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三峡电站首台机组伸缩节外套管密封实验性检修完成

来源:长江电力

发布时间:2024年03月28日

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沿着逼仄的楼梯向上,穿门而入,一间搭满脚手架的巨型房间呈现在眼前——这是三峡大坝11号机组的引水流道压力钢管伸缩节室。

什么是伸缩节?

机组引水流道压力钢管中有伸缩空间的短短一截钢管。引水压力钢管其它段埋在三峡大坝坝体之中,而伸缩节部分预留了检修空间,这个巨大的空间就叫做伸缩节室。

埋于三峡大坝坝体中的引水压力钢管长122米,直径12.4米,上下落差56米,其作用是将三峡水库上游的水引流到机组的水车室,将水的势能变成动能,推动水轮机转动,从而带动发电机运行。

▲伸缩节外套管固定示意图

伸缩节处于坝体和厂房之间,是镶嵌在引水压力钢管中的短短一截,仅1.5米长,其作用是为厂房和坝体两个独立建筑物的不均匀沉降提供可变形空间,吸收引水压力钢管受水流冲击引起的振动,减少振动对整个引水压力钢管造成的影响。为保证三峡大坝、三峡电站的发电机组安全稳定,在三峡工程建设之时,设计师们就很有远见地在引水压力钢管中设计建造了伸缩节部分。

虽然伸缩节长度仅1.5米,但其管内直径有12.8米,管壁有导流筒组件、波纹管、外套管三层组成,总重约70吨。因此,检修伸缩节并不容易,这相当于把一个巨大的薄圆环吊在半空,而几乎不允许这个环有变形、位移和沉降。

“整个检修过程,我们要保证伸缩节外套管纵向和横向位移都控制在2毫米以内。”长江电力检修厂水工一分部主任杨林振介绍说。

▲ 员工在伸缩节检修现场开展技术讨论

自2003年三峡电站首批机组投产以来,已运行20多年,长江电力检修厂充分利用本轮岁修时间,进行三峡大坝修建以来的第一次伸缩节实验性检修。“一是要全面检查伸缩节的运行状况,二是为其他机组的伸缩节检修积累经验。”长江电力检修厂厂长肖荣讲道。

“开工前,我们准备了三个月,从设备怎样进场、如何设计支撑到如何搭建脚手架、红外线测距仪如何安排,我们都做了详细的方案,以保证整个检修过程顺利开展。”杨林振说道。

怎样保证如此巨大的伸缩节安全检修?

在伸缩节外圈,也就是伸缩节室内,施工人员首先要对伸缩节外套管进行加固,然后利用伸缩节现有的32对限位推杆固定,在伸缩节下方均匀设置6个千斤顶,在中间腰部位置对称布置4对顶柱推杆,将伸缩节紧紧地联接到墙体之中,上方设置4对花篮螺栓悬吊,这样可以牢牢控制伸缩节保持稳定的圆形,不变形不位移。

▲ 伸缩节检修现场数据测量

在伸缩节外周,24个高精度的红外线测距仪均匀分布,时刻记录伸缩节的位置和形状是否有变化,变化是多少。如果伸缩节位移超过合理范围,可能会损害其内部的波纹管,因此现场工作人员每隔一小时,就要记录一次波纹管的变化,查看其是否在合理区间,以保证伸缩节安全检修。

现场施工,首先要在伸缩节室搭建结实的脚手架。脚手架等物资设备都要从集水廊道搬到伸缩节室,楼梯逼仄,只能通过人工搬运。脚手架围绕巨大的环形伸缩节搭建,巨型的房间顿显狭小,施工人员只能半蹲着行动。

▲伸缩节外套管水封拆除

伸缩节外套管水封共有3层,依次是内侧密封圈、中间密封圈、外侧密封圈。中间密封圈是遇水膨胀水封,可有效保证引水压力钢管和外套管之间的缝隙滴水不漏。更换外侧密封圈和中间密封圈是此次检修的任务之一。更换时首先要将伸缩节外套管两侧的压圈退出,然后拆下旧水封,再放入新水封。单条水封周长39.7米,重约260公斤,共更换4条。更换如此巨物,工人们要在十米高的脚手架间隙钻下爬上、负重行走、紧密配合,难度可想而知。

▲伸缩节外套管水封更换安装

在伸缩节内部,也就是发电机组的引水压力钢管内,伸缩节段搭设了满满一圈脚手架,其目的是拆除伸缩节的导流板,用无损探伤仪来探测波纹管是否有损害。因引水压力钢管巨大,人行走其间,如同置身于灯光昏暗的宽阔礼堂,远看伸缩节处搭设的圆形脚手架,如同一座六七层高的楼。而这座楼,要搭建在圆形的钢管内部,每一寸脚手架的搬运、搭建及固定都非易事。

▲查看伸缩节外套管水封更换情况

伸缩节外部、内部工作面同时展开,既要保证安全,又要控制工期。“前期周密计划和准备工作很重要,后期施工期间也会根据情况实时调整,不断跟进工作进度。”杨林振说道,“从拆下来的水封来看,尚未膨胀使用过,密封效果依旧很好,这说明伸缩节内部的波纹管没有漏水,整个伸缩节的运行状况比我们预想的好很多。”

行走于现场,红外线测距仪实时测量,气体检测设备等一应俱全,员工们各司其职,工作紧张有序。但作业环境空间狭小,记者行走期间,脚下是凌空的脚手架,头顶是巨大的伸缩节,工人们涂满油污自不必说,但长时间蹲着或半蹲干活,身体很不舒服。如果条件允许,施工人员可以坐到脚手架跳板上,但腿依然无处安放。对于身材高大的涂书豪来说,尤其如此,但他自己“不觉得这是什么难事”。绑着安全绳的老师傅们,熟练爬到了伸缩钢管顶部作业,从上往下看,人不由得两腿发抖,但他们“一天爬上爬下很多次”,行动自如。

▲伸缩节密封更换后气压实验

随着气压试验的圆满结束,三峡大坝11号机组的引水流道压力钢管伸缩节密封更换工作画上了圆满的句号。勇敢、细致、踏实、专业,正是这样一群群平凡的三峡人,大国重器得以安全稳定地运行。


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