浙江仙居抽水蓄能電站的工程條件和特點(diǎn).doc(20210121025954)

1、文檔來源為 :從網(wǎng)絡(luò)收集整理 .word 版本可編輯 .歡迎下載支持& 浙江仙居抽水蓄能電站的工程條件和特點(diǎn)1仙居抽水蓄能電站工程條件仙居抽水蓄能電站位于 浙 江省仙居縣 湫山鄉(xiāng) 境內(nèi)，電站設(shè)計(jì)總裝機(jī) 容量 1500MW，為日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站，其開發(fā)任務(wù)是作為華東、浙江電網(wǎng)主力調(diào)峰電 源之一，為系統(tǒng)承擔(dān)調(diào)峰、填谷和提供事故備用，同時(shí)還承擔(dān)調(diào)頻、調(diào)相等任務(wù)，以 緩解系統(tǒng)嚴(yán)重的調(diào)峰矛盾，改善火電、核電機(jī)組運(yùn)行狀況，提高系統(tǒng)的供電質(zhì)量，為 電網(wǎng)安全運(yùn)行提供可靠保證。仙居抽水蓄能電站工程河流水系歸屬靈江流域上游主支流永安溪，電站下水庫 利用永安溪上游河段 2002 年建成的下岸水庫，上水庫利用湫山鄉(xiāng)

2、梧桐村一天然盆型 凹地將其兩個(gè)埡口筑壩成庫。上、下水庫間直線距離約2km，高差約440m。電站對外交通方便，地理位置、地形條件優(yōu)越。上水庫集水面積1.21km2，多年平均徑流量112.3萬m3。上水庫庫盆范圍除靠近 庫底部分為水田、耕地外，流域內(nèi)山坡、庫岸森林茂密，植被良好，來水來沙條件處 于天然穩(wěn)定狀態(tài)。蓄能電站下水庫共用已建的下岸水庫，下岸水庫是一座“以防洪、灌溉為主， 結(jié)合發(fā)電”的大（ 2）型綜合性水利項(xiàng)目。水庫為多年調(diào)節(jié)性能，壩址以上流域面積 257km2，總庫容1.35億m3，多年平均入庫流量8.39m3/s，多年平均徑流量2.648億 m3。樞紐工程區(qū)地層巖性主要分布流紋質(zhì)含礫晶屑

3、熔結(jié)凝灰?guī)r以及凝灰質(zhì)砂巖、凝 灰質(zhì)泥巖、熔結(jié)凝灰?guī)r、玄武巖、安山巖、沉凝灰?guī)r、角礫熔巖等。上水庫庫周山體雄厚，最大高程為 911.0935.5m,庫岸山坡地形較完整，坡度 一般3040。，局部為陡壁。庫岸主要由硬質(zhì)火山巖構(gòu)成，少量沉凝灰?guī)r沿坡腳分 布， 順坡緩傾角結(jié)構(gòu)面不發(fā)育， 未發(fā)現(xiàn)大的不利結(jié)構(gòu)面組合， 天然狀態(tài)下庫岸穩(wěn)定， 水庫蓄水后， 總體庫岸穩(wěn)定， 但庫水位的頻繁升降及庫水的長期浸泡作用， 將對沉凝 灰?guī)r及較厚覆蓋層地段的庫岸穩(wěn)定有一定影響， 需采取一定的防護(hù)措施。 庫盆主要由 近南北和近東西向的兩條沖溝構(gòu)成，沖溝尾部地表高程大于800m,溝底在高程700 720m 處有地下水出露至地

4、表，順溝流向庫內(nèi)，其地下水分水嶺高于設(shè)計(jì)正常蓄水位 671m。西南庫岸山脊高程802.8814.07m,正常蓄水位高程山體厚度大于 400m,地 下水滲徑較長，地下水位高程700 m左右。東南庫岸山脊高程均在800m以上，后緣 山體雄厚， 長期觀測孔地下水位高于正常蓄水位， 庫水不會(huì)沿沖溝、 西南庫岸及東南庫岸向庫外產(chǎn)生滲漏。北庫岸山脊高程680.26761.8m,設(shè)計(jì)正常蓄水位處山脊寬100150m，長期觀測孔最低處的地下水位略高于設(shè)計(jì)正常蓄水位該段庫岸需進(jìn)行垂 直帷幕防滲處理。 勘探和分析表明上水庫庫盆水文地質(zhì)條件優(yōu)越, 需局部進(jìn)行防滲處 理的庫岸范圍小，處理技術(shù)簡單。上水庫主壩壩址區(qū)河谷

5、呈“ V字型，岸坡覆蓋層淺薄，基巖多裸露，以弱風(fēng)化為 主。基巖為含礫晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r， 局部為英安質(zhì)凝灰?guī)r或流紋質(zhì)的角礫凝灰?guī)r。 弱風(fēng) 化含礫晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r的飽和單軸抗壓強(qiáng)度平均值為143Mpa,巖石堅(jiān)硬。壩址區(qū)無大的地質(zhì)構(gòu)造， 工程地質(zhì)條件良好， 能夠作為各類壩型的基礎(chǔ)。 副壩壩址位于庫區(qū)西 側(cè)地形埡口部位，邊坡地形相對舒緩，壩址區(qū)覆蓋層厚度一般1.54.4m,左岸地層為角礫凝灰?guī)r、 沉凝灰?guī)r、蝕變玄武巖、安山巖、角礫熔巖等， 巖性差別大， 弱風(fēng)化 微風(fēng)化，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度為3492Mpa；右岸為含礫晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r，局部為 凝灰?guī)r，弱風(fēng)化巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度為 143MPa,巖石堅(jiān)硬。輸水

6、發(fā)電系統(tǒng)沿線自然地形由兩個(gè)山包與山脊組成， 沿線地層為含礫晶屑熔結(jié)凝 灰?guī)r，局部為英山質(zhì)、流紋質(zhì)凝灰?guī)r，巖性堅(jiān)硬。沿線斷層不甚發(fā)育，斷層總體規(guī)模 不大。引水隧洞上覆巖體厚80525m，覆蓋層淺薄，一般12m。輸水系統(tǒng)的上平 段、上、下斜井段、下平段及尾水段基巖巖性為含礫晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r，巖石微風(fēng)化 新鮮，巖體較完整完整，巖石堅(jiān)硬，初步判定洞室圍巖以U類為主。沿線穿越洞線 的主要斷層規(guī)模也不大，且均位于尾水隧洞段。地下廠房上覆巖體厚約340m。圍巖為新鮮的含礫晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r，巖石堅(jiān)硬， 巖體弱微透水，節(jié)理多以陡傾角為主，除近 SN向節(jié)理與廠房軸線夾角較小外其他 節(jié)理與廠房軸線夾角較大。地下廠房圍巖

7、工程地質(zhì)條件較好，圍巖以U類為主，局部 裂隙密集帶、斷層帶或者巖脈與圍巖接觸的邊緣為WV類，成洞條件較好。下水庫進(jìn) /出水口地層主要為含礫晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r，部分為凝灰質(zhì)砂巖，南北向 區(qū)域斷層F1 （溪口 -界坑斷裂）由附近穿過，受其影響，工程區(qū)巖石部分已發(fā)生蝕變， 局部硅化，次級小斷層或節(jié)理（裂隙）發(fā)育，巖石質(zhì)量指標(biāo)平均值為34，巖體較破碎完整性差。邊坡整體基本穩(wěn)定，具備成洞條件，圍巖類別為川類，但需要重視 對開挖邊坡進(jìn)行支護(hù)處理。下水庫主要建筑物為混凝土雙曲拱壩，設(shè)計(jì)壩高 64m。下水庫庫區(qū)內(nèi)群山連綿， 兩岸山體雄厚，均由相對不透水的火山巖組成，下水庫工程于 2003年 3月通過蓄水 安全鑒定

8、。自水庫蓄水至今，水工建筑運(yùn)行正常也不存在水庫永久滲漏問題。2仙居抽水蓄能電站工程自然條件可謂得天獨(dú)厚。其上水庫成庫條件好、主壩規(guī)模 小、庫盆基本不需要防滲處理；下水庫已建成，具有庫容大、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、蓄能 電站建設(shè)基本不影響原功能；電站水頭高、輸水系統(tǒng)距離短、距高比小(L/H=4.386),地下工程地質(zhì)條件優(yōu)良。即本工程同時(shí)擁有上水庫、下水庫、地 下工程三方面的優(yōu)越建設(shè)條件是極其難得的。 仙居抽水蓄能電站建設(shè)的必要性華東電網(wǎng)是一個(gè)以火電為主的電網(wǎng)， 三省一市用電負(fù)荷、 用電量增長一直較快， 根據(jù)電網(wǎng)的現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃預(yù)測，華東電網(wǎng) 2015 年最大負(fù)荷為 MW ，需電量為 7500 億 kWh

9、，夏季最大峰谷差將達(dá) 60490MW 。經(jīng)華東電網(wǎng) 2015 年電力電量平衡計(jì)算， 華東電網(wǎng) 2015 年電力缺口約為 22823MW。根據(jù)華東電網(wǎng)電源規(guī)劃進(jìn)行華東電網(wǎng) 2015 年調(diào)峰容量平衡計(jì)算， 2015年煤電機(jī) 組綜合調(diào)峰幅度將達(dá)到夏季為 49.3%，冬季為 43.2%，煤電調(diào)峰幅度較難滿足電網(wǎng)安 全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，調(diào)峰缺口較大，電網(wǎng)需配備其它調(diào)峰電源。經(jīng)過調(diào)峰容量平衡和電網(wǎng) 2015 年抽水蓄能電站合理規(guī)模比較， 2015年前除已建 的天荒坪、溪口、響洪甸、沙河，在建的桐柏、宜興、瑯琊山和前期準(zhǔn)備工作充分的 響水澗等(合計(jì)容量5860MW)外，2003年2015年華東電網(wǎng)需新

10、增抽水蓄能電站 經(jīng)濟(jì)合理規(guī)模為 7900MW 左右。 201 5年華東電網(wǎng)蓄能電站總規(guī)模 13760MW 左右， 約占電網(wǎng)總裝機(jī)比重 8.57%。屆時(shí)，華東電網(wǎng)煤電綜合調(diào)峰幅度夏季為 37.87%，冬 季為 31.41%，火電利用小時(shí)為 5456h。在華東地區(qū)，浙江經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，已成為全國經(jīng)濟(jì)最具活力、發(fā)展最快的省份 之一，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展用電負(fù)荷連續(xù)多年保持強(qiáng)勁增長， 其用電缺口和調(diào)峰問題 也更為突出。其全社會(huì)最高用電負(fù)荷、用電量增長增幅居華東之首、全國前茅。根據(jù)浙江省電力發(fā)展規(guī)劃預(yù)測，浙江電網(wǎng) 2015 年全社會(huì)最高負(fù)荷 48800MW， 需電量3010億kW.h。通過浙江電網(wǎng)2015年

11、調(diào)峰容量平衡計(jì)算，至2015年如不新增 調(diào)峰電源，浙江電網(wǎng)夏冬季調(diào)峰幅度達(dá)到 46.3%和 44.5%。煤電調(diào)峰幅度較大，較難 保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。按浙江省發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)預(yù)測的負(fù)荷水平，經(jīng)過對浙江電網(wǎng) 2015年調(diào)峰容量平 衡和抽水蓄能電站經(jīng)濟(jì)合理規(guī)模比較，除天荒坪分浙江500MW、桐柏分浙江710MW、 溪口 80MW 等 1290MW 外， 20032015年浙江電網(wǎng)需新增抽水蓄能電站 3600MW 左右。仙居抽水蓄能電站位于浙東南中心地帶，其東臨臺州、南近溫州、西連金華和麗水、北接紹興。距浙江省幾個(gè)主要的城市直線距離分別為溫州60km、臺州80 km、 金華70 km、麗水40 km

12、、杭州140km、寧波140 km。浙東南的溫州、臺州、寧波及 金華等地是經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛、 用電負(fù)荷高速增長的地區(qū)。 電站地處浙東南地區(qū)負(fù)荷中心， 靠近浙東南 500kV 主環(huán)網(wǎng)，上網(wǎng)條件便利。仙居抽水蓄能電站將以兩回 500kV 線路 與浙東南主環(huán)網(wǎng)相連。在浙江省中長期電力規(guī)劃中，大部分火電、核電電源裝機(jī)均位于浙東南沿海， 預(yù)計(jì)到 2015 年，浙東南主要大型煤電裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到 20120MW，2015 年三門核電 站規(guī)模也將達(dá)到4000MW，這些大型煤電和核電的建設(shè)可充分保證仙居抽水蓄能電站 的抽水電量需求。仙居抽水蓄能電站由于其地理位置的優(yōu)勢，既可以供電華東電網(wǎng)， 又可以為浙江省電網(wǎng)發(fā)揮作

13、用，該電站裝機(jī)規(guī)模1500MW，建成投運(yùn)華東電網(wǎng)夏季調(diào) 峰幅度可從 49.2%下降到 46.72%。浙江電網(wǎng)夏季調(diào)峰幅度可從 46.3%下降到 39.99%， 可有效改善電網(wǎng)運(yùn)行狀況，降低煤電調(diào)峰幅度，改善電網(wǎng)運(yùn)行條件。3仙居抽水蓄能電站設(shè)計(jì)及工程特點(diǎn)仙居抽水蓄能電站裝機(jī)容量1500MW，最大日發(fā)電量為750萬kw.h，最大日抽 水電量為1027萬kw.h ;年平均發(fā)電量為 25.13億kw.h，年平均抽水電量為 34.41億 kw.h;年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)為1675h,年抽水利用小時(shí)數(shù)為2294h。為大 型一等工程。 上水庫大壩、輸水系統(tǒng)、地下廠房等主要建筑物按 1 級建筑物設(shè)計(jì)，次要建筑物按

14、3 級建筑物設(shè)計(jì)。下水庫大壩為已建拱壩，因不改變其特征水位，仍維持其暫按原2級建筑物的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 上水庫主、副壩以及廠房洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按 200年一遇洪水設(shè)計(jì)， 1000 年一遇洪水校核。下水庫大壩洪水標(biāo)準(zhǔn)按 100 年一遇洪水設(shè)計(jì)， 1000 年一遇洪 水校核。工程區(qū)地震基本烈度小于 VI 度，地震設(shè)防烈度為 VI 度。仙居抽水蓄能電站樞紐建筑物主要由上水庫、下水庫、輸水道系統(tǒng)、地下廠房 及開關(guān)站等建筑物組成。根據(jù)上水庫地形地質(zhì)條件以及上水庫庫盆增容容開挖的實(shí)際情況， 為了達(dá)到土石 方挖填基本平衡， 以實(shí)現(xiàn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)性， 經(jīng)過比選確定上水庫主、 副壩型均為面 板堆石壩，主、副壩的規(guī)模均不大

15、，其中主壩最大壩高 81m，壩頂長度230m,壩頂 高程為675.0m,上水庫正常蓄水位為671.0m,上水庫發(fā)電調(diào)節(jié)有效庫容為878萬m3, 其中發(fā)電調(diào)節(jié)庫容730萬m3,事故備用庫容148萬m3。上庫死水位為631m，其對 應(yīng)的死庫容約167萬m3。上水庫集雨面積小，校核洪水工況時(shí) 24 h洪量僅60.9萬 m3,全部留存于庫內(nèi)時(shí)最高水位也僅比正常蓄水位高出 1.97m。因此，上水庫不設(shè)置 溢洪道。輸水系統(tǒng)總長2253.32271.9m,引水隧洞和尾水隧洞均采用兩洞四機(jī)的布置方 式，輸水系統(tǒng)主要建筑物包括上庫進(jìn) /出水口、引水斜井、引水下平洞、引水岔管、 引水壓力鋼管、尾水壓力鋼管、尾水隧

16、洞、下庫進(jìn) /出水口等。上水庫進(jìn) /出水口位于 上庫主、副壩之間北庫岸，采用側(cè)式岸坡豎井式，進(jìn)水口底板高程為616.00m,進(jìn)/出水口設(shè)有事故檢修閘門一道。引水隧洞地下廠房正交，引水主洞洞徑為7.0m,隧洞長約1376.0m,高壓岔管為鋼筋混凝土襯砌，支管鋼襯段長140.0m。尾水隧洞洞徑 7.8m，尾水隧洞全長896.7877.4m,其中尾水鋼襯段長110m,尾水調(diào)壓室布置在尾 水岔管下游約 25m 處,采用帶上室的阻抗式調(diào)壓室。下庫進(jìn) /出水口采用側(cè)向岸坡塔 式，進(jìn)水口底板高程為165m。下庫進(jìn)/出水口設(shè)有檢修閘門一道。地下廠房位置選擇進(jìn)行了首部、中部和尾部三種開發(fā)方式的比選,因?yàn)橹胁块_

17、發(fā)方案相對于尾部方案可以避免設(shè)置引水調(diào)壓室， 地下廠房洞群位置的地質(zhì)條件也相 對較好；相對于首部開發(fā)方案可以減少電纜出線和輔助洞室長度和工程量， 工程造價(jià) 較低。因此，采用廠房中部偏下游的開發(fā)方案。主副廠房洞、主變洞、尾閘洞三大洞 室平行布置，主廠房與主變洞間距為40m,主變洞與尾閘洞間距為35m,主副廠房洞 開挖尺寸 178mx 25.5m x 53.0m （長x寬x高），主變洞開挖尺寸168m x 21mX24.75mx 168m （長x寬x高），機(jī)組裝機(jī)高程116.0m,發(fā)電機(jī)層高程131.0m。進(jìn)廠 交通洞從安裝場端頭進(jìn)廠, 廠房另一側(cè)布置通風(fēng)兼安全洞。 排水廊道系統(tǒng)布置在三大 洞室四

18、周, 分三層布置, 地下滲水由三層廊道匯集到廠房集水井再抽排到單獨(dú)設(shè)置的 排水洞自流出洞。高壓電纜出線采用平洞 +豎井布置方案,即從主變洞經(jīng)兩條出線支 洞匯至出線豎井,再通過出線平洞到達(dá) 500kV 開關(guān)站。開關(guān)站布置有 GIS 室以及地 面出線場。仙居抽水蓄能電站選用 4 臺立軸單級混流可逆式水泵水輪機(jī)組,單機(jī)額定出力 382.7MW，額定轉(zhuǎn)速375r/min，轉(zhuǎn)輪直徑4.92m。電站最大揚(yáng)程和最小水頭比正常情 況下為1.16,極限工況下為1.19,水輪機(jī)額定水頭為428m，最大水頭和額定水頭比 為1.14，初擬機(jī)組的吸出高度Hs= -65m。發(fā)電電動(dòng)機(jī)為三相、立軸、空冷發(fā)電電動(dòng) 機(jī)，其結(jié)構(gòu)

19、推薦采用半傘式。額定容量為375MW/400MW （發(fā)電機(jī)工況/電動(dòng)機(jī)工況）， 額定電壓18kV，額定功率因數(shù)0.90/0.975（發(fā)電機(jī)工況/電動(dòng)機(jī)工況），額定頻率為50Hz, 額定轉(zhuǎn)速375r/min。以目前抽水蓄能技術(shù)水平和發(fā)展， 按預(yù)期的參數(shù)要求生產(chǎn)仙居抽 水蓄能電站水泵水輪機(jī)、發(fā)電電動(dòng)機(jī)，無論從設(shè)計(jì)技術(shù)、工藝水平，還是制造經(jīng)驗(yàn)上 都是完全可行的。仙居抽水蓄能電站由于地形、 地質(zhì)條件好， 下水庫已建。 相對于電站裝機(jī)規(guī)模而 言其主體工程工程量相對較小，土石方明挖約350萬m3,石方洞挖約110萬m3,壩體填筑約140萬m3，混凝土工程約30萬m3,工程建設(shè)工期按國內(nèi)平均先進(jìn)水平 編排工

20、程總工期為 5 年 6 個(gè)月，施工關(guān)鍵線路為：廠頂施工支洞 （通風(fēng)兼安全洞 ）施工 一廠房上部開挖一巖錨吊車梁施工一廠房中下部開挖一橋機(jī)安裝及調(diào)試一1#肘管安裝-1#肘管、蝸殼基礎(chǔ)混凝土一 1#蝸殼安裝及水壓試驗(yàn)-1#蝸殼、機(jī)墩、電機(jī)層混凝 土 1#機(jī)組安裝1#機(jī)調(diào)試、試運(yùn)行2#機(jī)調(diào)試、試運(yùn)行3#機(jī)調(diào)試、試運(yùn)行4# 機(jī)調(diào)試、試運(yùn)行。主、副廠房及安裝間開挖需時(shí) 22個(gè)月，橋機(jī)安裝 3個(gè)月，從肘管 下基坑至第一臺機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行需時(shí) 26個(gè)月，第 1 臺機(jī)組發(fā)電工期為 54個(gè)月。 4仙居抽水蓄能電站初步經(jīng)濟(jì)性評價(jià)按 2004 年一季度價(jià)格水平計(jì)算仙居抽水蓄能電站工程總投資 44.68 億元，靜態(tài) 總投資 39.29億元， 單位千瓦投資 2978.90元，單位千瓦靜態(tài)投資 2619.48元，單位 電量投資1.78元/kWh。仙居抽水蓄能電站單位靜態(tài)總投資僅為 2619元/kW，投資指標(biāo)好，與煤電相比 可節(jié)約電源建設(shè)投資萬元（靜態(tài)），替代系統(tǒng)煤電裝機(jī)1571 MW，并可為電網(wǎng)節(jié)省一 定運(yùn)行費(fèi)用。根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)評價(jià)結(jié)果，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率達(dá)48.21%，遠(yuǎn)大于社會(huì)折現(xiàn)