Goldisthal抽水蓄能电站的创新设计 论文
作者：A.kristoff 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。
1.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。
2.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。
3.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。
4.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。
5.气候和地貌
旱季水库将提供2.9 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6.2m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8.2m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。
6.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4.74 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。[
汉字在现代招贴设计中的应用愈来愈广泛，其深厚的文化底蕴和独特的符号元素，具有极强的艺术韵味和审美意趣。现代招贴设计以“汉字”为创作元素，是对汉字造型形式美的再发掘与文化精神的再延伸与深化。
——题记
汉字是中国特有的文字，具有丰富的文化内涵和无穷的艺术魅力，在几千年的演变过程中，汉字字型不断变化，发展成为具有高度符号化、图像化的方块字。
如今，汉字常常应用于现代招贴设计之中，既体现了传统民族文化特性，又突出了时代气息，以其巨大的生命力和感染力为世人所关注。汉字历史源远流长，其本身就是美的构成图形，具有很强的符号感和高度的艺术造型价值。以汉字演绎成的招贴图形具有形简、意美、结构丰富的特点，使人通过图形本身就能直接了解其象征意义。
一、汉字与现代招贴设计
汉字起源于表形表意的象形文字，是人们长期生活体验与感悟的结晶，中国文字依形附声而产生意义，一直保存了原始描摹的风貌。汉字源于图画，由原始的图画而成，是最早的视觉文化形式。图画逐渐向文字方向转移，变成文字符号的图画文字。从招贴设计来讲，汉字是较为简单的设计元素，又是最丰富而复杂的设计手段，它的内涵丰富、构架完美、用途广泛、影响深远，极具情趣意味和装饰作用。通过一定的设计创意，赋予字型以形象化的再创造，恰当的表现，既能突出招贴设计的文化价值，又能起到画龙点睛、锦上添花的作用。汉代著名文学家许慎著的《说文解字》序曰：“颉首四目，通于神明，仰视奎星之势，俯察龟纹鸟迹之象，博采众美，合而为字”，记录了汉字的由来，是古人从自然万物中“博采众美”而抽象概括形成的一种符号，其产生的开端具有形象的依据性，因而其造型反映它所包含的信息和意念。而后汉字不断随人们沟通交流的需要而演变着，其演变的过程即是设计的过程，文字形式逐渐趋向合理、完美，从而实现信息更有效、更快捷、更准确的传递。
“象形”从设计思维上来看是形象思维，是对事物具象形态的归纳、概括；从社会学的角度看，我们所面对的愈是具象，就愈是现实；愈是现实，就愈有机会留出空间，被人们装入更多的情感和想象，也就愈具有视觉的张力。因此，具象的、直观的表达，永远是汉字招贴设计的第一要素。
现代招贴设计不是抽象绘画，更不是字谜，它是无声的语言，它必须求得观者的共鸣。现代招贴设计不但要求图形的完美与新颖，还应追求图形的“以少胜多”，即高度的凝练，能给人以深远的联想空间。不应是作者强加的“给予”，而应是观者自由地“获取”，是在图形诱导下的“意合”。它同任何艺术一样，有其自身的规律，在表现上所受到的“约束”，正是形成自我的特殊形式。构思巧妙、寓意性强、形象生动是招贴的特点。大量的所需反映的内容是很抽象的，把抽象概念化作为可视的形象，是招贴设计的最大难点。招贴中除了部分用直观形象本身外，多数则用比喻、替换和象征的手法。用什么比喻物和象征形，则是一个由表及里、从现象到本质的思考过程，从而达到“由此及彼”的目的，给人以启示和想象的空间。
二、汉字在现代招贴设计中的应用
汉字作为图形元素具有双重性，比单纯的图形更富于表现力和视觉冲击力。首先，字意本身就是最明确、最有说服力的，具有信息传递的准确性与直接性等特点；其次，汉字的图形化特征，使汉字从字意的传达到图形的传达成为可能，并具有极强的可塑性。汉字在图形中的转化，可以加深人们观赏的视觉印象，增加其直觉趣味，并使汉字的内容含义通过其结合的招贴设计主题多方面地表达出来，将其所表达的意念强调化、提示化、个性化，让人们感受到招贴艺术的品位和魅力。
创意是招贴设计的生命，没有高超的创意，招贴就难以承担自身的使命。汉字招贴的创意首先应具有审美的特征，要遵循美的法则来创意，无论汉字的点、线、面以及色彩之间的关系都应该符合美的形式法则，这是汉字招贴创意的关键；另外，应结合汉字招贴的应用主题，有针对性地展开思维创造，以巧妙的构思、独特新颖的形象表现主题内涵。
设计要勇于创新，避免无新意。在创意字体构思过程中，寻找可以开发想象的切入点是至关重要的。根据汉字的结构在字形上做文章，能为设计提供一个拓展想象与创意的无限空间。字形的切入首先可以考虑强调字的外形特征，使字形特征更加鲜明，寓意更加深刻；其次也可以在笔形上作一些硬性或柔软的处理，把字体的情感注入在笔画之中；再次还可以打破文字结构上传统的规范和均衡的定式，移动部分笔画常见的分布位置，改变疏密关系，使结构产生对比变化，突出创意，加强字体的个性。总之，字形的丰富变化让我们有更多的可能充分考虑多层内涵的表现形式，使文字充分展现传情的魅力，给人或轻松、或严肃、或诙谐、或抒情的艺术感受。
汉字的意象设计是将文字的特定含义通过字体形象视觉化处理构成自身的趣味，将文字内涵与外在形式巧妙融合并一目了然地展现其感染力。这种展现，渗透着现代设计思想，赋予文字内涵强烈的意念。汉字字体意象设计的关键是要展开情感与想象，别出心裁地展示“物我交融”的浪漫色彩。意象文字超脱了具象形似的束缚，丢弃客观固有的“形”，提炼抽象传神的“意”。大胆用想象思维进行创意，从而获得意味无穷的表达。意象文字一般以部首偏旁与笔画的增减、大小、多少或内质同构等手法进行变化，意象的切入方法中首先强调字体的个性，在字体的形态、笔画、结构中作相关的细节调整。其次强调情感的特征，将艺术想象和对内容的理解恰到好处地融入字体形象之中。最后强调字形的趣味，追求笔画造型的趣味、编排经营的趣味、明暗分布的趣味等使创意字体达到悦目、感心的审美情趣。如余秉楠先生设计的招贴《家》（图1），“家”字右下主体部分外形与中国东南沿海轮廓相吻合，而“家”字最后一捺其位置与形状以恰好相似的与我国台湾地形轮廓替换，(转第29页）(接第23页）这种内质同构的手法巧妙地深化了设计的主题思想，赋予“家”以大陆台湾本是一家、应该统一的深刻内涵。
汉字本身就是表意炼形的符号典范，因为汉字的造字原理即为“象形文字”而非拼音文字，故“字”本身即隐含着“图像”，因此，“汉字招贴”即将字形构成加以美化和符号化，它的设计与构成受到字本身的结构的限制，美化只能在一定程度之内去表现。尽可能寻找汉字图形的切入点，结合招贴使用主题进行发挥创造。
图2为关爱贫困大学生海报设计作品，作者巧妙地利用汉字的偏旁部首，把汉字“才”和“困”组合成一体，使读者很容易从字体中品味到图形所传达的意蕴。
图3是陈绍华工作室宣传招贴，把“设计”二字巧妙地借用“言”字旁，表现出强烈的设计意识和现代感。因此，准确找出目标汉字的表意核心是设计切入的关键，随后再对其加以适当的巧力雕琢，做到有的放矢、标新立异，这样就能在不破坏原字识别性的基础上创造出新的作品。
因此，现代招贴设计者应该继承中华民族的文化传统，注重延续中华人文精神，充分发挥民族艺术的特长，使之与现代设计相沟通，与时代精神相结合，创造出既有民族特色又有时代精神的招贴作品。
家具设计毕业论文`
前言
中国现代紧凑的空间、家庭和人口结构的变化以及通过设计追求独特的生活理念，要求设计师具有更严密的设计思维。在过去，或许某些设计给人们带来很大的方便和经济效益，而在今天却造成了严重危害。(如泡沫快餐盒给人们生活带来了很大的方便，却造成了今天严重的白色污染，现在还有很多的人在用。)设计存在误区,主要的原因是设计师的设计思维不够严密，消费者的环保意识不够强。随着现代生活节奏加快，各种问题困扰着人们，环保意识也有所提高，人们重视的主题是文化、环境、生态和个性。于是，人们重新冷静地去思考一种产品存在的意义，判断一种产品存在的意义，应该是生物学意义和语义学意义而不是工业学意义，设计师的责任就是使得人和环境之间的和谐发展，为人们设计更美好，更合理生活。因此，产品设计开发在考虑工业意义的同时，应该多一点从消费者的角度去思考，多一点从企业的长远利益去思考，这样也为产品争取更大的市场空间。这便是我客厅家具设计前做市场调查的目的。
一、2004年家具市场概况
人们越来越不习惯让屋子被家具塞得满满当当，也越来越不习惯，让家具的繁缛花饰来打扰心灵的安静。所以，客厅家具越来越简约清瘦，正成为流行的一种理由。
1、家具市场价格动态
今年客厅家具市场的价格走向，仍呈现出了不同层次，名牌产品因含金量高和浓郁的文化艺术品味，将保持其质优价优，物有所值的水平（如左图这套休闲椅，优美的、符合人体工程学的曲线及其工艺的精细，市场上可卖到1500元）对消费者来说，不仅是买一种使用功能，更是买一种文化，这也体现了生理学意义和语义学意义给家具所带来的附加值；中低档客厅家具的价格稳中略有下降；某些经营者价格水分过多，或者“漫天要价，就地还钱”的现象虽明显减少，但仍时有发生，这一现象将随着市场的逐步规范而销声匿迹。入关初始，进口客厅家具市场的反响并不强烈，价格浮动非常小，但随着关税的逐渐下调，进口客厅家具的价格有了一些动作，比如某些国际大品牌的进口客厅家具的价格下调了２０％～３０％，基于进口家具高昂的设计费和运费，它们的价格仍然是普通消费者望尘莫及的。不过，随着关税的进一步下调，进口家具的价格将有所降低。 一个物品的价格在某些情况下是由消费者对它的评价来决定的,而与它的成本关系不大。这个价格叫做消费者的需求价格。当需求者急需得到某种物品的时候,该物品对需求者而言效用就高,因而也就愿意花较高的价格来购买它;反之,需求者愿意出的价格就低。所以，面对国外高水平的设计，我们只能提高自己的设计品位，这才能开拓我们的市场。
2、家具新消费
光顾家具市场的群体及其所期望的家具性能已经发生了很大的变化。据某高校对经常光顾家具市场的消费群体在年龄、学历、收入，住房面积四个方面进行调查后所得出的数据显示：
1.年轻一代是家具消费的主流，经常光顾家具市场的人群中20-30岁的消费者占42%，31-40岁占22%，41－50岁占16%，50－60岁占10%。
2.消费群体知识结构与生活态度在发生变化，经常光顾家具市场的人群中有78%的学历均在大专学历以上。这一群体已不仅仅满足家具的功能需求，而且在寻找一种新的生活方式，以期与他们的文化层次与个人品位相吻合。（如右图的组合柜，既有满足功能需求，又有购买灵活性和空间灵活性，还可以体现一种随意的个性。）而一般文化程度人群去光顾家具市场的则寥寥无几。
3.收入的高低直接反映了消费者购买家具的欲望和能力。家庭月收入在3000元以上的人群了光顾家具市场人群的74%，家庭月收入在1000-3000元的占26%。
4.经常光顾家具市场的人群中有38%的住房面积在100平方米以上，有30%的住房面积在100平方米以上，有30%的住房面积在60-80平方米，有20%的住房面积在80－100平方米。人们住房条件的改善为家具配套提供一个发展空间。
3、家具设计“国际化”
家具的设计一直是业内人士关注的热点问题，许多企业采用各种设计合作形式进行产品创新，有的引进设计“外援”，有的则与大专院校的设计专业挂钩，产品在设计含量上得到提升。“联邦椅”的出现，成为中国现代家具的优秀作品，近20年对中国当代客厅家具设计起了很好的典范作用（如左图）。但是家具设计目前仍存在的一个严重的误区就是“仿冒设计”，尽管设计越来越接近“国际化”，但与国外家具款式的惊人相似导致了设计含量的降低，这也许是家具生产发展到现阶段的一个“必然”，消费者仍然渴望看到我们自己的设计师设计出的经典家具。
4、未来客厅家具变化的流行热潮
一些客厅家具材质纸板化目前国外兴起了用纸板制作客厅家具的热潮。这种新产品的设计，巧妙地利用力学原理，使做成的家具有足够的强度，同时在家具表面涂上保护漆，经过特殊处理，解决了不堪重负和怕水忌潮的两大弱点，使纸制的家具具有一定的防潮、防水、防霉、防虫蛀等功能。更令顾客倾心的是它可以染成各种各样的颜色。（如有图，普通的纸板，主要结构好，就能达到很大的支撑力。）
5、消费者对客厅家具的要求
