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海水抽水蓄能电站水工建筑物防护条件研究
吴秋芳, 林文婧, 陈志伟, 郭建设, 薛继乐, 王殿春, 刘力捷
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海水抽水蓄能电站水工建筑物防护条件研究
Research on the Protection Conditions of Hydraulic Structures of Seawater Pumped Storage Power Stations
依托国家重点研发计划项目《海水抽水蓄能电站前瞻技术研究》，考虑海水环境、海洋边界带来的特殊性，如海水的高腐蚀性以及海洋微生物的附着问题等，对海水抽水蓄能水工建筑物主要部位的防护条件进行分析，提出了水工建筑物的防护范围、适用工况以及科研成果要求。
Relying on the national key R&D program research on Forward-looking Technology of Seawater Pumped Storage Power Station， and considering the particularities of seawater environment and sea boundary， such as high corrosion of seawater and marine fouling microorganisms， this paper analyzes the protection conditions of the main parts of hydraulic structures of seawater pumped storage power stations， proposes the protection scope and applicable conditions of hydraulic structures and requirements for scientific research achievements.
海水抽水蓄能电站 / 水工建筑物 / 防护条件 {{custom_keyword}} /
seawater pumped storage power station / hydraulic structure / protection conditions {{custom_keyword}} /
表1 海水抽水蓄能电站水工建筑物防护条件 |
| 防护条件 | 主要部位 | 常用结构材料 | 现有海水防护技术 |
|---|---|---|---|
| 防腐 | 库盆及大坝、输水系统、地面厂房及尾水围护结构 | 混凝土、钢板等其他推荐的结构用材 | 以防腐涂层和电磁效应为主 |
| 防渗 | 上库库盆及输水系统的压力管道 | 土工膜、混凝土、钢板等其他推荐的结构用材 | 土工膜、土工布、混凝土防渗涂层等防渗材料 |
| 防污 | 输水系统及尾水围护结构 | 混凝土、钢板等其他推荐的结构用材 | 以防污涂料和电解防污为主 |
表2 海水抽水蓄能电站水工建筑物防护部位要求 |
| 部位 | 防渗 | 防腐 | 防污 | 材料类型 |
|---|---|---|---|---|
| 上水库大坝 | √ | √ | 混凝土等结构用材 | |
| 上水库库盆 | √ | √ | 库盆所采用的防渗材料 | |
| 上下库进出水口 | √ | √ | 混凝土等结构用材 | |
| 压力管道 | √ | √ | √ | 混凝土、钢板等结构用材 |
| 厂房 | √ | 混凝土等结构用材 | ||
| 尾水围护结构 | √ | √ | 混凝土等结构用材 |
表3 防污科研成果要求 |
| 项目 | 部位 | 提供成果要求 | |
|---|---|---|---|
| 输水系统 | 压力管道 | 提供初选管材及相应糙率、力学性能指标（比如材料的抗拉/压强度、延展性等）、经济指标（新型材料的糙率、力学性能指标、经济性） | |
| 力学性能 | 防污材料本身的力学性能指标，比如抗拉强度、延展性、防污材料与防腐材料的黏合力等 | ||
| 环保性 | 满足环境容忍度 | ||
| 可施工性 | 建议采用的设计指标和施工工艺（如涂层厚度、与防腐涂料结合面的处理工艺、防污涂层本身的施工工艺等等）； 防污涂料与电化学技术协同防污系统方案 | ||
| 经济性 | 实验室条件下材料的经济学指标 | ||
| 耐久性 | 海生物附着率~糙率~时间关系曲线、防污材料在海水环境下的使用年限、防污材料厚度损失值~时间关系曲线、防污材料与防腐材料的黏合力~时间关系曲线等 | ||
| 上下库进出水口 | 力学性能 | 防污材料本身的力学性能指标，比如抗拉强度、延展性、防污材料与混凝土的黏合力等。 | |
| 环保性 | 满足环境容忍度 | ||
| 可施工性 | 建议采用的设计指标和施工工艺（如涂层厚度、与防混凝土基层结合面的处理工艺、防污涂层本身的施工工艺等） | ||
| 经济性 | 实验室条件下材料的经济学指标 | ||
| 耐久性 | 海生物附着率~时间关系曲线、防污材料在海水及其水位变动区环境下的使用年限、防污材料厚度损失值~时间关系曲线、防污材料与混凝土的黏合力~时间关系曲线等 | ||
| 尾水围护 | 尾水围护结构，同输水系统上下库进出水口 | ||
表4 防渗科研成果要求 |
| 项目 | 部位 | 提供成果要求 | |
|---|---|---|---|
| 上水库和大坝 | 库盆 | 提供初选防渗材料及相应抗渗、力学性能、经济性等指标 | |
| 抗渗和力学性能 | 防渗材料本身的抗渗指标、力学性能指标（比如抗拉强度、延展性、防渗材料与垫层材料的黏合力等）。 | ||
| 环保性 | 满足环境容忍度 | ||
| 可施工性 | 土工膜：如土工膜搭接处的处理工艺、对垫层的具体要求（包括力学指标、允许坡比、平整度、允许的最大不均匀沉降、垫层面处理等）、土工膜本身施工工艺及参数； 防渗涂料：建议采用具体的设计指标和施工工艺（如涂层厚度、与垫层结合面的处理工艺、防渗涂料本身的施工工艺等） | ||
| 经济性 | 实验室条件下材料的经济学指标 | ||
| 耐久性 | 防渗材料在海水及其水位变动区环境下的使用年限、防渗材料厚度损失值~时间关系曲线、防污材料与垫层的黏合力~时间关系曲线等 | ||
| 输水系统 | 压力管道 | 如推荐钢材，不存在防渗问题，如地下水盐碱化高程比尾水隧洞高，尾水隧洞可采用混凝土衬砌且可不考虑防渗问题 | |
表5 防腐科研成果要求 |
| 项目 | 部位 | 提供成果要求 | |
|---|---|---|---|
| 上水库及输水发电系统 | 上下库进出水口、压力管道、厂房 | 提供初选防腐措施及相应经济指标 | |
| 力学性能 | 防腐材料本身的力学性能指标，比如抗拉强度、延展性、防腐材料与防腐对象结合面的粘合力等。 | ||
| 环保性 | 满足环境容忍度 | ||
| 可施工性 | 提出具体的设计指标和施工工艺（如涂层厚度、与防腐对象结合面的处理工艺、防腐涂层本身的施工工艺等等）；电解防腐方案设计 | ||
| 经济性 | 实验室条件下材料的经济学指标 | ||
| 耐久性 | 防腐材料在设计环境下（包括海水及其变动区、封闭环境、盐雾环境、室内潮湿等）的使用年限、防腐材料厚度损失值~时间关系曲线、防腐材料与防腐对象结合面的粘合力~时间关系曲线等 | ||
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| 3 |
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| 4 |
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