克拉斯諾雅爾斯克水電站位于俄羅斯葉尼塞(Енисей)河上游克拉斯諾雅爾斯克市附近?;炷林亓?,最大壩高124m,壩頂長1175m。水庫面積2000平方公里 ,總庫容733億立方米 ,有效庫容304億立方米 ,為多年調(diào)節(jié)水庫。
電站裝機(jī)12臺,單機(jī)容量50萬kW,總裝機(jī)600萬kW,年平均發(fā)電量204億kW·h。設(shè)有2000t級斜面升船機(jī)。工程具有發(fā)電、航運和供水等綜合經(jīng)濟(jì)效益。工程于1955年開工,1963年3月截流,1967年第一臺機(jī)組發(fā)電,1972年全部工程建成。 壩址以上控制流域面積28.8萬平方公里 ,多年平均流量2790立方米 /秒,最大實測流量29800立方米 /秒,最小實測流量300立方米 /秒。水庫正常蓄水位高程243m。流域氣候?qū)俅箨懶詺夂?,壩區(qū)年平均氣溫-4℃,1月平均氣溫-20℃,7月平均氣溫18.8℃。實測最低氣溫為-53℃,7月最高氣溫達(dá)37℃,年平均降水量約400mm。壩址河谷狹窄,兩岸陡峭,水面寬750m。河床和兩岸岸坡為中粒和細(xì)?;◢弾r。河床卵礫石層厚1~5m。設(shè)計地震烈度為7度。右岸壩段有一條構(gòu)造帶,還有傾向下游15°~17°的裂隙和厚達(dá)2m的破碎帶。
克拉斯諾雅爾斯克水利樞紐的主要建筑物有混凝土重力壩、水電站廠房、斜面升船機(jī)、左右岸220kV和500kV開關(guān)站等。
混凝土重力壩
混凝土重力壩最大壩高124m,壩頂長1175m,體積435萬立方米 ,壩頂比設(shè)計蓄水位超高5m。比非常洪水位超高4m。壩體為三角形斷面,上游面鉛直,廠房段下游面坡度為1∶0.76,其他部分下游面坡度為1∶0.8。壩體分成各為15m寬的壩段。根據(jù)壩基上游面不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力的要求,決定在壩基構(gòu)造帶內(nèi)做一楔形混凝土塞,下寬3~5m,上寬15~20m,深15m。溢流壩段布置在河床左岸,設(shè)有7個凈寬各為25m的溢流堰。堰頂水深10m在設(shè)計蓄水位條件下,其過水能力為12000立方米 /秒。非常洪水位時,宣泄量為14570立方米 /秒。挑流鼻坎可將水流挑射到下游140m以外。水流跌落段的河底,形成深達(dá)20~25m的沖刷坑。但其邊緣距大壩約50m,不致影響壩基穩(wěn)定。溢流壩閘墩寬5m,裝有平板閘門,由兩臺起重量各為250t的門機(jī)啟閉。 另有6個由導(dǎo)流底孔改成的永久底孔,裝有6m×6m平板滑動檢修閘門,水頭100m,靜力荷載2500t。工作閘門為弧形閘門,尺寸為5m×5m,操作水頭70m。偏心鉸弧形門后,兩側(cè)突擴(kuò)0.5m,底板突跌Δ=0.7m+6.3m=7m。 底孔后面的護(hù)坦板長58m,最小厚度1.25m,平均厚約2m,用錨栓嵌固在巖石中。護(hù)坦板末端是一道齒墻。齒墻嵌入基巖5~10m,鼻坎高2~4.75m。
水電站廠房
廠房壩段布置在河床右岸。廠房內(nèi)裝機(jī)12臺,每臺由兩個進(jìn)水口引水,兩個進(jìn)水口皆布置在15m寬的一個壩段內(nèi)。水輪機(jī)額定出力50.8萬kW,最大水頭100.5m,設(shè)計水頭93m,最小水頭75m。水輪機(jī)過流量615立方米 /秒,轉(zhuǎn)輪直徑7.5m,轉(zhuǎn)輪重240t,額定轉(zhuǎn)速93.8r/min,最高保證效率94%。發(fā)電機(jī)為傘型,頻率50Hz,最大出力58.8萬kW,功率因素0.85,電壓15.75kV,飛逸轉(zhuǎn)速180r/min,轉(zhuǎn)子直徑16.1m,轉(zhuǎn)子重884t,定子水內(nèi)冷,最高效率98.2%。設(shè)有8m×10.5m平板滑動閘門并由液壓啟閉機(jī)操縱。第一批投入運行的4臺機(jī)組進(jìn)水口底檻高程比其余機(jī)組進(jìn)水底檻高程低13m。
斜面升船機(jī)
斜面升船機(jī)布置在左岸,緊靠水邊線。在上下游斜坡道接頭處,即混凝土非溢流壩與岸邊聯(lián)接區(qū),設(shè)承船箱轉(zhuǎn)向設(shè)備和錯船線。上下游斜坡道中心線平面夾角為142°23′。 斜坡道總長1600m,其中轉(zhuǎn)向設(shè)備長107m。從轉(zhuǎn)向設(shè)備中心算起,上游坡長353m,下游坡長1240m,斜坡道坡度1∶10,坡道上鋪設(shè)齒軌,軌距9m。 承船廂為焊接鋼結(jié)構(gòu),裝在斜形桁架上,沿斜坡道移動時,船底始終保持水平狀態(tài)。承船廂尺寸為107m×24m,有效尺寸90m(長)×18m(寬),船箱水深為3.3m,船箱包括水重和一艘排水量2000t的船只,共重6500t。承船箱沿下游斜坡道上升的最大高度118m,沿上游斜坡道上升是17~30m。 承船廂由78個平衡車架液壓支承,為使承船廂可靠地移動和制動,采用與齒軌咬合的液壓驅(qū)動導(dǎo)向輪,平衡車架共有156個液壓驅(qū)動馬達(dá),每個扭距為30kN/m。液壓馬達(dá)工作液體由16個軸向活塞電動泵泵送,泵送量為3600L/min。船箱上升速度為80m/min,下降速度為60m/min,制動加速度0.008m/s2 ,往返一次為93min。 轉(zhuǎn)向設(shè)備長107m,寬12m,重2000t,荷載由中心支架傳遞,其支承力為70000kN。轉(zhuǎn)向設(shè)備轉(zhuǎn)動所用的液壓驅(qū)動馬達(dá)和液壓泵與承船箱相同。 升船機(jī)一個航期單向通過能力為260萬t。第二個船箱投入運行后,通過能力可增至350萬t。 升船機(jī)機(jī)械設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)安裝工程量:斜坡道1750t;轉(zhuǎn)向設(shè)備2380t;船箱及設(shè)備4800t;共計8930t。