水力重力式垂直升船机的研究
重力式垂直升船机简介
重力式垂直升船机简介升船机的种类很多，有电力式、水力式、浮筒式、液压式、半水力式等等，我国已建的升船机工程一般比较习惯采用齿轮爬升螺旋锁定式(德国尼德芬诺式)和钢丝绳卷扬式升船机，这两种升船机均属电力式升船机。
2004年中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院经过长期的研究论证，建议云南景洪升船机采用中国长江三峡集团公司研发的水力浮动式转矩平衡重升船机（以下简称水力浮动式升船机）。
这种升船机比较适合在上游水位变化大，下游水位变化快的工况下工作，并能非常方便的实现与下游航道的入水式对接，运行十分安全可靠。
非常适合景洪升船机的运行条件。
目前该升船机已在穿越中、老、缅、泰四国的澜沧江—湄公河国际航道上建成通航。
水力浮动式升船机属于水力式升船机。
据德国人介绍，尼德芬诺升船机在运行时，常常采用这样一种节能方式：升船机上升时，让承船厢少装些水；升船机下降时，让承船厢多装些水，人为的制造承船厢侧与平衡重侧的不平衡（重量差），让不平衡力产生在有利于升船机运行的方向，从而减少升船机的电力消耗。
重力式垂直升船机（以下简称重力式升船机）就是将德国人这一节能经验发挥到极至，创造出的一种机构简单，既节能又环保的升船机。
它除了取消升船机的提升电机、大扭矩减速箱、在承船厢底部加装一重力水箱及在承船厢室顶部加装一充水装置外，保留了钢丝绳卷扬全平衡垂直升船机的全部机构。
由于取消了提升电机、大扭矩减速箱，在升船机的设计、制造、安装、维护方面带来许多方便。
由于它依靠重力提升，因而更加节能更加环保。
重力式升船机与水力浮动式升船机相比，最明显的优点是节约大量的操作用水，其升降一次消耗的操作用水量不足水力浮动式升船机的 1 %，即水力浮动式升船机升降一次所需的操作用水量，可供重力式升船机操作100次。
如果与同等规模的船闸相比（按提升高度45m计算），其节水量更为惊人，仅为同等规模船闸操作用水的 2 ‰左右。
即船闸升降一次消耗的操作用水，可供重力式升船机操作500次，而且运行时间大为缩短。
水力式升船机的特点及关键技术
2017年12月第12期总第537期水运工程Port & Waterway EngineeringDec . 2017No . 12 Serial No . 537水力式升船机的特点及关键技术马仁超，李自冲，曹以南，王处军(中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南昆明650051)摘要：介绍水力式升船机的特点，对水力式升船机的关键设计技术进行论述。
水力式升船机具有安全可靠、适应下游 水位变幅大的特点。
重点对水力式升船机的输水系统、机械系统、船厢出入水等关键技术进行探讨。
认为输水系统重点要 解决竖井水位同步和水流控制的问题，机械系统重点要解决无间隙传动和适应基础变形的问题，船厢出入水重点要解决出 入过程中不平衡荷载的影响。
关键词：通航建筑物；水力式升船机；特点；关键技术中图分类号：U 642文献标志码：A文章编号：1002-4972(2017)12-0038-04Characteristics and key technology of hydraulic ship liftMA Ren -chao , LI Zi -chong , CAO Yi -nan , WANG Chu-jun(China Power Kunming Engineering Co ., Ltd ., Kunming 650051, China )Abstract: This article introduces the characteristics of the hydraulic ship -lift , and discusses the keytechnology for hydraulic ship lift design . The hydraulic ship lift is safe and reliable , and can adapt to the large variation range of the downstream water level.This article focuses on the key technology of the filling and emptying system , mechanical system , and the status when the tank entering or leaving the water . It is pointed out that the filling and emptying system should focus on the synchronization of vertical shaft water level and the water flow control , the mechanical system should focus on the no-gap transmission and adaptation to the base deformation , and when the tank enters or leaves the water , the unbalanced loads need to be focused .Keywords : navigation structure ; hydraulic ship lift ; characteristic ; key technology水力式升船机采用水力驱动升船机的运行， 与传统采用电力驱动的钢丝绳卷扬式升船机和齿 轮齿条爬升式升船机比较有其独有的特点，在实 施过程中面临一些关键技术问题。
景洪水力式升船机安装调试技术
作者 简介 ： 吉
勇（ １ ９ ７ ２ 一 ） ， 男， 高级工程 师 ， 研究 方 向 ： 水 电站通航
枢纽按 Ｖ级航道标准设计 。 升船机位于景洪水电站
右 岸 坝段 ，是 连接 思茅 港 与景洪 港 之间 内河 道 的唯
一
通 航 设 施 。景 洪 水 力 式升 船 机 于 ２ ０ ０ ８年 ４月 开
工， ２ ０ １ １ 年１ 月升船机主机设备安装完 ，开始升船 机 系统 联合 调试 ， 同年 ７月有 水联 合调 试 遇 阻暂停 ，
２ 景洪水力式升船机设备 安装 施工技 术
２ ． １ 输水 系统 设备 系统 安装 技术 要点 说 明 景 洪 升船 机 的 输 水 系 统 主 要 由贯 穿 景 洪 大 坝
或下降， 与上、 下游闸首设备对接 ， 连通承船厢与上 、 下 游航 道水 域 ， 实现 升船 机 载船过 坝 通航 。
景洪水 力式升船机 安装调试 技术
吉 勇
（ 中国葛洲坝集 团机 电建设有限公司 ， ｌ ￣Ｊ ｌ ｌ 成都 ６ １ ０ ０ ９ １ ） 摘 要： 景洪水 力式升船机是 目前世界上建成 的首 台水力式垂直升船机 ， 位于云南澜沧江 中下游景洪水电站右岸坝
段， 主要 由输水系统 、 浮筒平衡重 、 机械 同步 系统 、 承船厢总成、 计算机监控系统以及航道水工结构等组成。 本文全面
埋设安装 ， 即在任意水平断面 ， 埋管管 口中心 的平面 位置和相对高程保持一致 ，安装埋设主要考虑三通
管水 平 度 、 焊 接变 形 和收缩 量对 指标 的影 响 。 （ ２ ） 竖井 钢衬 群安 装工 艺考 虑仓 位配 筋设 计 、 浇
水力式升船机关键技术
水力式升船机关键技术一、提名者云南省二、提名奖种提名本项目为国家技术发明奖二等奖。
三、项目简介升船机是大型水利水电水运枢纽的三大主体工程之一，是水资源综合利用的重要组成部分。
项目发明了一种利用水能作为提升动力和安全保障措施的全新升船机，实现了升船机发展史上真正意义的“全平衡”，适用于大吨位船厢、大水位变幅条件下升船机建设和运行，显著提升了升船机运行安全性、可靠性和适用性。
项目在水力式升船机基本原理及三大核心部分---水力驱动系统、机械同步系统和运行控制系统方面取得如下发明：（1）创造性提出了以水力驱动取代传统电力驱动的水力式升船机的基本原理，创建了以水力驱动系统同步为基础、机械同步系统主动抗倾为运行保障、沿程导向系统极限锁定为安全储备的水力式升船机基本构架体系，构建了水力式升船机设计、制造、施工、运行成套理论方法和技术。
（2）发明了水力式升船机特有的水力驱动系统，为船厢升降运行提供了同步平稳的动力输出。
研发了以“等惯性+等阻力”输水系统为核心，结合多种流量均衡和平衡重稳定升降技术，成功解决了非线性、大流量、高流速条件下水力驱动系统多点驱动均衡出力关键技术难题。
（3）发明了水力式升船机机械同步系统，平衡船厢不均匀荷载，为升船机稳定运行提供重要保障。
创立了水力式升船机主动抗倾斜理论与技术，研发了微间隙大型封闭环形机械同步系统和船厢自反馈抗倾覆导向系统，解决了水力式升船机无电机纠偏情况下的船厢安全稳定运行技术难题。
（4）发明了水力式升船机特有的运行控制系统，通过对输水阀门的启闭控制实现升船机平稳运行和精确对接。
创建了水力式升船机非恒定流变速运行控制理论和方法，发明了主辅阀协同控制技术及稳压减振箱与阀前环向强迫掺气装置，攻克了水力式升船机运行速度控制、船厢与闸首精确对接以及高水头工业阀门空化振动等关键技术难题。
项目发明的水力式升船机已在澜沧江景洪枢纽工程建成投入运行，实现了水力式升船机从概念模型到工程实践的重大突破，其运行安全可靠，建设成本和运行维护费显著降低。
水力式升船机平衡重系统单竖井模型振动试验研究
水力式升船机平衡重系统单竖井模型振动试验研究徐雪源;胡亚安;谢兴华;李中华【摘要】水力式升船机是我国提出的具有自主知识产权、利用水能作为提升动力和安全保障措施的新型垂直升船机形式.针对该型升船机研究现状,设计制作平衡重系统单竖井简化模型,对其进行不同频率不同振幅正弦振动试验.结果表明:低频产生的振动响应比高频明显,且振幅越大振动响应越激烈;当试验频率接近模型结构自振频时,竖井与浮筒间隙水体晃荡剧烈,浮筒上下运动明显,承船厢也随之上下晃动,这对升船机的平衡安全运行具有不容忽视的影响,需要进一步深入研究.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2016(000)012【总页数】5页(P164-168)【关键词】水力浮动式升船机;平衡重;单竖井模型;振动试验【作者】徐雪源;胡亚安;谢兴华;李中华【作者单位】南京水利科学研究院,水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,通航建筑物建设技术交通行业重点实验室,江苏南京210029;盐城工学院,江苏盐城224051;南京水利科学研究院,水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,通航建筑物建设技术交通行业重点实验室,江苏南京210029;南京水利科学研究院,水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,通航建筑物建设技术交通行业重点实验室,江苏南京210029;南京水利科学研究院,水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,通航建筑物建设技术交通行业重点实验室,江苏南京210029【正文语种】中文【中图分类】U642水力式升船机是我国提出的具有自主知识产权、不需要外加提升动力、利用水能作为提升动力和安全保障措施的新型垂直升船机形式，属于世界首创。
该型升船机可适应较大的水位变幅及较快的水位变率，在我国河流水量及水位随季节变化大、河势狭窄的中西部地区有较广阔的应用前景。
世界上第一台水力式升船机——景洪水电站升船机，于2008年开始建设，到2016年8月已通过试通航测试，即将正式投入通船运行[1-5]。
水力式升船机电气控制系统设计与实现
ｒｃ ｍｍｅ ｄ ｄ ｗｈｃ ａ ｅ ｎｓｃ ｅ ｓ ｌ ａｉａｅ ｉｇ ｏ ｇＨｙ ｒｕｉ ｈｐｉ． ｅｏ ｎ ｅ ， ｉｈｈ ｓｂ ｅ ｕ ｃ ｓｆ ｌ ｖ ｄ ｔｄｉ Ｊｎ ｈ ｎ ｄ ａ ｌ Ｓ ｉｌｔ ｕｙｌ ｎ ｃ ｆ
Ｋｅ ｏ ｄ ： ｙ ａ ｌ ｈｐｉ； ｏ ｔ ｌ ｙｔｍ； ｅｉｎ ｒａｉ ｔ ｎ ｙＷ ｒ ｓ ｈ ｄ ｕｉ ｓ ｉｌ ｔｃｎｒ ｓ ｒ ｃ ｆ ｏ ｓ ｅ ｄ ｓ ；ｅ ｌ ａ ｏ ｇ ｚｉ
ｐ ｏ ｏ ｅ ．Ｔ ｅ ｅｅ ｔ ｃ ｌｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｆｒ ｈ ｄ ａ ｌ ｈ ｐ ｉ ｓ ａ ａｙ ｅ ｒ ｍ ｈ ｓ ｅ ｔ ｏ ｏ ｔ ｌ ｍｏ ｅ ｏ ｔｏ ｅ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄ ｈ ｌｃ ｒ ａ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｏ ｙ ｒ ｕ ｉ ｓ ｉｌ ｉ ｎ ｚ ｄ ｆｏ ｔ ｅ ａ ｐ ｃ ｓ ｆｃ ｎｒ ｄ ，ｃ ｎ ｒ ｌｎ ｔ ｋ ｉ ｃ ｌ ｆ ｌ ｏ ｗｏ
主 要 设 备 。负 责 完 成 对 升 船 机 设 备 的 状 态 监 测 、 信 息 采 集 与 解 析 、状 态 判 断 、设 备 运 行 控 制 、顺
序逻 辑保 护 、设备 故 障保护 及运行 数据 处 理等 。 升 船 机 电 气 控 制 系 统 的 设 计 必 须 以 安 全 可 靠 、 技
中图分类号 ： ６ ２ Ｕ ４ 文献标识码｛ 。。 Ｂ
。 文章编号 － ５ ９ ４ （０ ２ １￣ ｏ５ 一 ３２ ： ｌ ）０ ２
３
１ 水力式升船机设 备组成
水 力 式 垂 直 升 船 机 将 平 衡 重 做 成 质 量 和 体 积 合 适 的 浮 筒 ，通 过 调 节 浮 筒 的 入 水 深 度 产 生 浮 力 变 化 ，
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｆ ｒｐ ｅ ｅ ｔ ｇ ｔ ｅ ｍａｎ ｅ ｕ ｐ ｎ ｓｏ ｙ ｒ ｕｉ ｈ ｐ ｉ ｒｅ ｙ ｔ ｅ ｒ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｏ ｙ ｒ ｕ ｉ ｈ ｐ ｉ ｏ ｔ ｌａｅ ｓｒ ｃ ： ｔ ｒ ｓ ｎｉ ｉ ｑ ｉｍｅ ｔ ｆ ｄ ａ ｌ ｓ ｉｌ ｔ ｉ ｆ ， ｈ ｅ ｕ ｒ ｅ ｎ ｈ ｈ ｃ ｆｂ ｌ ｅ ｎ ｓ ｎ ｈ ｄ ａ ｌ ｓ ｉ ｌ ｔｃ ｎｒ ｒ ｃ ｆ ｏ
水力驱动式垂直升船机在水利枢纽工程中的应用
水力驱动式垂直升船机在水利枢纽工程中的应用水力驱动式垂直升船机在水利枢纽工程中的应用摘要：在水利枢纽工程中，利用垂直升船机搭建通航过坝的通道，节省运营本钱，在高水头的通航建筑物中，水力驱动式垂直升船机具有突出的节能、平安等特点，本文以景洪水电站水力式垂直升船机进行探讨。
关键词：水力驱动式垂直升船机水利工程1.工程概况景洪水电站枢纽工程坝面高程EL612m，上游水库正常蓄水位为EL602m，下游正常通航水位为EL540.23m，在右岸纵向坝段设置通航建筑，主要由上游引渠、下游引航道及中间的左侧塔楼和右侧塔楼结构构成，总长200.9m；其中，塔楼高82.5m，宽40m，长76.2m，两侧塔楼中间为承船厢室，即承船厢垂直的运行空间，塔楼顶部由砼梁结构搭设升船机主提升机房；主机房地面高程EL614m。
景洪升船机根本设计资料见下表1。
2.水力驱动式升船机的结构2 . 1景洪水力式升船机的组成景洪水力驱动式升船机是我国首创的水力浮动转矩平衡式垂直升船机，是一种承船厢可入水的全平衡升船机。
景洪水力式升船机主要由上闸首挡水对接工作闸门、升船机主提升系统、水力驱动输水系统、上闸首检修闸门、下闸首检修闸门、承船厢池检修排水设备、计算机监控系统、以及升船机其他辅助设备等组成；见景洪水力式升船机布置图1。
2 . 2升船机主提升系统主提升系统主要由16组浮筒及动滑轮组、64根钢丝绳、16套卷筒及同步轴、16个卷筒制动器、同步轴润滑系统、同步轴扭矩监测系统、钢丝绳均衡系统、承船厢及调平系统、64套浮筒锁定装置、6套承船厢锁定装置等设备组成。
升船机承船厢两端设置平板闸门，与承船厢结构铰轴连接，双启闭机油缸同步操作，卧倒开启，平铺于船厢卧倒门门槽内；承船厢载水上行与上闸首挡水对接工作闸门对接，承船厢下行入水与下游航槽水位相平；承船厢上游端设置Ω型橡胶充压密封装置；64根承船厢调平油缸分别对称布置在承船厢两侧，连接承船厢与钢丝绳，在承船厢悬挂状态下，通过调平系统使承船厢保持水平；承船厢上下游两侧分别设置夹紧装置机和导向装置，承船厢中间设置顶紧装置，夹、顶紧装置作用于夹、顶紧轨道埋件，在承船厢对接及船舶通行过程中保持承船厢稳定和对接密封严密性；导向装置在升船机运行中使承船厢保持一定的水平度；承船厢设置有防撞梁、系缆桩，在承船厢两侧甲板下面舱室内，对称布置各装置的液压泵站系统设备。
一种双线水力式垂直升船机[发明专利]
![一种双线水力式垂直升船机[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/52e31c88ddccda38366bafad.png)
专利名称：一种双线水力式垂直升船机专利类型：发明专利
发明人：张驰,陶桂兰,王嘉炜,李志成,孙凡申请号：CN202011603907.9
申请日：20201230
公开号：CN112663585A
公开日：
20210416
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种双线水力式垂直升船机，包括船厢支撑机构和输水系统，利用船厢支撑机构和输水提升机构共同工作实现船厢升降功能，船厢支撑机构包括承船厢、塔柱和安全机构；输水提升机构包括水泵、输水廊道、水室、浮筒和传力杆；传力杆底端连接在水室中的浮筒上，顶端位于承船厢底部；水泵通过输水廊道连接两侧水室，向水室平稳充放水，实现水室水位变化，从而通过浮力促使浮筒上下浮动，再通过传力杆实现承船厢的上升下降；具有结构简单，提升能力大，可靠性高的优点，并且适用于水位差变幅大的地区。
采用它能实现承船厢的平稳升降，提高了升船机的稳定性。
申请人：河海大学
地址：210024 江苏省南京市江宁区佛城西路8号
国籍：CN
代理机构：南京纵横知识产权代理有限公司
代理人：韩红莉
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景洪水力式升船机设计研究
中 图分 类 号 ： ６ ２６ （７ ） Ｕ ４ ．１ ２ ４
文 献标 识 码 ： Ａ
１ 景洪 水 电站通 航过 坝方 案研究
２ ０世 纪 ８ ０年 代 以 前 ． 到 自然 和 社 会 经 济 诸 多 条 件 的 受 限 制 ． 沧 江 一 湄 公 河 的 国 际 航 运 潜 力 未 受 到 重 视 ． ４卷 第 ４期
２０ 年４ ０ ８ 月
水 力 发 电
文 章 编 号 ：５ ９ ９ ４ ２ ０ ０ — ０ ３ ０ ０ ５ — ３ ２（０ ８）４ ０ ４ — ３
景 ；ｒ 式 升 船 讥 设 计 研 究 ， ，－ 洪 ＝１ 一 『 ● ｌ力
．
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｓｇ ｆ ｄ ａ ｌ ｈｐｉｔ ｏ ｉｇ ｏ ｇＨｙ ｒ ｐ ｗｅ ｔ ｔ ｎ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅＤｅｉｎ ｏ Ｈｙ ｒ ｕｉ Ｓ ｉ ｌ ｒＪｎ ｈ ｎ ｄ ｏ ｏ ｒＳａｉ ｃ ｆｆ ｏ
ＬｕＪ ｔ ｇ Ｃ ｏ ｉａ ， ｉｇ ｕ ， ａＲ ｎｈ ｏ Ｚ ｕＧ ｏｉ ｉ ｉ ａ ， ａ ｎｎ Ｌｎ ｎ Ｍ ｅ ｃａ， ｈ ｕｊ ｎｎ Ｙ Ｙ ｎ
（ ｕ ｍｉｇＩｖ ｓ ｇ ｔ ｎａ ｄＤ ｓ ｎＩ ｓ ｔｔ ｏ ｈｎ ｙ ｒｐ ｗ ｒ ｏ ｓ ｌｎ ｒ ｐＣ ｒｏａ ｏ ， Ｋ ｎ ｎ ｅｔ ａｉ ｎ ｅｉ ｔｕｅ ｆ ｉａＨ ｄｏ ｏ ｅ Ｃ ｎ ｕｔ ｇＧ ｏ ｏｐ ｒｔ ｎ ｎ ｉ ｏ ｇ ｎｉ Ｃ ｉ ｕ ｉ
ｐｌｃ ａ ｅ．Ｆｏ ｔｉ ｒ ａ ｏ ｒ ｈ ｓ ｅ ｓ ｎ，ｔ ｉ ｐ ｐｅ ｉ ｓ ｈｅ ｕ ａ ｈ ｓ ａ ｒ ｇｖｅ ｔ ｆ ｎｄ ｍｅｎａ ｐ ｎｃｐｌｓ ｔｌ ｒ ｉ ｅ ，ｍ ａｎ ｈａ ａ ｔｒｓｉ ｓ ｎ ｓ ｓｅ ｉ ｉ ｃ ｒ ｃｅ ｔｃ ａ ｄ ｙ ｔｍ ｃ ｍ ｐ ｓｔｏ ｏ ｉ ｏ ｏｉ ｎ ｆ ｉ
垂直升船机运行原理分析
行产生不利影 响， 证船舶顺利进 出 保
承 船 厢
年， 举世无双的三峡工程双线五级船闸也在 ２ ０ ０ ３年 实施 通航 。近 几 十年 来 ， 着 机 械 制 造 和 自动 控 制 随 技术的提高 ， 升船机 这一过坝 的快速通道有了较大 的发展。升船机的规模越来越大 ， 形式越来越新颖 、 技术也越来越先进 。升船机按运船方式可分为干运
摘
要： 升船机作为通航过 坝的快速 通道 ， 江河航 运方面发挥 着不可替代 的作 用。介绍 了不 同类型垂 直升 在
船机的运行原理 、 提升装置 ， 比较 了不 同类型垂 直升船 机的优 势和不足 ， 着重介 绍 了我 国第 １座 水力浮动 并
式 转 矩 平 衡 重升 船 机 。
关键词 ： 直升船机 ； 垂 平衡 重 ； 筒； 浮 齿轮 齿条 中图分类号 ： ６ ２ ６ Ｕ ４ ． １ 文献标 识码 ： Ｂ 文章编 号 ：０ ６— ４ ６ ２ ０ ）４— ０ ７— ２ １０ ６ ４ （ ０７ ０ ０ ０ ０
类 升船机 。 钢丝 绳卷扬 式垂 直升船 机 的安全 装置 由安 全制
年建成的罗特赛升船机 （ ｏ ｅｓ ） １６ Ｒ ｔ ｎｅ ， ２年建成 的 ｈ ｅ ９
亨利兴 堡新 升船 机 （ ｎｉ ｅｂｒ Ｗａ ｒ ） Ｈｅｒ ｈｎｕｇ ｈｏ 。 ｃ ／ ｐ 升船机 的 浮筒置 于竖 井 中 ， 竖井 顶部设 有井 盖 ，
安装在浮筒顶部的支架穿过井盖上预留的孑 洞与承 Ｌ
船 厢底 部 实现铰 接 。浮筒 分 为 上 、 ２个 隔离 仓 并 下 充 有压 缩空 气 ， 浮 筒 的下 隔离 仓 中设一 下 端 敞开 在 的平衡 仓 ， 浮 筒 下 沉 时 ， 衡 仓 内 的空 气 被水 压 当 平 缩， 浮筒 上 升时水 压 减 小 ， 衡 仓 内的空 气 便 膨 胀 ， 平 抵 消 了因支架 露 出 或 淹没 于 水 中产生 的浮 力 变化 。 浮筒 的结构 及工 作原 理如 图 ｌ 所示 。
水力浮动式垂直升船机竖井钢衬施工技术
水力浮动式垂直升船机竖井钢衬施工技术摘要：本文主要介绍了升船机竖井钢衬施工工艺和方法，总结了工艺特点及取得的成果及推广和应用价值。
关键词：水力浮动式；垂直升船机；竖井钢衬；施工技术1 工程概况景洪水电站位于澜沧江下游河段，电站为混凝土重力坝，坝高108m，升船机布置在电站右岸的6#和7#坝段，机型为水力式垂直升船机，最大提升高度为66.86m，船厢室长82m，宽16.8m，最大可通行500t级船舶，是我国自主创新，拥有完全知识产权的一种新型升船机。
竖井钢衬布置于塔楼段左、右两侧的塔柱内，共16个。
竖井钢衬的内径Φ6500mm，采用板厚16mm，材质Q235C的钢板卷制、焊接成形，安装总高度52.5m。
2 竖井钢衬的施工特点2.1水力式升船机的独有结构，设计质量标准高竖井钢衬是水力式升船机的独有结构，它与平衡重浮筒的关系类似于发动机的气缸与活塞，是平衡重浮筒的运行通道。
竖井钢衬的安装精度，直接到影响升船机的提升效率和运行安全，是水力式升船机成败的关键因素之一。
因此，对竖井钢衬的安装，提出了比水电站压力钢管安装更为严格的质量标准。
（见表1）表1 竖井钢衬与压力钢管安装质量标准对比单位mm2.2一期埋设的薄壁焊接结构，变形控制难度大竖井钢衬的安装精度比压力钢管高，但设计结构的刚度却比同型压力钢管差。
相同直径的压力钢管管壁一般在20 mm以上，加劲环高度一般在200mm以上，而竖井钢衬的管壁只有16mm，加劲环高度只有130mm，因此，其安装精度控制难度很大，特别是钢衬的局部变形很难掌控。
3 竖井钢衬的施工工艺3.1施工流程基准点设置→竖井钢衬吊装→活动内支撑安装→倒垂线布置→钢衬调整、外支撑加固及环缝焊接→竖井钢衬浇砼→活动内支撑拆除→下一循环。
3.2基准点设置（1）在底部钢衬中心设置槽钢支架，槽钢支架与输水钢管的内壁焊接牢固。
在槽钢顶面测放竖井钢衬安装中心基准点，并就近测放竖井钢衬基准中心校核点。
放点精度按±0.5mm 控制，基准点和校核点用冲眼和红漆进行标识。
垂直升船机多轴多电机机械同步出力均衡控制技术的研究与应用
第11卷第1期中国水运V ol.11N o.12011年1月Chi na W at er Trans port Janury 2011收稿日期：作者简介：秦雅岚，长江水利委员会长江勘测规划设计研究院。
垂直升船机多轴多电机机械同步出力均衡控制技术的研究与应用秦雅岚，唐勇，王伟（长江水利委员会长江勘测规划设计研究院，湖北武汉430010）摘要：多轴多电机机械同步出力均衡控制技术是垂直升船机电气传动控制的一个关键技术。
文中介绍了垂直升船机的电气传动系统方案，提出了电气传动的技术要求及其关键技术要点，同时介绍了速度环出力均衡控制和转矩环出力均衡控制两种电机控制方案，工程实践结果表明：两种方案均能满足大、中型升船机多轴多电机机械同轴出力均衡控制的技术指标要求。
关键词：升船机；出力均衡控制；电气传动中图分类号：U 642文献标识码：A文章编号：1006-7973（2011）01-0106-03大、中型升船机作为高坝水利枢纽快速过坝通航建筑物，其型式主要可分为：垂直升船机和斜面升船机两大类，不论哪一类升船机（水力浮筒式升船机除外），由于船厢需要的驱动力（力矩）和相应的传动机械比较庞大，为解决设备布置和制造的困难，其船厢驱动系统一般都采用多驱动单元的分散式机械结构，并通过多轴多电机机械轴同步驱动方式，来保证多驱动单元之间运行速度和位置的同步。
一、电气传动系统方案升船机船厢多轴多电机机械轴同步传动的电气传动系统，除可靠性有严格的要求外，还应有无级平滑调速和稳定速度的功能，同时，需要控制升船机船厢的误载水量和停位准确性。
实现准确停靠的有效办法有两种，一种是：尽量降低停车前的运行速度，这样，电气传动系统必须具有较大的调速范围；另一种是：加减速阶段采用变加速度控制。
不论采用哪种方法，其电气传动系统都要求采用调速性能优越的自动无级调速系统，其中，电气传动可采用全数字可控硅直流传动方案或矢量控制的交流变频传动方案；调速控制可采用位置、速度、力矩三闭环无静差调速控制方案。
水力浮动式快速垂直升船机
水力浮动式快速垂直升船机内容摘要：水力浮动式快速垂直升船机是在水力浮动式转矩平衡重升船机（专利号ZL.8）的基础上研发出的一种安全、高速、节水型垂直升船机，它与水力浮动式转矩平衡重升船机相比，可节约大量的操作用水；与钢丝绳卷扬垂直升船机相比，运行更加安全可靠；与目前国内外各类垂直升船机相比，这种升船机的升降速度有较大幅度的提高（可达0.5m/s 以上）；如果与同等规模的船闸相比，其操作用水仅相当船闸操作用水的3%左右，也就是说同等规模的船闸升降一次的操作用水，可供水力浮动式快速升船机升降30次。
水力浮动式快速垂直升船机是在水力浮动式转矩平衡重升船机（专利号ZL.8）的基础上研发出的一种安全、高速、节水型垂直升船机，它与水力浮动式转矩平衡重升船机相比，可节约大量的操作用水；与钢丝绳卷扬垂直升船机相比，运行更加安全可靠；与目前国内外各类垂直升船机相比，这种升船机的升降速度有较大幅度的提高（可达0.5m/s以上）；如果与同等规模的船闸相比，其操作用水仅相当船闸操作用水的3%左右，也就是说同等规模的船闸升降一次的操作用水，可供水力浮动式快速升船机升降30次。
水力浮动式快速升船机的动作原理是：以平衡筒的总重量平衡承船厢的总重量，通过操作进水阀或排水阀，使提升竖井充水或排水，达到改变提升平衡筒的重量，克服摩阻力，促使承船厢升降的目的。
1水力浮动式快速升船机的平衡装置水力浮动式转矩平衡重升船机的的平衡筒，既具有提升功能又具有平衡功能。
水力浮动式快速垂直升船机的平衡筒则不然，它将平衡筒的提升功能与平衡功能分离，令一部分平衡筒负责平衡，另一部分平衡筒负责提升。
负责平衡的平衡筒（15），安装在平衡竖井（13）中，其重量和体积由承船厢厢体及厢内水体的重量和体积以及升船机的最大提升力确定。
平衡竖井（13）与提升竖井（19）互不相通。
在平衡竖井的底部，设有事故排水通道（12）与承船厢室相通。
（见水力浮动式快速垂直升船机原理图）平衡筒为钢制水筒，筒内装有水，为方便安装、检修，在顶部设有进人孔。
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水力重力式垂直升船机的研究
论文关键词：水力重力垂直升船机研究
论文摘要：水力重力式垂直升船机工作原理是：通过滑轮组、卷筒的钢丝绳缠绕系统，将船厢与重力水箱以两边平衡的方式对接起来，使得船厢与重力水箱的各起吊点互为钢性联接，有利于上下运行时保持很好的同步。
若要船厢下降，就打开重力水箱上的运行排水阀直接排水；若要船厢上升，就利用水库上游之水，给重力水箱中加水。
通过利用水的重力，改变两边对重的重力差，直接用重力水箱驱动船厢的上下运动，实现上下游水位的通航对接。
重力水箱的加水的原理是：通过加宽供水口的面积，以减缓水的流速，采用多层供水方式，达到减小供水口与重力水箱之间的供水落差。
水是从蓄水箱的漫水孔板以漫出的形式流出，再顺着水幕墙板向下流入重力水箱，蓄水箱是多层的。
1 我国升船机的需求及研究水力重力
式垂直升船机的目的
我国“十一五”发展规划纲要提出了
有序开发水电，建设金沙江、雅砻江、澜沧江、黄河上游等水电基地及溪洛渡、向家坝等大型水电站的要求。
随着我国对西部地区开发力度的加大和西电东输的实施，水能资源开发势在必行，解决高坝通航问题作为水资源综合利用的重要组成部分显得愈为迫
切和重要。
交通运输更是开发的重点，我国升船机建设数量也将会越来越多，升船机设计、制造、安装技术将得到进一步提高，升船机在西部水资源开发中将发挥越来越大
的作用。
西部很多河流如澜沧江、金沙江、嘉陵江、西江、乌江、红水河、南北盘江等正处于梯级开发中，一大批航电枢纽亟待兴建，升船机应用前景广阔。
此外正在设计和拟建的还有构皮滩、思林、百色、龙滩等大型升船机工程。
同时随着西部水运的发展及科学技术的进步，也急需提高升船机的设计、管理及维护水平，保证升船机的顺利建设和安全运行[1]。
另一方面，众多水利、水电
枢纽工程建筑作为航道上的节点，如一个梯
级枢纽通航设施的不建、缓建或低标准修建，就会破坏内河航运的连续性，制约河流的通航能力甚至导致河流断航，就会形成中西部17条枢纽通航的“瓶颈”。
枢纽通航设施作为内河航道的一个组成部分，具有公共性和基础性，政府公共投入不足难以缓解电航矛盾。
造成部分具有重要航运功能，但建设成本较高的梯级建设难以开展，阻碍河流全江渠化进程；从而制约了内河航运的发展空间。
投入不足难以缓解电航矛盾，是否能从升船机制造上减少的成本？本文力图研究、论证一种，结构更简单、制造更容易、维修更方便、投入更小、运行成本更低的升船机。
它是一种通过改变重力水箱内的水量，直接用重力水箱驱动船厢的水力重力式垂直升船机。
2 水力重力式垂直升船机的研究
国内与水力重力式垂直升船机相关的
背景
目前，为了制造出性价比更好的升船机，中国专利申请号：提出的《滑轮组平衡升船机》，在每根平衡钢丝绳的两端各加上平衡
滑轮组一个。
使船厢与平衡舵连接成整体，并相互平衡，再在船厢与平衡舵之间设起吊机若干部，起吊钢丝绳二根与起吊滑轮组二个等构件所组成，可使船厢升降，还可减少起吊力。
及中国专利申请号：《水力浮动式
快速垂直升船机》，是向提升竖井充水或排放提升竖井中的水，达到改变提升平衡筒的重量克服摩阻力促使船厢升降的目的。
这些方案各有长处，也有短处。
例如，正在建设中的三峡大坝升船机，其提升高度将达113m，提升重量达16000t，经过半世纪论证，升船机定型为：齿轮齿条爬升、长螺母柱短螺杆安全装置的设计方案。
它的驱动机构由开式齿轮、齿条、液气弹簧、减速器、电动机等设备组成。
其齿轮齿条z=16、模数m=、齿
轮直径D=、单节齿条长度4725mm，升船机
设计概算基本方案确定的静态投资达到亿元。
它具有有先进的安全装置，但用于驱动船厢的机械设备之大，制造之难。
当船厢与闸首对接过程中误载水深超过正负5cm时，需启动船厢两端的可逆水泵系统进行调节。
水力重力式垂直升船机的原理简述
钢丝绳缠绕系统，水力重力式垂直升船机，通过滑轮组、卷筒的钢丝绳缠绕系统，将船厢与重力水箱以两边平衡的方式对接
起来，使得船厢与重力水箱的各起吊点互为钢性联接，有利于上下运行时能保持很好的同步。
承船箱上下驱动方式，承船箱的上、下是用很简单的方法实现。
若要船厢下降，就排放重力水箱中的水，若要船厢上升，就给重力水箱中加水。
通过改变两边对重的重力差，使承船箱上下运动起来，实现上下游水位的通航对接。
重力水箱的加水的原理是，通过加宽供水口的面积，以减缓水的流速，采用多层供水方式，达到减小供水口与重力水箱之间的供水落差。
将水库上游之水导入蓄水箱，水是从蓄水箱的漫水孔板以漫出的形式流出，再顺着水幕墙板向下流入重力水箱，蓄水箱是多层的。
重力水箱的排水方式是，重力水箱上装有运行排水阀，打开运行排水阀可直接排水。
水力重力式垂直升船机的优势与忧虑
众所周知，升船机比船闸节省水或几乎不耗水，船闸的制造难度也大得多，如三峡的船闸人字门、输水系统的制造都是非常复杂的，升船机的造价通常低于船闸。
升船机按承船厢运行的线路，分为垂直式和斜面式两类。
垂直升船机是承船厢沿垂直方向升降的升船机，主要有平衡重式、浮筒式。
平衡重式垂直升船机，在垂直构架上部装设有绕以钢丝绳的滑轮,钢丝绳的一端连接承船厢,另一端装有平衡重，组成一个平衡系统，大多用卷扬机牵引着，一上一下，彼此作方向相反的运动，称为卷扬式垂直升船机。
浮筒式垂直升船机建有浮筒井，井内装设浮筒。
浮筒顶部与承船厢底部相连，利用浮筒的浮力平衡和支持承船厢的重量。
又称为水力浮力式升船机。
１）、水力重力式垂直升船机
它属于平衡重式垂直升船机，但它没有复杂、强大的牵引设备，因此，它的大小不受牵引设备制造难度的制约，可制造成大型的也可制造小型的，驱动机构直接简单、机械结构及建筑结构的制造相对容易。
运行时几乎不耗电。
２）、水力重力式垂直升船机对应于。