三峡船闸紧急关阀工况输水阀门工作条件原型观测*

输水阀门是船闸输水系统的关键部位,运行过程中受水动力荷载显著,极易诱发空化、振动,威胁阀门的安全运行。阀门在开启过程中遇紧急情况需动水关闭时,廊道水流呈现负水击波特性,门前压力迅速上升,而门后压力陡降,阀门工作条件恶化。通过现场原型观测,监测了三峡船闸北4闸首输水阀门在紧急关闭时的工作特性,包括流量和门井水位变化,阀门空化、流激振动及启闭力特性,分析了阀门在动水关阀时所承受的最大作用水头响应规律。结果表明：三峡船闸输水阀门在紧急关闭工况下,工作条件安全可靠。     

反弧门铰接支承的润滑与维修

<正> 1 前言葛洲坝船闸输水系统采用反弧门为工作闸门,简称输水阀门。它不但具有一般弧形闸门相似的外形结构以及无门槽、启闭力小、运行可靠等优点,而且还具有与一般弧形闸门不同的特点:如阀体反向安装、门叶凸面朝向下游而以凹形弧面挡水、铰座处于门井低流速区等。如果在高水头船闸输水系统中,阀门采用正向弧门的话,那么,门井则位于闸门下游。于是,     

高水头船闸输水阀门启闭力特性研究

高水头船闸输水阀门在运行过程中受水动力荷载作用影响,工作条件非常复杂,直接影响阀门的启闭力.由于阀门启闭力是决定启闭机容量和阀门自重的关键设计参数,因此有必要开展专门研究.1)针对反弧门形式,分析了阀门启闭速率、阀后廊道体型、阀门作用水头对启闭力的影响.2)通过改变阀门门型、底缘形状、支臂包护方式等形状系数,研究阀门的...     

三峡船闸(139m水位)一闸室船舶待闸研究

通过优化三峡船闸输水阀门运行参数,满足了船舶在一闸室待闸的停泊条件;组织代表船型进行实船试验,形成了连续调度快速安全的调度工艺,取得了在139m水位条件下,三峡船闸下行通航效率提高15%的效果。     

嘉陵江沙溪船闸输水系统布置研究

根据《船闸输水系统设计规范》的规定和嘉陵江沙溪船闸的特点,确定输水系统型式采用闸墙长廊道侧支孔输水系统。通过分析船闸闸墙长廊道侧支孔输水系统的特点及其发展概况,总结了国内部分采用闸墙长廊道侧支孔输水系统的船闸特征尺寸,采用水力计算及对比分析的方法,确定了阀门处廊道断面尺寸,提出了具体的输水系统布置,确定了流量系数及输水阀门开启方式。采用船闸输水过程数学模型计算了闸室输水水力特性。研究成果表明,输水系统布置是合理的,提出的输水系统布置及各部位尺寸适合沙溪船闸的具体条件,各输水水力特征值满足规范和设计要求,能够达到预期的设计目标。这种闸墙长廊道侧支孔输水布置是一种适用于具有重力式闸墙结构的中水头船闸性能较优的输水系统型式。     

小清河水牛韩省水船闸输水系统布置及水力计算

水牛韩船闸是小清河复航工程的上游梯级,由于沿线水资源比较匮乏,水牛韩船闸须具备省水功能。根据闸址地形条件并考虑未来船闸续建的需求,提出单级省水池的水牛韩省水船闸总体布置。按照《船闸输水系统设计规范》要求和工程特点,确定水牛韩船闸采用闸首短廊道集中输水系统,省水池与上、下闸首分别用一根输水廊道连接的输水系统,提出具体的输水系统布置,确定各输水阀门运行方式,并采用船闸输水过程数学模型计算了船闸非省水运行和省水运行时的输水水力特性。结果表明,提出的输水系统布置和确定的输水阀门运行方式合理可行,各输水水力特性值满足设计和规范要求。     

船闸输水阀门运行工艺现场测试优化

通过高水头船闸输水阀门运行工艺优化，改善闸室内船舶停泊条件及输水廊道阀门段水流条件，这是解决过闸船舶大型化导致系缆力超过设计值等问题的重要技术方法。结合某大型船闸输水阀门运行实例，通过动水关(开)阀开度调整、动水关阀剩余水头等不同工况的输水阀门运行工艺，开展水力学现场测试，选定充泄水时间、惯性超高(降)均满足设计及规范要求的充泄水阀门优化运行工艺。现场测试表明：采用推荐的输水阀门运行工艺，可有效地改善闸室内船舶停泊及输水廊道水力学条件，双边充水时船舶最大系缆力比现状工况降低近39.3%,人字门开启时船舶最大系缆力比现状工况降低近59%。     

三峡船闸输水廊道反弧门涂层失效及腐蚀原因分析

为保障三峡船闸输水廊道反弧门的运行安全，在2021和2022年三峡船闸计划性停航检修期间，对南北两线船闸反弧门的腐蚀状况进行检测和评估，分析其防腐蚀涂层起泡破坏及门体腐蚀的原因。结果表明，反弧门涂层存在大面积起泡、剥落，门体及构件的局部腐蚀问题凸显，涂层损伤及锈蚀面积约占反弧门检测面积的20%。反弧门原有涂装材料和热喷锌层仍能发挥防腐蚀作用，尚不需要进行大面积维修，但对于局部腐蚀和涂层破坏明显的区域，应及时修复，并加强检测、维护，避免发生腐蚀失效威胁门体安全。同时，针对反弧门遭受的高速水流冲蚀、空蚀以及电偶腐蚀耦合破坏问题，提出进行反弧门表面高弹、抗冲耐磨防护材料修复以及施加牺牲阳极阴极保护防护试验研究的建议。     

三峡船闸输水阀门运行参数优化

三峡船闸为连续5级船闸,工作水头高,同时两线船闸相邻,船闸与升船机共用下游引航道,使船闸水力学问题的难度超过了已建的世界船闸工程,是船闸设计的关键技术问题之一.根据合理布置船闸输水系统方式的条件,通过在运行实践中不断优化阀门运行参数,成功地解决了4级运行下行船舶一闸室待闸等问题,而且具备了阀门工作水头从45.2 m提高到47 m的工作条件,实现了5级运行改4级运行,有效提高了船闸的通过能力.     

犍为船闸输水反弧门廊道非恒定流水力特性研究*

船闸输水阀门段动水荷载是高水头船闸设计中关键的技术难题。以犍为船闸输水反弧门“平底＋顶部渐扩”的廊道非恒定流常压模型为依托,重点研究阀门段动水压力特性、启闭力特性,动水关闭工况下阀门段廊道水动力荷载、开启速率及作用水头对水动力荷载及启闭力特性的影响。综合分析阀门结构体系、门后动水荷载、启闭力特性、防空化效果等因素,犍为船闸阀门不会发生有害的流激振动。     

碾盘山船闸输水系统设计与试验研究

碾盘山船闸等级为Ⅲ级,最大设计水头14.2 m,属于中水头大型船闸,根据类似工程相关经验,船闸采用闸墙长廊道侧支孔分散输水系统,推荐阀门开启时间为6 min,输水系统以及阀门开启时间选用是否合理直接影响水流及船舶停泊条件。通过水力特性计算并结合1:15物理模型,对输水系统水力特性、廊道压力、闸室停泊条件进行分析。结果表明,碾盘山船闸采用闸墙长廊道侧支孔输水系统是合理的,设计的阀门开启时间下各项输水水力特征指标均能满足设计和规范要求。     

柳江红花二线船闸输水系统布置与水力学模型试验研究

红花二线船闸是广西西江黄金水道首批重点建设项目,是提升柳江及西江通航能力、实现西江亿吨黄金水道的重要工程,其闸室规模与三峡船闸一致、工作水头近20 m、输水能量巨大。结合工程特点,选择了闸底长廊道侧支孔输水系统,设计了输水系统具体布置,并提出采用汇合廊道改善单边阀门运行输水流态的措施。通过比尺为1∶30的物理模型试验,对不同阀门运行工况下输水系统水力特性、闸室船舶停泊条件、进出水口水流条件等开展研究,推荐了使水力指标满足规范和设计要求的阀门开启方式。     

西津二线船闸输水系统水力特性原型观测

输水系统是船闸的重要组成部分之一,西津二线船闸是西江航运干线中的重要通航枢纽,为确保西津二线船闸能够安全高效运行,试通航前,通过在闸室、阀门井、检修门井、上（下）闸首人字门前后和上游引航道等部位布置水位计,各输水阀门及人字门有杆腔、无杆腔布设油压传感器,对船闸输水系统水力特性、阀门启闭特性及人字门启闭特性进行综合监测、调试与分析,提出合理的运行方式。结果表明：在推荐的运行方式下,惯性超高（降）基本控制在0.10 m之内,大幅改善人字门及活塞杆受力条件,保障船闸的安全运行和高效通航。     

中高水头船闸输水系统选型布置及试验研究

以贵州旁海枢纽工程船闸为例,根据国内已建船闸综合分析所得的输水系统选型指标,利用灰色系统理论对船闸输水系统选型和布置进行验证,并应用物理模型试验对船闸水力特性和阀门工作条件进行试验研究.通过试验测定闸室内停泊条件和阀门开启方式,确定并优化了船闸结构和输水系统布置.结合近年来船闸输水系统设计、工程实际经验和成果,为第二类...     

中水头巨型船闸闸墙长廊道侧支孔输水系统水动力学研究*

闸墙长廊道侧支孔输水系统,因其相对于集中输水系统更优的水流条件以及相对其他分散输水系统更简单的结构和更低的建设维护成本,而广泛应用于中水头大型船闸中。近年来,湘江航运干线设计和建设了４座中水头巨型船闸,该输水系统能否满足巨型船闸高输水能量下的船闸自身与过闸船舶安全要求需要加以研究论证。本文以大源渡二线船闸为例,通过1:30物理模型试验,对其闸室船舶停泊条件、输水水力特性及引航道水流条件进行研究。结果表明：在推荐的消能布置和阀门开启方式下,各项指标均能满足规范和设计要求。     

犍为船闸335 m库水位输水系统水力特性原型调试研究

输水系统是船闸的重要组成部分之一，为避免船闸水力学中模型缩尺效应的影响并保证犍为船闸在335 m库水位的安全运行，对其输水系统水力特性进行原型观测与调试。通过在船闸闸室、各阀门井(检修阀门井)、上(下)闸首人字门前后、上下游引航道等部位布置19个水位计测点，得出输水系统充泄水工况下的水力特性。结果表明：充水阀门以推荐t_v=4 min启闭时，闸室内出现明显的超灌(泄)现象，双边充(泄)水惯性超高(降)分别为0.40、0.10 m,对船闸人字门及过闸船舶安全产生不利影响。通过对闸、阀门运行方式的优化，有效缓解了闸室超灌(泄)现象，双边充(泄)水惯性超高(降)分别降至0.15、0.10 m以下。提出适应335 m库水位的船闸运行方式，为船闸的安全运行和船舶高效通航提供保障。     

飞来峡二、三线船闸人字门及阀门原型调试研究

飞来峡二、三线船闸是目前广东省内最大船闸,为保证船闸人字门和输水工作阀门正常安全高效工作,同时更好地积累大型船闸金属结构设备的运行经验,对飞来峡二、三线船闸人字门和输水工作阀门运行特性进行调试研究,结果表明:人字门采用三阶段加减速启闭过程,液压启闭机油压过程线较为平稳,油压值和压力值均远小于液压启闭机设计额定值,能满足液压启闭机安全运行要求;工作阀门启闭过程中,油缸有杆腔最大压力基本已接近或超过设计值,运行过程需重点调试;工作阀门在开启过程中各向加速度值均较小,振动强度小,运行较平稳。     

并列双线船闸单侧闸墙长廊道输水系统布置及水力学模型试验研究

长洲三线四线船闸为目前国内规模最大的单级船闸。针对其并列布置方案,提出单侧闸墙主廊道闸底横支廊道的输水系统形式。通过水力计算分析及1∶32的水工模型试验研究,提出输水系统的具体布置,确定船闸不同运行方式下的阀门开启方式,得到输水过程的相关水力特性,解决了单侧闸墙廊道布置下闸室水流分布不均的问题。研究表明:提出的输水系统布置是合理可行的,各水力特征值均满足规范和设计要求,且输水系统布置于两线船闸之间,便于管理,减小了工程量,并可减少船闸耗水量。研究成果可为巨型船闸设计及船闸节水研究提供借鉴。     

犍为船闸输水廊道体形比选试验研究*

阀门空化问题是高水头船闸设计中最为关键的技术难题。结合国内外船闸研究及运行经验,在阀门埋深相同的前提下,阀门段廊道体形是影响阀门段空化特性的主要因素,亟需进行不同廊道体形的非恒定流特性研究。依托实际工程,开展模型试验进行 “底扩顶扩廊道体形+反弧门”与“平底顶渐扩廊道体形+反弧门”的对比研究,通过阀门廊道段动水载荷特性及阀门启闭力特性等各项指标的综合对比得出,前者更适合于高水头船闸,但该廊道形式工程量较大,体形复杂,施工要求较高,后期检修维护较困难。综合各种因素,犍为船闸选用“平底顶渐扩廊道体形+反弧门”方案。     

船闸短廊道和三角门门缝联合输水的水力计算

结合依托的船闸工程,提出了短廊道和三角门门缝联合输水的水力计算方法,并通过对输水系统的水力计算分析,确定了阀门处廊道断面尺寸,提出了具体的输水系统布置,确定了输水阀门的开启方式。建立了短廊道和三角门门缝联合输水的输水过程数学模型,并采用该数学模型计算了船闸输水水力特性。水力特性计算结果表明,进行输水系统布置时,将短廊道和三角门门缝分开考虑进行计算分析是合适的,各项水力特征值满足设计和规范要求,并且该输水方式可提高船闸运行效率。