滑，保证机组高效稳定的运行。
由循环冷却供水系统原理可知，该系统最重要的组成部分为循环水池、供水水泵及尾水循环冷却器。
清烟器1)循环水池
循环水池布置在供水泵室内，可为循环冷却供
卷绕电池
29 小水电 2012年第2期(总第164期)
规划设计
水系统提供相对恒定的水压，有利于水质检测及水质处理，便于水位检测等。根据碑沱水电站的机组设备用水量的要求(单机35m 3/h，设备冷却器进出口水温差应在2 左右)，在所有机组均满负荷运行的状态下，池内储水量应保持在15m 3左右，故设定净空间为20m 3。结合水泵室内的整体空间尺寸，确定循环水池的尺寸为:4000m m 2000m m 2500m m (长 宽 高)。循环水池内布置有供水总管、回水管、补水管、溢流管及放空管等各种水管路。循环水池顶部封闭，仅设进人孔
和补水管道，补水管道沿墙敷设至安装间厂房外侧，由电站生活用水系统进行补水。水位线以上设通风散热孔及防尘网，池体内设循环通道，回水管由水池末端顶部进入，并在水池水位上限处设溢流管，将多余水溢流到附近的集水井中。
循环水池内还设置有液位变送器及液位控制器，用于水池内的水位监测报警及自动补水控制。水池内水温夏季控制在40 以下，冬季控制在15
以下。
图1 供水泵室平面布置
2)供水水泵
根据供水系统布置情况选择了立式的离心水泵，型号为KQL80/185 11/2型，每台机组配置1台水泵，另设1台备用水泵，共5台，都按顺序布置在供水泵室内与供水管道相连接。根据自动控制水泵的需要，需配套设置1套现地水泵控制柜，集中控制供水泵的开停机，并接受中控室的远程控制。控制柜能够自动启停循环水泵，在自动控制故障时能手动启停，并可以对循环水泵电机进行电气二次监控自动保护，还可以将水泵的运行状态信号和故障信号传送到中控室内的后台监控系统。3)尾水循环冷却器
尾水循环冷却器可根据电站厂房尾水布置型式灵活布置，布置方式可采用立式、卧式及挂式等3种型式，而连接方式也有并联、串联或串并联结合等3种型式，上述几种布置方式及连接方式各有特。根据本电站的下游尾水布置的实际情况，为了便于安装及检修的安全与方便，尾水循环冷却器采用了卧式连接并通过并联的型式安装在尾水平台上，这样有利于管道布置的流畅，不易在管道及循环冷却器内结垢及堵塞。
轮胎套筒尾水循环冷却器按相应的技术(下转第28页)
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和发电厂房及其周边建筑的施工。生产区尽量利用现有地形条件，布置在进厂公路边或地形稍平缓稳定的主体建筑附近。
施工场地的选择和布置首先应考虑枢纽布置特点以及附近场地的相对位置、高程、面积和征地范围等主要指标；其次要研究对外交通进入施工场地与内部交通的衔接条件和高程、场地内部地形条件、各种设施及货流方向，选择场内交通的主要运输道路，并以交通道路为纽带，结合地形条件，设置临时设施；最后研究分区规划，使之布局合理、相互协调。
主要施工场地、施工工厂和临时设施的防洪标准采用5~10a重现期洪水即可满足要求。
硝酸钙溶液以混凝土建筑物为主的电站工程，施工工区布置宜以砂和石料开采、加工、混凝土拌和、浇筑系统为主。以当地材料坝为主的电站工程布置宜以土石料采挖、加工、堆料场和上坝运输线路为主。两种坝型的施工布置均应优先保证主要生产系统设置的位置。
4 2 场内交通规划
一般情况下，场内交通应充分利用已有交通条件(即对外交通，主要为公路)，选择最短线路的改建、新建道路连接各施工区。
场内交通布置主要考虑的因素为：施工总布置方案；满足施工运输要求；场内交通道路建设和维护费用；运输总费用。
在压力管道的交通运输时，一些压力管道明钢管边坡陡峻且管线较长，有的工程曾考虑过缆车和轨道方案，但均因为实用性差而放弃，一般还是以公路方式连接明管1~2个工作面。如果至前池管理处的公路需从厂房处达到，一般沿着连接明钢管和泄水道修建 S 形盘山路到达前池。
4 3 施工进度安排
工程建设工期分为工程筹建期、工程准备期、主体工程施工期和工程完建期。工程总工期为后3项工期之和，不包括工程筹建期在内。工程筹建期由建设单位负责进行，包括对外交通、施工用电、通讯、施工征地与移民，以及招标评标、签约等涉及对外协作的筹建工程。工程准备期为按合同规定由土建承包商所做的准备工作期。
单项工程施工进度既应服从总进度的整体安排，通过各单项工程施工方法研究，又要为合理调整施工总进度提供依据。进度计划必须和总进度紧密配合，才能编制出整体较优的施工进度方案。
高水头径流引水式电站的总工期一般为2~4a (除筹建期外)。在工程施工过程中，经常会遇到的问题有：地质条件与可研阶段推断有误差而导致的工期延长；施工过程中受到当地众的干扰；施工队伍
力量薄弱；其他外部环境等。所以，总工期一般均会比计划工期推迟，但提前做好充分准备后工程会顺利很多。
责任编辑 吴 昊
(上接第30页)标准和要求制造，使用年限不低于25a。每台机组设置1台冷却器，共4台，冷却器水量为35m3/h，与机组技术用水量相配套，冷却器出水温度小于25 。冷却器内部应保持清洁、不易结垢及滋生微生物，材质选料应安全可靠，应具有一定的防腐、防锈功能。冷却器应满足试验压力为0 9MPa，保压时间为冷却器半小时不渗漏变形的要求。另外，冷却器的布置位置还应考虑安装及检修安全方便。
5 结 语
木材烘干
碑沱水电站的机组冷却方式采用循环冷却水系统的设计后，一方面减少了机械损耗及使用寿命，使机组的发电机上导、下导、推力轴承、发电机空气冷却器及水轮机导轴承不受泥砂磨损、堵淤及不易结垢，延长了机械部件的使用寿命及减少了这些部件的维修工作量。另一方面，减少了建设其它冷却水过滤所需的诸如沉砂池、滤水器等的投资。
电站建成投运以来，循环冷却水系统运行稳定良好，提高了机组技术供水水质及可靠性，在运行使用的这几年时间里产生了良好的经济效益。
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