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Goldisthal抽水蓄能电站的创新设计 论文 作者：Akristoff 时间：2007-11-25 12:04:00 来源：论文天下论文网 摘要：2003年9月30日，德国图林根州为1060MW的Goldisthal抽水蓄能电站举行了正式的落成典礼。本文着重对发电机组及其在线监测系统的创新设计做了总结回顾。 关键词：Goldisthal 抽水蓄能电站 创新设计 经过了六年多的施工建设，2003年2月3日，Vattenfall Europe Generation(VE-G) 1060MW的Goldisthal抽水蓄能电站第一台水泵-水轮机投入运行。 Goldisthal电站位于德国图林根州南部的Schwarza河上，是欧洲最大的抽水蓄能电站之一。最早的两个电站装机容量都是265MW，已经投入使用，并且成功地为Vattenfall的高压输电网送电。2004年伊始，另外两个变速机组也将投入运营。Goldisthal电站将会跻身于世界上最大的、最先进的抽水蓄能电站行列。 负责水泵-水轮机组（Konsortium Goldisthal水力发电站）的集团包括VA TECH Escher Wyss股份有限公司、Voith西门子水力发电站和CKD Blansko工程部门等等。发电机由ARGE AEV集团提供，包括Alstom Energietechnik股份有限公司和VA TECH ELIN股份有限公司。 土建工程包括发电主厂房、隧洞和上游水库，其承建者是ARGE PSW Goldisthal集团。 上游水库环形坝的沥青衬砌是由瑞士的Walo Bertschinger施工，下库主坝的沥青衬砌由Strabag完成。 创新与协作 Goldisthal是德国新近修建的唯一一座最大的水力发电设计方案，至少超前20年。由于它包括4个发电能力331MVA的机组，它不仅是世界上同类电站发电量最多的一座，最具能量的设备之一，而且还有一些创新点。 完全自动化环形焊接技术（TIG-Hot金属丝过程）首次应用于焊接钢制隧道内衬的环形接缝，达到了很高的安全性和焊接质量，其效率是手工焊接的两倍，而且证明对于高强度QT钢焊接是最好的。在点焊前，所有的焊接参数和程序都已经在VA TECH 水力发电站的林茨工厂按1∶1的比例原形展现。焊工的培训以及焊接程序的测试也将随后进行。 VA TECH Hydro对Goldisthal的提供范围包括变速异步发电机和同步发电机的详细设计，活动部分、轴承、轴和转动部分的生产，交流线圈的安装，所有装置安装和投入运营的监督管理，以及DIA Tech追踪诊断体系的安装。较大的水力发电设备，包括节制闸、叉管和所有的进、出口的水工钢结构都是由VA TECH Hydro和Linz提供的，电动机是由VA TECH Hydro和澳大利亚的Vienna/Weiz提供的。 提高效率 8400t钢隧道内衬是在一个临时的野外制造厂现场生产出来的。节制闸门和钢隧道内衬总共有320000t，其中160000t是在临时的施工现场生产的。 这种电动发电机的主要优点之一就是可以在分载涡轮运转方式（标准操作）下显著提高效率。为了实现变速运转，四台发动发电机其中两台是带有旋转炉双馈异步电机。 与正常的同步电机不同的是其转子是由三相交流电提供能量，这就可以通过用一个低频率变化的转动场传动转子来改变转动，而且是有计划地设计一套可确保高效运作的程序。在水泵运转中，为了高压输电网的稳定输出，可以控制输出量。这些机器额定电能331MVA、额定电压18KV和300347的转速（535转/分钟），另外的两台设计成常规的静态激振同步电机。 该级别的异步电机在欧洲是特有的。类似产品只有在日本生产过。在欧洲和美国使用的许多大电机都是VA TECH Hydro生产的。 在德国，VA TECH Hydro与他的合作伙伴Voith Siemens Hydro和CKD Blansk已经协作完成设计、供货并将完成安装、委托代理这四台水泵-水轮机，包括附件。在机械上，已经实现了水泵-水轮机组设计上的创新。最显著的设计特性包括一个带有轻型调速环导叶运行装置设计理念、FEM计算、最优化的蜗壳设计和在没有水压力的情况下埋置蜗壳。用于Goldisthal水泵-水轮机预应力导叶轴承证实了VA TECH Hydro的技术在一些年前已经有所发展，尤其应用于水泵-水轮机组。 VA TECH Hydro作为水泵-水轮机协会的领导者，应对水泵-水轮机的基础工程技术负责，提供一套座环的蜗壳、两套完整的带有导叶的导叶装置、上下机盖、两套转轮、专门为安装水泵-水轮机建起的成套工具等等，还有发电站的高低压系统。监测和故障早发现 鉴于生产最大化和成本最小化的重要性，先进的监测和诊断系统对环境改变下的监测指示，对于分析趋势和超越警戒水面提供警告是十分重要的。它们应该提供在发生严重破坏之前非正常老化和故障变异原因的快速诊断，这些分析和诊断结果可以帮助电站操作员、技术专家和电站业主作出明智的选择，这样就可以降低维修费用和提高发电效率。 硬件和软件的利用是根据现代系统概念面向未来的发展和补充，也应支持溶合现有的监测部件要素和一定用户的扩充。 早期故障诊断、减少不定期的运转中断和缩短修理时间是将来运作过程的主要目的。此外，长时间的电子存储精确的结果能够更容易地了解历史数据，不仅在数据分析时具备巨大的优势，而且还可以帮助改善电站经营。达到峰值能量供应表明提高了效率。 为了完成这些目标，在Goldisthal的抽水蓄能电站上装备了DIA TECH监测和诊断系统。 在线智能监测系统 在一定程度上DIA TECH系统和国际供电公用公司合作发展。软件和硬件是由微软公司生产的“视窗”操作系统的技术发展而来的。它的模数体系结构使得对单个操作者的专用方案增强和补充发展成为可能。这种开放式的系统体系结构允许三方成果的简单综合。 各种诊断模块（已知模块）对于机械、绝缘和热力问题的鉴定是有用的，验证和监测不同的运转方式（停止、启动、稳定状态、关闭）和模型（例如发电、同步电容器运转、水泵作用运转）。 使用这种在线智能监测系统，能够较早发现主要机器部件的状态改变，而且更容易判断应力的大小，从而事先提供一个基本可靠的维修策略。这使得监控机器管理简化，与此同时改进电站的实用高效。 气候和地貌 旱季水库将提供9 106m3的水量并在雨季水库能起到控制增大洪水的作用。由于上下库水位差很大，因此，两库的水都允许使用。 在站点，特殊的气候条件要求所有的安装制作必须在抗寒的条件下完成。必须严格地遵从许多的环境规律，尤其是对于野外装配工作。与土木承包商的密切合作对隧洞工程的完成也是至关重要的。 上库坐落在Farmdenkopf山上，是一座沥青混凝土密封、填石环形水坝。上库蓄水能力为12 106m3，经由钟形入口，连接两个920m长直径为2m的钢纹压力隧洞，通往发电站的洞室。 主要的洞室长137m，宽26m，高49m。该发电站由水泵-水轮机、发电机、球形阀和附属设备四部分组成。两条380m长直径为2m的尾水渠通向下库的出口，下库由Schwarza河上67m高的填石水坝构成，也组建了一个小型的电力设备。 环境保护 Goldisthal工程的目的是为了开发可靠并且环保的水电能源。通过建造地下发电站，让庄稼继续在地面上生长，业主和建筑队都能够保护环境，则可避免主要的环境变化。地下洞室式发电站的运转也将是比较经济的。 电站除了提供1060MW的能量外，还将带来其它方面的利益，包括调节高压输电网和其他后备电站的主次功率。另外，在工程建设时期将用到近1000多个工人，还将有50个永久性工作岗位。另外将为当地的服务和维修部门创造80个工作岗位。 精密的规划设计和施工上库占地55公顷，包括截流，钻74 km长的隧洞进入山脉，开挖大量的石头。为了避免地质上的断层，涡流洞窟干线的位置不得不改变。不管工程多么巨大，采用简单易行的方式。 过去通常采用大块岩石锚固，再喷混凝土和钢啮合以保护桥墩和一些内部通道。开挖出的大约155000m3的原料作为水坝的填石。为了不影响风景，下游主坝的迎水面斜坡和环形水坝的外坡用草皮覆盖并且管理部门的建筑按照当地的建筑风格建造。 在整个工程中，Vattenfall不断地监测当地的动植物群落并采取积极的措施预防和纠正由工程引起的失衡和破坏。在德国的东部，为了保护自然环境和促进环境与工程相适应，已经和德国协会建立了合作基金会。[ 
创新是人类文明进步、技术进步、经济发展的原动力，是国民经济发展的基础。创新在人类社会进步中，不仅对人类科学世界观的形成和发展产生了重大而深远的影响，而且使科学成为一种在历史上起推动作用的革命力量，极大地促进了人类文明发展的进程。在我国，常规的机械设计与国外相比，缺少了创新。因此，我们要从常规中走出来，挖掘我们的创造性思维，加强我们的创新设计能力，走一条具有我们自己特色的创新之路。关键字：机械;创新设计;创新思维机械创新设计（1）机械创新设计是设计人员针对新的或预测的需求，充分发挥设计者的创造力和智慧，利用已有的相关科学理论、方法和原理，进行新的构思，设计和制造出新颖、，有创造性及实用性的机构或装置的实践活动。其主要强调的是人在设计过程中的主导性及创造性作用。因此，人的创新思维在创新设计中占主导地位。（2）机械创新设计的过程始于形象思维，再经过逻辑推理和判断及相应的综合分析与决策产生设计方案，然后进一步将方案具体化，即建立新的结构和机械系统等模型，进而进行计算和技术细节的设计。创新设计反映出的是和谐统一的技术美。（3）机械创新设计是创造设计出新机器和产品，以满足新的生产和生活的需要。机械创新设计过程、目标及特点1 机械创新设计过程根据设计任务及要求确定机械结构类型、机构运动尺寸及机械运动学参数和动力参数，这便形成了机械设计的优选方案，而后进入机械结构创新设计阶段。机械创新设计与常规机械设计相比，其过程没有多大差异，它主要强调的是人在设计过程中的主导性及创造性作用。2 机械创新设计的特点（1）机械创新设计是多门科学技术交叉、渗透、融合的产物;（2）机械创新设计是在知识和经验积累的基础上，经过思考、推理及判断，并运用创造性及发散思维的方法而后实现的;（3）机械创新设计是在知识、经验、灵感与想象力的系统中搜索并优化出的全新设计方案;（4）机械创新设计是多次反复，多级筛选的过程，每一设计阶段都有其特定内容及方法，各阶段之间又密切相关，形成一个整体的设计系统。机械创新设计思维1 机械创新设计思维的定义创造性思维是指突破原有的思维模式，重新组织已有的知识、经验、信息和素材等要素，在大脑思维反应场中超序激活后，提出新的方案或程序，并创造出新的思维成果的思维方式。要创造，首先要有创造性思维，创造性思维是人类大脑的特有属性;创造性思维就是“想到别人没有想到的观念”;创造性思维是新颖独到的信息加工艺术，是人脑的各种思维活动形式和思维活动的各个要素之间相互协同进行的有机结合的高级整体过程;创造性思维不同于在设计领域常用的逻辑思维，其主要在于创造性思维有创造想象的参与，而且，创造性思维是一种立体思维，通常没有固定的延伸方向，它更加强调直观、联想、幻想和灵感，所以创新设计不是靠逻辑推理出来的，而是靠创造性思维的激发所产生的。
保护地球，从我做起 古往今来，地球妈妈用甘甜的乳汁哺育了无数代子孙。原来的她被小辈们装饰得楚楚动人。可是，现在人类为了自身的利益，将她折磨得天昏地暗。人类只有一个地球；而地球正面临着严峻的环境危机。“救救地球”已成为世界各国人民最强烈的呼声。 我为周围环境的恶化而感到心痛，我想：作为未来接班人的青少年，如果不了解人类环境的构成和环境问题的严重性，无视有关环境保护的法律法规，不去增强环境保护意识，自觉履行保护环境的义务的话，我们的生命将毁在自己的手中，老天将对我们作出严厉的惩罚。为此我下定决心要从我做起爱护环境，保护我们这个赖以生存的家园，做一个保护环境的卫士。 在刚过去的一年中，我积极参加学校开展的植树活动，带领我们初一(6)中队的班干部创立了“绿色天使”植绿护绿小组，鼓励队员们在校园里认养了一棵小树苗，利用课余时间给它梳妆打扮，为它长成参天大树打下了基础。在学校组织的“让地球充满生机”的签字活动中，我郑重地在上面签下自己的名字，并写下了自己对环保的决心和期望，对美好未来的憧憬。我积极参加学校在世界环境日举行的有奖征稿，认真查阅、收集各类资料，进行社会调查，撰写有关环境治理设想方面的文章，我经常去参加学校组织的环保讲座，观看环保方面的录相带，积极参预环保知识问答调查活动，认真填写每一项提问。我参与了“红领巾植绿护绿队”的网站建设，在上面发布大量的环保图片和环保知识，以及关于环保的各方面的法律知识，我国在环保方面发展动向、世界各国的环境保护情况；每个月我都利用网络、报纸，查找一些最新的不同的专题和板块“环保资讯”来告诉大家；还定期制作一些宣传板来宣传环保知识和生活中的环保常识。提高了大家的环保意识；号召同学们从不同的方面来关爱自己的家园，从身边的小事做起，为周围的环境奉献自己的一份力量!我积极动员身边的人一起来依法保护和建设人类共有的同样也是仅有的家园，为促进经济和社会的可持续发展，为人类的文明做出贡献。我还和同学们共同发起“养一盆花，认养一棵树、爱惜每一片绿地，让我们周围充满绿色”和“小用塑料袋不使用泡沫饭盒和一次性筷子，让我们远离白色污染”的倡议。让我们放下方便袋，拿起菜篮子，让我们共同走向美好的绿色的明天，走向辉煌、灿烂的未来! 据我收集到的一份报告说：“环境问题是由于人类不合理地开发和利用自然源所造成的。触目惊心的环境问题主要有大气污染、水质污染、噪声污染、食品污染、不适当开发利用自然资源这五大类。”一个个铁一样的事实告诉我们，它们像恶魔般无情地吞噬着人类的生命。它威胁着生态平衡，危害着人体健康，制约着经济和社会的可持续发展，它让人类陷入了困境。为此我作出宣告：“只要我们——人类有时刻不忘保护环境的意识，有依法治理环境的意识，地球村将成为美好的乐园”。未来的天空一定是碧蓝的，水是清澈的，绿树成荫鲜花遍地，人类可以尽情享受大自然赋予我们的幸福。 “真正检验我们对环境的贡献不是言辞，而是行动。”虽然我现在做得只不过是一些微小的事，但是我坚信要是我们人人都有保护环境的责任心，从自己做起，从小事做起，携手保护我们的家园，自然会给人类应有的回报。在温暖的摇篮——草原上小憩；在慈祥的笑脸——天空下成长，在爱的源泉——河流中沐浴
我只能给你简短的说几句，一个去呗，创新性思维的人才是一个能力无边的人，他是一个人能力的体现，是聪明人，有别于成人的地方与穷人思维狭隘偏颇，僵化呆板，凝固不变是其特征，更难谈创新，而聪明人，头脑灵活，思维广阔，不拘一格，善于变通，这正是创新性思维的核心，推陈出新继往开来，博采众长，自成一家，创新性思维决定了一个人的发展，决定了一个人到底可以多么有出息，创新性思维是一种类似于发散思维的思维，具备灵活多变朝各个方向思考的特性，没有狭隘，没有偏颇，最大程度的开放与广袤，四面八方的展开，表现在行动上，便是创造力，爱因斯坦他就是一个非常具有发散思维的人，达尔文也是一个具有创新性思维的人，他们不会满足于既定的规律，而是善于独立思考，用自己的大脑去思考这个世界，人类文明的进步，有赖于这些聪慧的科学家们，他们敢于质疑，从来不会盲从偏信，他们相信自己的眼睛，相信自己，缜密精准的思考力，不会被宗教的神圣所吓退，不会乖乖的听心雨几千年来流传的所谓的真理，他们拥有自己独特的思考力与判断力，经常，让人感到别具一格
