一、工程概况
该工程地处江苏省溧阳市华东地区电力负荷中心,毗邻国家 5A 级景区天目湖,是江苏省最大的抽水蓄能电站,是国内第四大抽水蓄能电站,是全国低海拔、浅丘区建成的最大的抽水蓄能电站,更是全国国产化规模最大抽水蓄能电站。工程主要由上水库、输水系统、地下厂房及下水库四部分组成,总装机1500MW(6×250MW),为—等大(I)型工程。
该工程是已建地质条件最为复杂、建设难度最大的蓄能电站工程,于2014年成为中国水利水电发展史上首座入选 “全国建筑业绿色施工示范工程”的抽水蓄能电站,为国家抽水蓄能大发展积累了极具推广价值的工程经验,具有突出的生态示范意义。
该工程秉承“追求卓越、铸就经典”的理念,以生态优先、绿色发展为导向,通过实施项目全生命周期智能化技术,实现了国内首次在低海拔浅丘陵地区复杂地形与IV、V类富水围岩条件下建成大型抽水蓄能电站,取得重大技术突破。工程首次全面研发实施“数字大坝”技术,创新采用坝体双增模区、复杂料源变形协调填筑等新技术,解决了W地形、多样性料源条件下筑坝的重大技术难题,筑造了抽水蓄能电站工程中全国最高的165m面板堆石坝;首创闸门环向布置特大型井塔式进出水口及整流锥结构,确保了低矮地形、单薄山体条件的上水库进出水口平顺高效运行并最大限度获得高水头;研发厂房顶拱柔性板与高边墙刚性附壁墙等成套技术和800MPa 全国最高HD值(当时)引水钢岔管施工工艺,保证了低变模富水围岩大型地下洞室群和输水系统的安全稳定;首次在可逆式抽水蓄能机组中成功应用双向单波纹弹性油箱,实现推力瓦负荷均衡,研制了300MW级大型抽水蓄能机组控制软硬件系统,实现了9种运行工况33个转换过程灵活组态的工况转换精确控制,确保电站安全绿色运行。工程在设计、施工、运行中取得的多项关键技术成果达到国际领先与先进水平,同时创造性实施“土石挖填平衡、地下水渗排平衡、蓝绿生态平衡” 的“三大平衡”工程环保技术,提升节能、节地、节水、节材与环境保护效力,保持了工程建设与生态建设同步推进的友好态势,塑造了电站与环境和谐共生的清洁能源开发典范。
工程注重节水、节地、节能、节材,入选了“全国建筑业绿色施工示范工程”,获“国家优质工程金奖”等国家级与省部级工程奖6项、省部级科技奖9项、发明专利19项、省部级工法22项、软件著作权7项。
该工程自投入运行以来,至2023年5月,已连续安全稳定运行2560多天,电网紧急事故备用启动512次;累计发电量107亿kW·h,抽水电量133亿kW·h,综合转换效率80.5%居全国前列;共实现营业收入88.74亿元,利税13.14亿元;项目运行每年节约系统煤耗近 50万t,减少二氧化碳排放超 100万t。在电网中充分发挥了调峰、填谷、事故备用的作用,对优化系统电源结构,提高系统供电质量和运行安全稳定性助推长三角经济发展做出了卓越贡献。
工程于 2008年12月开工建设,2020年6月竣工,总投资85.6亿元。
二、科技创新与新技术应用
1.提出了结构新形式,在低海拔、浅丘区建成了高效率运转的蓄能电站。首创抽蓄电站新型井塔式进出水口及整流锥结构,整流锥重达5700t,在地形非常不利条件下,避免了水流反复进出过程中常发生的旋涡和空化现象,在确保库盆防渗结构和引水钢管结构安全的同时,提高了水能利用效率。提出并实现了直径达7m、强度达800MPa的超强超大型引水钢岔管施工,强度比以往最高值提升了200MPa,满足了低水头下大流量的过程平稳。提出了开挖料垫高上库库底提升水头的设计思路,保障了低海拔、浅丘区所需要的最低水头。创新的设计和高质量的施工,保障了溧阳蓄能电站运转的高效率。
2.提出了新的设计、施工方法,在复杂地形、软岩条件下建成了沉降量小、渗漏量小的高面板坝。上水库坝高165m,位于两沟夹一山脊且沟和山脊17°倾向下游,对稳定、防渗非常不利。提出了设置增模区的新理念,有效避免了大坝变形;提出了混凝土面板与土工膜分区防渗,将防渗造价由国际上900元/m2元,降低到400元以下。
3.1500MW 蓄能机组实现了国产化,在富水软岩区域实现了厂房振动小、噪声低的目标。溧阳蓄能电站是第一批机组国产化的工程,针对运转条件进行的国产化大蓄能机组制造,保障了运行的高效和安全;发明了非对称岔洞支护等成套技术,攻克了IV~V类富水软岩下洞室群安全高效施工;提出了厂房厚板结构和附壁墙形式,在满足富水软岩区安全的前提下,大大降低了机组振动的幅度,降低了噪声。
4.数字化、智能化建设技术提升了建设效率。采用了全过程 BIM 技术,大幅提升了多工种协同效率;采用了“数字大坝”技术实现了多样性料源开采、运输、填筑智能化管理;智能运维监控管理系统保障了安全高效运行。
三、获奖单位
中国水利水电第十二工程局有限公司
中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司
中国水利水电第三工程局有限公司
中国水利水电第六工程局有限公司
江苏国信溧阳抽水蓄能发电有限公司
中国水利水电建设工程咨询西北有限公司
四、推荐单位
中国大坝工程学会