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白鹤滩水电站的水锤效应有多强?该如何解决?

白鹤滩水电站的水锤效应有多强?该如何解决? 52赫兹实验室
2023-09-10
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导读:如果白鹤滩水电站的百万千瓦发电机组,一旦因故停运,会发生什么情况?

如果白鹤滩水电站的百万千瓦发电机组,一旦因故停运,会发生什么情况?


其瞬间产生的水锤效应,冲击力足以摧毁一米厚的钢筋混凝土管壁,顶翻数米厚的发电机组底板。


为什么会产生这么大的破坏力?什么是水锤效应?

 


白鹤滩大坝是金沙江上一座超大型混凝土双曲拱坝,其内部配备了16台全球单机容量最大的百万千瓦水轮发电机组,总装机容量1600万千瓦。


然而,如此强大的发电能力,也伴随着巨大风险。


据统计,流进每台发电机组涡壳内的水流量非常强大,每秒高达548立方米,速度将近每秒10米。



只需要5秒,就可以填满一个标准的奥林匹克游泳池!


如果此时的发电机组,突然停运关机,破坏力会非常大。


强大的水流在输送过程中,由于受到了阀门的突然闭合,从而导致流体被中断。



再加上水流的惯性,就犹如汽车的追尾事故一样,此时的管道中会受到一个巨大的冲击波压力,这种冲击力就像锤子敲打一样迅猛,因此被称为水锤效应。


通常来说,水锤所引起的压强激增可达管道正常工作压强的几十倍。


所以对于白鹤滩来说,这样的冲击力大到足以摧毁整台机组。

 


那怎么办呢?呐!可以安装一个这样的水锤消除器,它可以暂时存储一定量的水,以吸收和释放水流动能。


那么对于白鹤滩来说,就是建造多个放大版的水锤消除器。


工程师们在山体内部开挖了8个巨大的尾水调压室,直径达48米,高度达到122米,目的是用来调节突然的水压变化。

 


但想要挖出这么大的圆筒空洞,并不容易。


因为随着开挖面积的增大,岩体中积聚的应力也会随之加剧,尾调室顶部随时都会有坍塌的风险,也就是岩爆。


于是工程师们又创新地在调压室上方37米处的位置,开挖了一条隧洞,并在那里钻孔,然后用锚索拉住尾调室顶部。



尽管有了这样的预防措施,但在建造8号尾调室时还是发生了岩爆。


强大的冲击力,瞬间拉断用来支撑的钢筋锚杆。


为了评估岩爆的影响,工程师便从变形区域反向钻孔,并抽取内部的岩石进行分析。

 


不过好在问题不大,这次岩爆所带来的影响都在可控范围内。但为了安全起见,工程师们还是又进行了一次加固。


有了这8个尾水调压室的保护,白鹤滩水电站就可以更加安全地运行,确保数百万家庭得到稳定的电力供应。


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呐,等你关注都等出蜘蛛网了~

 


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