白鶴灘水電站左岸大壩施工冷水廠初步設(shè)計(jì)摘要：本文介紹了白鶴灘水電站大壩左岸施工冷水廠初步設(shè)計(jì)、設(shè)備選型及工藝布置。由于大壩大體積混凝土自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在施工過(guò)程中必須對(duì)其采取嚴(yán)格的穩(wěn)控措施。根據(jù)大壩混凝土施工不同時(shí)段及高程所需的冷卻水及溫控要求，采用體積小、模塊化的移動(dòng)式冷卻站提供大壩冷卻水。關(guān)鍵詞：白鶴灘水電站冷水廠選型設(shè)計(jì)白鶴灘水電站為I等大（1）型工程，樞紐工程由攔河壩、泄洪消能建筑物和引水發(fā)電系統(tǒng)等主要建筑物組成。攔河壩為混凝土雙曲拱壩，壩頂高程834.00m，最大壩高289.00m，壩下設(shè)水墊塘和二道壩。1氣象條件根據(jù)白鶴灘氣象站1994?2009年共16年的氣象觀測(cè)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，其氣象要素特征如表1。白鶴灘氣象站多年平均氣溫21.9°C，極端最高氣溫42.7°C。表1氣象要素特征表月123456789e/11份月月月月月月月月月0月1月2月多11222222221年平均氣溫3.36.60.75.56.86.87.57.24.81.68.24.42冷水廠主要任務(wù)左岸壩體冷水廠的主要任務(wù)：大壩混凝土一期、中期和二期冷卻，水墊塘和導(dǎo)流洞封堵一期、二期冷卻，左岸壩頂墊座混凝土一期、中期和二期冷卻。大壩需要通水冷卻的混凝土約為447.8萬(wàn)m3。2壩體通水冷卻技術(shù)要求各期目標(biāo)溫度（1） 一期冷卻目標(biāo)溫度（Ta）為一期冷卻結(jié)束的標(biāo)志溫度，在一期冷卻期間對(duì)混凝土溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量并統(tǒng)計(jì)平均值，當(dāng)該值達(dá)到該目標(biāo)溫度后，轉(zhuǎn)入中期冷卻一次控溫。（2） 混凝土中期冷卻目標(biāo)溫度（Tb）為中期冷卻階段結(jié)束的標(biāo)志溫度，在中期冷卻期間對(duì)混凝土溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量并統(tǒng)計(jì)平均值，該值達(dá)到目標(biāo)溫度后，轉(zhuǎn)入中期冷卻二次控溫。（3） 封拱溫度（Tc）為混凝土二期冷卻目標(biāo)溫度，在拱壩橫縫灌漿區(qū)灌漿施工前，通過(guò)二期冷卻使同冷區(qū)和擬灌區(qū)的相應(yīng)拱圈達(dá)到目標(biāo)溫度（溫度平均值）后，轉(zhuǎn)入接縫灌漿控溫區(qū)，直至接縫灌漿后2個(gè)月結(jié)束。各期冷卻目標(biāo)溫度要求見(jiàn)表2。表2各期冷卻目標(biāo)溫度表660~780m14780~834m232016根據(jù)拱壩混凝土溫控防裂特點(diǎn)，將混凝土通水冷卻降溫過(guò)程分為一期冷卻、中期冷卻、二期冷卻共三期進(jìn)行。（1）一期冷卻1）混凝土下料澆筑后應(yīng)盡早開(kāi)始一期通水冷卻。一期通水冷卻控溫階段時(shí)，冷卻水管入口處參考通水溫度為8~10°C。一期通水冷卻降溫階段時(shí)，冷卻水管入口處參考通水溫度視情況可調(diào)整為14~16C。2）控溫目標(biāo)：根據(jù)混凝土分區(qū)控制要求，混凝土最高溫度Tmax應(yīng)不超過(guò)27C、29C，并不應(yīng)低于24C。3）通水流量：參考流量為1.0?1.5m：/h,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際控溫情況可適度調(diào)整。一期冷卻通水冷卻時(shí)間不少于21天。表3一期冷卻目標(biāo)溫度

封拱溫度（°C） 1314封拱溫度（°C） 131421（C）21（2）中期冷卻211） 控溫目標(biāo)：使混凝土溫度維持在一期冷卻目標(biāo)溫度，混凝土溫度變化幅度不超過(guò)±1.0C，結(jié)合下部接縫灌漿施工計(jì)劃及溫度梯度控制要求安排中期冷卻降溫。2） 控溫目標(biāo)：中期冷卻目標(biāo)溫度見(jiàn)表4。同時(shí)要求降溫階段日降溫速率W0.3C/天?；炷林衅诶鋮s降溫宜按灌區(qū)同拱圈同時(shí)進(jìn)行，混凝土溫度達(dá)到中期冷卻目標(biāo)溫度后，開(kāi)始進(jìn)行二次控溫，應(yīng)及時(shí)調(diào)整通水冷卻措施。3） 中期冷卻降溫原則上采用連續(xù)通水的方式實(shí)現(xiàn)，參考通水溫度為14~16C參考通水流量0.8?1.0m3/h,中冷降溫的時(shí)間不短于28天。封拱溫度（C）(C)中期冷卻目標(biāo)溫度表4中期冷卻目標(biāo)溫度封拱溫度（C）(C)中期冷卻目標(biāo)溫度3）二期冷卻1） 降溫目標(biāo)及混凝土齡期：使混凝土溫度降低至設(shè)計(jì)封拱溫度，及13°C、14°C、16°C，同時(shí)要求降溫階段日降溫速率W0.3C/天，開(kāi)始二期冷卻降溫的混凝土齡期應(yīng)不小于90天，二期冷卻末的最短混凝土齡期不小于120天。2） 通水溫度及流量：二期冷卻降溫要求采用連續(xù)通制冷水的方法實(shí)現(xiàn)，參考通水溫度為8~10C，參考通水流量0.8?1.2m3/h，控溫階段參考通水流量0.2?0.5m3/h。3冷水廠設(shè)計(jì)系統(tǒng)規(guī)模大壩冷水廠滿足大壩冷卻水最大流量347.2m3/h（—期冷卻出現(xiàn)在8月）、617m3/h（中期冷卻出現(xiàn)在9月）和712m3/h（二期冷卻出現(xiàn)在9月），冷卻水溫8~10°C、14~16°C和8~10°C的要求。混凝土通水冷卻制冷容量計(jì)算（1）一期冷卻以冷水廠為大壩提供8°C冷水計(jì)算，從冷水廠生產(chǎn)出的冷水溫度為7°C,在冷水進(jìn)入大壩冷卻管時(shí)水溫增加1C后為8°C,根據(jù)以往冷卻經(jīng)驗(yàn)和壩體混凝土溫控計(jì)算，冷卻水與混凝土熱交換后溫升為6°C,即回到機(jī)組內(nèi)的水溫為14C。大壩混凝土一期冷卻冷水廠通水峰值最大水量為347.2m3/h，考慮施工時(shí)各種不確定因素的影響，大壩一期冷卻水量最終確定為410m3/h。以10%的補(bǔ)充水和8月平均水溫作為補(bǔ)充水溫度計(jì)算。①根據(jù)上式①計(jì)算，混合后進(jìn)水溫度為14.8C，冷水廠冷卻后出水溫度為7°C,制冷廠冷循環(huán)水平均降溫幅度為7.8C。冷水廠高峰制冷量（標(biāo)準(zhǔn)工況）計(jì)算：2汙②J-I③Q設(shè)備制冷容量（kW）0k制冷設(shè)備補(bǔ)償系數(shù)1.06?1.15，取值1.151k工況換算系數(shù)，一期、二期取值2.084，中期取值3.08iQi混凝土冷卻水冷負(fù)荷（kW）k損耗系數(shù)1.1?1.2，取值1.22G冷卻水量（m3/h）SP水密度kg/m3c水比熱容kg/（kg?°C）Wt設(shè)備進(jìn)水溫度Jt設(shè)備出水溫度C根據(jù)上式②、③計(jì)算大壩一期冷卻制冷水所需最大制冷容量為2506.2kW。（2）中期冷卻以冷水廠為大壩提供15C冷水計(jì)算，從冷水廠生產(chǎn)出的冷水溫度為14C,在冷水進(jìn)入大壩冷卻管時(shí)水溫增加1C后為15C，根據(jù)以往冷卻經(jīng)驗(yàn)和壩體混凝土溫控計(jì)算，冷卻水與混凝土熱交換溫升為5C,即回到機(jī)組內(nèi)的水溫為20C。大壩混凝土中期冷卻通水峰值最大水量為617m3/h，考慮施工時(shí)各種不確定因素的影響，大壩中期冷卻水量最終確定為740m3/h。以10%的補(bǔ)充水和當(dāng)月平均水溫作為補(bǔ)充水溫度計(jì)算。根據(jù)上式①計(jì)算，冷水廠循環(huán)冷水平均降溫幅度為6.3°C。根據(jù)上式②、③計(jì)算大壩中期冷卻制冷水所需最大制冷容量為2327.9kW。（3）二期冷卻以冷水廠為大壩提供8C冷水計(jì)算，從冷水廠生產(chǎn)出的冷水溫度為7C,在冷水進(jìn)入大壩冷卻管時(shí)水溫增加1C為8C,根據(jù)以往冷卻經(jīng)驗(yàn)和壩體混凝土溫控計(jì)算，冷卻水與混凝土熱交換溫升為5C,即回到機(jī)組內(nèi)的水溫為13C。大壩混凝土二期冷卻通水峰值最大水量為712m3/h，考慮施工時(shí)各種不確定因素的影響，大壩二期冷卻水量最終確定為820m3/h。以10%的補(bǔ)充水和當(dāng)月平均水溫作為補(bǔ)充水溫度計(jì)算。根據(jù)上式①計(jì)算，制冷廠冷水平均降溫幅度為6.8C。根據(jù)上式②、③計(jì)算冷水廠二期冷卻高峰通水所需最大制冷容量為4551.3kW。設(shè)備選型及生產(chǎn)規(guī)模（1）一期冷水廠配置及規(guī)模按照大壩混凝土一期冷卻通水高峰期最大冷水量410m3/h要求，一期冷水廠選用1臺(tái)YDLSBMZ930.1型和2臺(tái)YDLSBMZ1240.1型移動(dòng)冷水機(jī)站，冷水廠總制冷量為2832.5kW（標(biāo)準(zhǔn)工況，以下均為標(biāo)準(zhǔn)工況），冷水廠冷水流量436.8m3/h,冷水廠總功率756.5kW。（2）中期冷水廠配置及規(guī)模按照大壩混凝土中期冷卻通水高峰期最大冷水量740m3/h要求，中期冷水廠選用1臺(tái)YDLSBMZ1240.2型和2臺(tái)YDLSBMZ1420.2型移動(dòng)冷水機(jī)站，冷水廠總制冷量為3405.5kW，冷水廠制冷對(duì)應(yīng)冷水流量946.6m3/h，冷水廠總功率907.2kW。3）二期冷水廠配置及規(guī)模按照大壩混凝土二期冷卻通水高峰期最大冷水量820m3/h要求，二期冷水廠選用1臺(tái)YDLSBMZ1240.2型和3臺(tái)YDLSBMZ1580.2型移動(dòng)冷水機(jī)站，冷水廠總制冷量為4711.7kW，冷水廠制冷對(duì)應(yīng)冷水流量876.2m3/h，冷水廠總功率1316.9kW。4結(jié)