葛洲坝船闸输水效率与安全提升关键技术研究与应用
获奖名称: 葛洲坝船闸输水效率与安全提升关键技术研究与应用
获奖等级: 二等奖
获奖类别: 长江科学技术奖
授奖单位: 长江技术经济学会
完成单位: 中国长江电力股份有限公司、
获奖年度: 2023
获奖人员: 曾辉、刘火箭、陈端、喻峰、吴英卓、刘志雄、陈钢、何勇、黄子叶、刘绍新、王智娟、张娟
成果简介:项目属水利工程建设与运行领域，涉及通航水力学学科、水利工程通航等专业。针对葛洲坝部分船闸在输水过程中振动及阀门空蚀现象较为严重，输水末期存在较大的超灌、超泄现象，船舶大型化带来的闸室及上下游导航墙系缆设施的承载能力问题，通过理论分析、数值计算、原型观测、实船试验等手段研究了三座船闸单/双边输水时的水力学特性，综合考虑停泊条件、输水系统和船闸自身总体安全、输水效率三方面因素，同时考虑现有葛洲坝船闸可实现的运行工艺条件，从不同的侧重点进行船闸阀门运行工艺优化，推荐了空化、振动、惯性超高降及输水时间等参数。综合较优的船闸阀门运行方式，并通过船舶停泊条件观测对方案进行了验证。不仅保证了现有船舶的过闸安全，也为更大吨位船舶安全过闸提供了保障。取得了一下创新成果：（1）提出了葛洲坝船闸正常及事故运行阀门间歇开启+动水关阀成套新工艺，进一步降低了船闸输水振动与惯性超高/降，提高了阀门及人字门运行安全性。（2）提出了基于“阀门间歇开度”、“间歇时间”、“阀门段空化噪声”三要素的阀门间歇运行工艺优化调试方法，保证船闸运行安全的同时保障通航效率。（3）提出了基于“剩余水头”、“关阀开度”、“惯性超高值”、“等待齐平时间”四要素的阀门动水关阀工艺调试方法，采用新工艺后，显著减低了船闸输水末期的超灌超泄量，船舶停泊安全性显著增强。（4）提出了考虑水位、船舶系缆力、惯性水头等多源因素的大型船舶导航墙调度组织模式。成果实施提升了葛洲坝船闸通航安全及航运效益。为葛洲坝船闸安全、高效通航运行提高了理论支撑，推进了葛洲坝船闸通航能力建设。在本项目成果的支撑下，葛洲坝船闸的双向年货运量从2016年度1.21亿吨提高至2022年度1.63亿吨，船闸大修停航检修时间减少约20天，发挥了显著的经济社会效益。研究过程中培养了大批科研创新人才，获得授权发明专利3项，核心期刊发表学术论文3篇。项目研究成果直接应用于葛洲坝船闸输水运行工艺及船闸日常调度指挥过程中，为葛洲坝船闸通航安全稳定运行提供了重要的技术支撑，缩短了停航检修时间，增加了船闸运行效率。部分成果已推广应用到三峡船闸等内河枢纽船闸的运维管理中，对提高行业运维管理水平，提高船闸通航保证率，发挥水上运输优势，为区域经济发展保驾护航，起到积极作用，社会经济效益显著。
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