41白莲河抽水蓄能电站排水系统研究

伍志军，吴 滨

（中国水电顾问集团中南勘测设计研究院，湖南 长沙 410014）

关键词：白莲河；抽水蓄能；排水；渗漏排水；检修排水 

摘 要：排水是大埋深地下厂房最重要的一个环节，排水系统的设计必须安全可靠。白

莲河抽水蓄能电站渗漏与检修排水分开设置，水经地下洞室自流排水廊道排至白莲河水库下游，可节省投资，减少运行维护费用，同时确保排水系统运行安全方便。

1概述 

白莲河抽水蓄能电站位于湖北省黄冈市罗田县白莲河乡境内，白莲河水库右坝头上游侧，已建的白莲河水库为本工程下库。电站工程装机规模为1200MW，其主要任务是承担湖北省电网的调峰、填谷、调频、调相。厂房内布置4台单机容量为300MW单级单转速可逆混流式水泵水轮发电电动机组。 

白莲河抽水蓄能电站水泵水轮机的吸出高度Hs=‐50.0m，机组安装高程为

EL.41.00m，下水库水位在EL.91.00m（极限死水位）至EL.108.06m（设计洪水位）之间变化，电站埋深较大。为确保电站安全，防止发生水淹厂房等重大事故，排水系统的合理设置尤其重要。 2 排水系统介绍 

为确保厂房安全，本电站渗漏排水系统与检修排水系统分开设置。 

轮排气、蜗壳排气、主轴密封漏水排水、尾水管排水阀取水口吹扫接口漏水及各技术供水滤过器清扫排水等）和辅助设备（高压气机冷却、深井泵润滑等）排水、检修期间冲洗排水、SFC系统排水、主变空载冷却排水以及消防排水，同时也用作电站事故排水。 

电站厂房上游侧设有一个直径为600mm贯通全厂的纵向排水钢管直通渗漏集水井，渗漏排水通过排水沟或预埋管路经排水钢管汇集至集水井，由深井泵排出厂外。渗漏排水系统共设有4台深井泵，由安装在集水井的液位信号器自动控制启停。 

2.2 检修排水系统 

检修排水可采用间接排水或直接排水。采用间接排水方式，排水开始时，尾水管内水位迅速下降，尾水闸门内外形成的水压差将闸门压紧在闸门槽上，可有效减少排水量，缩短排水时间；但对于抽水蓄能的地下厂房工程，由于尾水位较高，排水系统的密封性难以保证，通气孔布置困难，尾水反压对集水井与排水廊道的影响不好解决，集水井与排水廊道容易淤积。采用直接排水方式，可以避开间接排水的诸多难题，提高排水系统的可靠性，但泵的布置较低，防潮难度较大，运行不方便，排水量也较大。 

2.1 渗漏排水系统 

渗漏排水系统用于排除地下厂房和洞室群水工建筑物围岩的渗漏水、生活用水排水、水泵水轮机部分（顶盖及机坑自流排水、顶盖排水泵排水、导叶下轴承漏水、转

本电站检修排水系统采用间接排水，在水库水位高于厂房最高点高程，检修集水井尾水管下部设有一个2.0m×2.5m（宽×高）通气孔设置难度较大；为便于流道放空时检

的贯通全厂的纵向排水廊道直通检修集水井。每台机均设有一个DN400的液压盘形阀，检修时将尾水管中积水经检修排水廊道排入集水井，再通过深井泵排至厂外。由于检修集水井在下游水库水位以下约60m，集水井进入孔需设密封盖板，同时为便于流道排水时集水井内空气排出，检修集水井需设置合理的排气措施。检修排水系统设有4台大流量深井泵和1台小流量深井泵，其中小流量深井泵用于排除进水球阀及尾水闸门的漏水。 

3 排水路径拟定 

渗漏排水系统与检修排水系统的排水可用水泵排至下游调压井、不检修机组的尾水管、地下洞室的排水廊道或下游水库；有条件时，还可考虑自流排水方式。 

本电站为引水系统及尾水系统均为一洞二机布置，调压井布置在引水系统。下游水库为已建的白莲河水库，在主厂房周围EL.72.00m高程设有一条2.5m×3.2m（宽×高）排水廊道，将围岩的渗漏水自流排至白莲河水库的下游。排水廊道坡降为1.14%，不满流情况下，最大排水流量大于10.0m3/s。本电站的渗漏排水系统与检修排水系统最大流量约0.9m3/s，其排水也可通过自流排水廊道排至白莲河水库下游。因此，本电站的渗漏与检修排水系统的排水路径有以下2个方案可供选择。 (1) 直排至白莲河水库 

检修与渗漏排水的排水管路沿①机尾水流道壁布置，直排入白莲河水库。排水管单管总长约400m。检修排水泵扬程约需105m，渗漏排水泵扬程约115m。由于下游

修集水井内的空气排出，在检修集水井泵房内设置2个排气阀。 

(2) 排至EL.72.00m排水廊道  

检修与渗漏排水的排水管路沿上游墙

经通风空调室至排水廊道，单管总长约

280m。检修与渗漏排水泵扬程均只需

70m。检修集水井的通气孔可沿排水管路布置至排水廊道。  4 技术经济分析比较 

方案(1)为常规设计，两系统排水直排入下水库，可以保证电站水量平衡。但管路布置过长，深井泵扬程较高，扬程变幅也较大。同时，流道检修时集水井只能采用排气阀排气，这一排气方式在生活及消防供水管网上应用较多，但在大埋深水电站检修集水井排气中并无成功运行的经验，如排气阀拒动或误动作，可能会影响集水井的安全运行，甚至对全厂的安全留下隐患。 

方案(2)充分利用本电站布置特点，可有效减少排水管路长度，降低排水泵扬程35%~40%，而且排水泵的扬程不受下游水库水位影响，扬程变幅较少，水泵大多在额定工况附近运行，可获得较高的效率及运行稳定性。这意味着在电站运行过程中，检修与渗漏排水系统运行费用可降低35%~40%， 检修费用也会相对较低。最重要的是，本方案有效解决了检修集水井通气孔的布置难题，消除了检修集水井的安全隐患。本方案的不足之处在于，因排水排至白莲河水库下游，影响了电站的水量平衡；但白莲河水库有天然来水补充，且渗漏排水系统水量主要为围岩排水，对电站水量平衡的影响并不大。 

土建工程量方面，方案(1)为布置排水管路需在①机尾水流道底部开扩挖一条2.2m×1.0m（宽×深）的管沟，扩挖方量约880m3，开挖方量较大但施工较方便。方案(2)需新开挖约20m的支洞布置主厂房至排水廊道的排水管路，开挖方量约150m3，土建工程量较少但施工难度较大；同时因EL.72.00m排水廊道排水量加大，需加强廊道支护与衬砌。 5排水路径选择 

本电站为大埋深地下厂房工程，主厂房在下游水库水面以下约60m，在选择检修与渗漏排水系统排水方案时，安全性应放在首位。方案(2)的充分利用工程布置特点，有效解决了大埋深地下厂房检修集水井通气孔的布置难题，消除了检修集水井的安全隐

患，其安全性明显强于方案(1)。 

经济性方面，两方案相比较，方案(2)排水管路长度仅为方案(1)的70%，排水泵扬程只有方案(1)的60%~65%，机电设备投资与运行费用均较少；土建工程量方面，方案(2)的施工难度较大，但其工程量远少于方案(1)。方案(2)的经济性较优。 

由于方案(2)在技术（安全）方面与经济方面均优于方案(1)，本工程的检修与渗漏排水系统的排水方式最终选择方案(2)，即两系统排水经EL.72.0m排水廊道排至白莲河水库下游。 

6 引水洞与尾水洞检修排水 

检修排水系统同时用于引水洞与尾水洞检修时排除流道内的积水。电站下游水库最

低水位EL.91.0m，尾水洞出口顶板高程为EL.79.0m，均高于EL.72.0m排水廊道高程。为防止深井泵在异常低扬程下运行而烧毁电机，排水开始时，应密切关注检修集水井内的水位，利用盘形阀控制进入检修排水廊道的水量，确保检修集水井内的水位保持在检修集水井顶板以下。 7结语 

排水是地下厂房工程最重要的一个环节，抽水蓄能电站的地下厂房工程埋深较大，排水系统的安全性尤为重要。本电站渗漏与检修排水分开设置，水经地下洞室自流排水廊道排至白莲河水库下游；检修排水采用间接排水系统，集水井通气孔经自流排水廊道与大气自由连通，既满足技术

要求，能确保地下厂房的安全，又能节省投资与运行维护费用，可为大埋深地下厂房

排水系统设计提供参考和借鉴。  参考文献 

[1]陆佑楣,潘家铮抽水蓄能电站[M]北京:水利电力出版社,1992 

[2]梅祖彦,抽水蓄能发电技术[M].北京:机械工业出版社,2000