本書是系統(tǒng)全面介紹抽水蓄能電站工程技術(shù)的專著。內(nèi)容涵蓋抽水蓄能電站建設(shè)規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營管理全過程, 重點突出抽水蓄能電站的工程技術(shù)特點, 總結(jié)歸納了該領(lǐng)域工程技術(shù)的新發(fā)展, 著重介紹近十幾年采用的新設(shè)計和施工技術(shù), 既有理論, 又有工程實踐。
前言
本書第一版出版于2008年,由北京勘測設(shè)計研究院老總工和老院長邱彬如、劉連希作為主編編著,全書共20章,內(nèi)容涵蓋抽水蓄能電站規(guī)劃、勘測設(shè)計、施工、運營管理全過程,是一部綜合論述抽水蓄能工程技術(shù)的專著,突出抽水蓄能工程技術(shù)特點和新發(fā)展,對我國20世紀(jì)90年代以來十多年的抽水蓄能工程建設(shè)實踐經(jīng)驗進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)介紹。該書的出版,受到讀者廣泛好評,助力了我國抽水蓄能電站工程建設(shè)和技術(shù)發(fā)展。
本書第一版出版時,我國抽水蓄能電站正處于第二輪開發(fā)建設(shè)高潮,截至當(dāng)時的2007年底,我國建成抽水蓄能電站17座,裝機(jī)容量8945MW(含裝機(jī)容量50MW以下的電站計35MW,下同),居世界第三位;另有11座抽水蓄能電站正在建設(shè)中,裝機(jī)容量12760MW。自2008年以來,我國抽水蓄能電站又進(jìn)入新一輪快速發(fā)展期,一大批抽水蓄能電站建成發(fā)電,到2017年底,建成裝機(jī)容量達(dá)到28725MW,居世界第一。截至2022年底,我國建成抽水蓄能電站43座,部分機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電的在建抽水蓄能電站2座,其他核準(zhǔn)在建抽水蓄能電站86座;建成裝機(jī)容量達(dá)到45525MW,核準(zhǔn)在建裝機(jī)容量121426MW,均為世界第一。隨著近十多年來一批新的大型抽水蓄能電站建成投產(chǎn),我國抽水蓄能工程技術(shù)也取得長足進(jìn)步,機(jī)組設(shè)備設(shè)計制造也全面實現(xiàn)自主化,具備進(jìn)一步歸納總結(jié)和修編本書的條件。在當(dāng)前“雙碳”目標(biāo)背景下,抽水蓄能電站作為目前技術(shù)最成熟可靠且經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)電源,成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要組成部分,功能定位和作用發(fā)生重大變化,建設(shè)規(guī)模迅速擴(kuò)大,更多的水電工程技術(shù)人員開始參與抽水蓄能電站建設(shè),迫切希望了解抽水蓄能工程技術(shù),特別是近些年來我國抽水蓄能工程建設(shè)的新技術(shù)和新發(fā)展。因此,進(jìn)一步總結(jié)近十多年來我國抽水蓄能工程技術(shù),對本書第一版進(jìn)行修編是必要的,也具有現(xiàn)實意義。
中國電建集團(tuán)北京勘測設(shè)計研究院有限公司是我國最早從事抽水蓄能電站建設(shè)研究者之一,在20世紀(jì)60年代就承擔(dān)了我國最早的崗南和密云抽水蓄能電站的設(shè)計工作。20世紀(jì)80年代起進(jìn)行了眾多抽水蓄能電站的規(guī)劃、勘測設(shè)計、工程監(jiān)理、工程監(jiān)測、工程總承包等工作,設(shè)計完成的十三陵、瑯琊山、張河灣、西龍池、呼和浩特、敦化、沂蒙、豐寧、文登抽水蓄能電站陸續(xù)投產(chǎn)發(fā)電,并創(chuàng)造多項國內(nèi)第一。十三陵是國內(nèi)最早完成初步設(shè)計和開工建設(shè)的大型抽水蓄能電站,西龍池是當(dāng)時國內(nèi)水頭最高、居世界第三的大型抽水蓄能電站;張河灣上水庫是國內(nèi)首個寒冷地區(qū)采用瀝青混凝土面板全庫防滲的工程;西龍池上水庫是國內(nèi)首個嚴(yán)寒地區(qū)采用改性瀝青混凝土面板全庫防滲的工程,呼和浩特上水庫改性瀝青混凝土面板工程的設(shè)計極端最低氣溫則達(dá)到了-418℃;敦化是國內(nèi)首個700m級高水頭抽水蓄能機(jī)組設(shè)備全面自主化的抽水蓄能電站;豐寧抽水蓄能電站為周調(diào)節(jié),裝機(jī)容量3600MW,居世界第一,也是國內(nèi)首個設(shè)計安裝大型交流勵磁變速機(jī)組的抽水蓄能電站。北京勘測設(shè)計研究院在多年的工作中積累了許多經(jīng)驗,也有不少教訓(xùn),希望通過本書的編著與修編,將這些經(jīng)驗和教訓(xùn)與同行們分享。當(dāng)前我國抽水蓄能電站建設(shè)正經(jīng)歷前所未有的大發(fā)展時期,也希望本書對我國抽水蓄能電站建設(shè)發(fā)展有所幫助。
本書修編仍遵循第一版編著時的編寫原則,相關(guān)資料收集統(tǒng)計截至2022年底,重點補(bǔ)充了近十幾年來我國抽水蓄能建設(shè)的最新工程實踐和運行中發(fā)現(xiàn)的問題,增補(bǔ)介紹近些年來抽水蓄能工程技術(shù)的新發(fā)展、新理念與新認(rèn)識;工程案例和實踐經(jīng)驗歸納總結(jié),考慮能體現(xiàn)抽水蓄能工程技術(shù)發(fā)展歷程、當(dāng)前技術(shù)水平和未來發(fā)展趨勢。
本書修編后的第二版共23章,增加3章,原環(huán)境保護(hù)與建設(shè)征地分別單獨成章,原工程造價與經(jīng)濟(jì)評價分別單獨成章,新增變速抽水蓄能技術(shù)一章。第一章介紹我國抽水蓄能電站建設(shè)發(fā)展歷程和概況;第二、三章介紹抽水蓄能電站選址和工程規(guī)劃;第四、五章介紹抽水蓄能電站環(huán)境保護(hù)和建設(shè)征地;第六章介紹抽水蓄能電站工程地質(zhì)勘察;第七~十二章分別介紹抽水蓄能電站樞紐布置、水工建筑物設(shè)計及安全監(jiān)測;第十三~十六章介紹抽水蓄能電站機(jī)電設(shè)備和調(diào)節(jié)保證設(shè)計;第十七章介紹變速抽水蓄能技術(shù);第十八章介紹抽水蓄能電站施工;第十九、二十章介紹抽水蓄能電站工程造價和經(jīng)濟(jì)評價;第二十一章介紹抽水蓄能電站初期蓄水與調(diào)試中需注意的問題;第二十二章介紹抽水蓄能電站運營管理特點和運行中發(fā)現(xiàn)的問題;第二十三章介紹部分抽水蓄能電站創(chuàng)新技術(shù)工程實例。
本書修編過程中,得到了相關(guān)抽水蓄能電站建設(shè)單位、電網(wǎng)公司與發(fā)電廠、設(shè)計院、科研院校、制造廠家、施工單位等的大力支持,提供了豐富的資料,在此表示衷心感謝。書后雖列有參考文獻(xiàn),但掛一漏萬之處恐難避免,敬希見諒。
本書修編過程中得到北京勘測設(shè)計研究院領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)人員的大力支持,各章內(nèi)容由章主編分別進(jìn)行統(tǒng)稿,全書由呂明治主編進(jìn)行統(tǒng)稿,郝榮國、李冰、米應(yīng)中、萬鳳霞、盧兆欽、薛寶臣、靳亞東、周振忠等專家對相關(guān)稿件進(jìn)行了審閱。本書不僅是編寫者辛勤工作的成果,更是全院幾代技術(shù)人員智慧的結(jié)晶,在此謹(jǐn)表示感謝。郭潔和郝蕾蕾為本次修編書稿的整理編輯作了很多工作,謹(jǐn)致感謝。
本書修編工作歷時一年有余,編寫人員均為從事抽水蓄能電站勘測設(shè)計工作多年,目前仍在一線工作的同志,日常工作繁忙;而本書涉及專業(yè)眾多、篇幅較大,各章節(jié)之間難免存在詳略不一、不協(xié)調(diào)或重復(fù)等現(xiàn)象,且受我們知識與水平所限,肯定存在不妥之處,敬請讀者批評指正。
第一版序
前言
第一版前言
第一章我國抽水蓄能電站建設(shè)
第一節(jié)發(fā)展歷史
第二節(jié)發(fā)展特點
第三節(jié)發(fā)展面臨的問題
第四節(jié)我國抽水蓄能電站簡介
第二章抽水蓄能電站選址規(guī)劃
第一節(jié)站址選擇程序與方法
第二節(jié)影響站址選擇的主要因素分析
第三節(jié)選點規(guī)劃實例簡介
第三章抽水蓄能電站工程規(guī)劃
第一節(jié)抽水蓄能電站的主要類型與工作特點
第二節(jié)抽水蓄能電站建設(shè)必要性
第三節(jié)抽水蓄能電站主要參數(shù)的選擇
第四節(jié)水文氣象條件分析
第五節(jié)工程泥沙分析與防沙措施
第四章環(huán)境保護(hù)與水土保持
第一節(jié)抽水蓄能電站生態(tài)環(huán)境保護(hù)特點
第二節(jié)環(huán)境保護(hù)
第三節(jié)水土保持
第四節(jié)生態(tài)環(huán)境保護(hù)有關(guān)問題和建議
第五章建設(shè)征地和移民安置
第一節(jié)抽水蓄能電站征地移民工作特點與主要內(nèi)容
第二節(jié)工作組織和程序
第三節(jié)建設(shè)征地移民規(guī)劃與實施
第四節(jié)建設(shè)征地移民有關(guān)問題和建議
第六章工程地質(zhì)勘察
第一節(jié)抽水蓄能電站工程地質(zhì)主要特點
第二節(jié)工程地質(zhì)勘察內(nèi)容概述
第三節(jié)上水庫工程地質(zhì)
第四節(jié)下水庫工程地質(zhì)
第五節(jié)發(fā)電廠房系統(tǒng)工程地質(zhì)
第六節(jié)輸水系統(tǒng)工程地質(zhì)
第七節(jié)天然建筑材料
第七章抽水蓄能電站布置
第一節(jié)概述
第二節(jié)上、下水庫布置
第三節(jié)廠房系統(tǒng)布置
第四節(jié)輸水系統(tǒng)布置
第八章上、下水庫
第一節(jié)上、下水庫設(shè)計
第二節(jié)鋼筋混凝土面板防滲
第三節(jié)瀝青混凝土面板防滲
第四節(jié)其他防滲型式
第九章輸水系統(tǒng)水力設(shè)計
第一節(jié)進(jìn)/出水口水力設(shè)計
第二節(jié)岔管水力設(shè)計
第三節(jié)調(diào)壓室水力設(shè)計
第十章輸水系統(tǒng)及金屬結(jié)構(gòu)
第一節(jié)輸水系統(tǒng)設(shè)計
第二節(jié)高壓管道結(jié)構(gòu)
第三節(jié)岔管
第四節(jié)攔污柵、閘門和啟閉機(jī)
第十一章抽水蓄能電站廠房
第一節(jié)廠區(qū)和廠房布置
第二節(jié)地下洞室群圍巖穩(wěn)定
第三節(jié)地下廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計
第四節(jié)抽水蓄能電站的地面廠房和半地下式廠房
第十二章工程建筑物安全監(jiān)測
第一節(jié)監(jiān)測目的、原則及應(yīng)具備的資料
第二節(jié)上、下水庫工程安全監(jiān)測
第三節(jié)輸水系統(tǒng)工程安全監(jiān)測
第四節(jié)地下廠房工程安全監(jiān)測
第五節(jié)自動化安全監(jiān)測系統(tǒng)
第六節(jié)地下洞室開挖安全監(jiān)測信息管理與應(yīng)用
第十三章水泵水輪機(jī)
第一節(jié)水泵水輪機(jī)型式與發(fā)展
第二節(jié)水泵水輪機(jī)工作特點及其主要參數(shù)
第三節(jié)水泵水輪機(jī)模型驗收
第四節(jié)水泵水輪機(jī)初步選型
第五節(jié)機(jī)組拆裝方式和主要結(jié)構(gòu)
第六節(jié)調(diào)相壓水
第七節(jié)進(jìn)水閥
第八節(jié)國內(nèi)大型抽水蓄能電站機(jī)組參數(shù)
第十四章發(fā)電電動機(jī)
第一節(jié)發(fā)電電動機(jī)特點與發(fā)展
第二節(jié)發(fā)電電動機(jī)主要參數(shù)
第三節(jié)結(jié)構(gòu)型式選擇
第四節(jié)抽水蓄能機(jī)組抽水工況起動方式
第五節(jié)勵磁系統(tǒng)
第六節(jié)國內(nèi)抽水蓄能電站發(fā)電電動機(jī)工程實例
第十五章抽水蓄能電站電氣與控制保護(hù)
第一節(jié)電氣主接線
第二節(jié)主要電氣設(shè)備
第三節(jié)計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
第四節(jié)機(jī)組繼電保護(hù)
第五節(jié)機(jī)組工況轉(zhuǎn)換
第十六章抽水蓄能電站調(diào)節(jié)保證
第一節(jié)水泵水輪機(jī)全特性
第二節(jié)水力過渡過程計算
第三節(jié)調(diào)節(jié)保證設(shè)計與應(yīng)用
第四節(jié)改善調(diào)節(jié)保證參數(shù)的措施
第十七章變速抽水蓄能技術(shù)
第一節(jié)變速抽水蓄能技術(shù)概況與發(fā)展
第二節(jié)交流勵磁變速抽水蓄能技術(shù)
第三節(jié)全功率變頻抽水蓄能技術(shù)
第四節(jié)國外變速抽水蓄能電站實例
第十八章抽水蓄能電站工程施工
第一節(jié)抽水蓄能電站工程建設(shè)管理
第二節(jié)施工導(dǎo)流
第三節(jié)料場和渣場規(guī)劃
第四節(jié)施工交通與總布置
第五節(jié)主體工程施工
第六節(jié)施工總進(jìn)度與工期
第十九章抽水蓄能電站工程造價
第一節(jié)項目劃分及費用構(gòu)成
第二節(jié)工程投資組成
第三節(jié)各設(shè)計階段投資控制要點
第四節(jié)影響工程投資主要因素
第五節(jié)工程建設(shè)資金籌措
第二十章抽水蓄能電站經(jīng)濟(jì)評價
第一節(jié)抽水蓄能電站經(jīng)濟(jì)評價發(fā)展歷程
第二節(jié)抽水蓄能電站經(jīng)濟(jì)評價主要原則及關(guān)鍵問題
第三節(jié)經(jīng)濟(jì)評價案例分析
第二十一章抽水蓄能電站初期蓄水及機(jī)組調(diào)試
第一節(jié)水庫初期蓄水
第二節(jié)機(jī)組設(shè)備無水狀態(tài)調(diào)試
第三節(jié)輸水發(fā)電系統(tǒng)充水和排水
第四節(jié)機(jī)電設(shè)備帶水狀態(tài)調(diào)試
第五節(jié)機(jī)電設(shè)備試運行
第二十二章抽水蓄能電站運行與管理
第一節(jié)抽水蓄能電站管理體制與經(jīng)營模式
第二節(jié)抽水蓄能電站在電網(wǎng)中運行情況
第三節(jié)抽水蓄能電站水工建筑物運行中存在的問題
第四節(jié)抽水蓄能電站機(jī)電設(shè)備運行和檢修
第二十三章國內(nèi)部分抽水蓄能電站創(chuàng)新技術(shù)工程實例
第一節(jié)水能規(guī)劃
第二節(jié)庫盆防滲技術(shù)
第三節(jié)壩工技術(shù)
第四節(jié)攔排沙工程措施
第五節(jié)輸水發(fā)電建筑物
第六節(jié)機(jī)電設(shè)備
第七節(jié)施工技術(shù)
參考文獻(xiàn)