CN103526733A - 一种泄洪发电消能水电站 - Google Patents

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Abstract

一种泄洪发电消能水电站，它包括泄洪发电消能系统、引水式常规发电系统、常规溢洪道和非常溢洪道，泄洪发电消能系统设置在常规溢洪道内部，常规流坝段中间部分为泄洪发电消能系统的引水道，泄洪发电消能系统由上至下依次为进水口、引流道、压力管道、水轮机和尾水管，水轮机外设有厂房，所述的常规溢洪道设置在引流道顶部，所述的非常溢洪道设置在常规溢洪道两端，非常溢洪道低于常规溢洪道。本发明采用泄洪发电消能系统和引水式常规发电系统分开的设计思路，将溢流坝段一部分表孔泄流作为泄洪发电消能系统的取水口，通过引流道、压力管道等进入厂房中的特种水轮机进行发电以产生效益，并同时起到消能和避免泄洪雾化的效果，而且不对原有引水式常规发电系统产生不利影响。

Description

一种泄洪发电消能水电站
技术领域
本发明属于水电站领域，具体的说是一种泄洪发电消能水电站。 
背景技术
现有的水电站将泄洪与发电分开，水利水电工程泄洪期虽然短暂，但是泄洪流量大，泄洪功率大，现有水电站无法利用泄洪，限制了水能资源的充分利用。现代坝工泄水建筑物的下泄水流具有流速大，水股集中的特点，下泄水流的机械能很大，远远超过下游河道正常水流所能承受的能量，如不设法解决，在其直接与下游河道水流衔接的过程中，势必会造成恶劣的流态，严重地冲刷破坏，危及泄水建筑物的安全。现有的国内外众多水利工程的消能防冲设计中，尾水活动比较大，雾化大，影响电站工作，同时高速洪流运动中的空化与空蚀现象也会对坝体产生不利影响。 
发明内容
本发明采用泄洪发电消能系统和引水式常规发电系统分开的设计思路，将溢流坝段一部分表孔泄流作为泄洪发电消能系统的取水口，通过引流道、压力管道等进入厂房中的特种水轮机进行发电以产生效益，并同时起到消能和避免泄洪雾化的效果，而且不对原有引水式常规发电系统产生不利影响。
一种泄洪发电消能水电站，它包括泄洪发电消能系统、引水式常规发电系统、常规溢洪道和非常溢洪道，泄洪发电消能系统设置在溢常规溢洪道内部，常规流坝段中间部分为泄洪发电消能系统的引水道，泄洪发电消能系统由上至下依次为进水口、引流道、压力管道、水轮机和尾水管，水轮机外设有厂房，所述的常规溢洪道设置在引流道顶部，所述的非常溢洪道设置在常规溢洪道两端，非常溢洪道低于常规溢洪道。
所述的发电厂房设置在常规溢洪道底端坝趾处，厂房底部低于溢洪道。
所述的尾水管设置多个，间隔设置在常规溢洪道底端坝趾外端处。
本发明取得了以下的技术效果：
1、本发明在坝体下游设置泄洪消能电站将泄流引用发电，合理利用这部分容易对消能设施造成破坏的泄流，将洪水的机械能转化为电能进行发电，蕴藏着巨大的发电潜能，而且不对原有引水式常规发电系统产生不利影响；
2、本发明改变原有重力坝泄洪消能方式，将表孔泄洪作为水电站的取水，洪水进入本水电站的引水道中，使洪水经由水轮机发电达到消能的目的。发电后具有余能的尾水通过厂房后的尾水管排入河床中，避免了泄洪雾化问题；
3、本发明可以推广到已建和在建水电站进行扩机，对拟建水电站，可改变其枢纽布置方式，并可节省投资，具有广阔的发展前景。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的侧视图；
图3是本发明的剖面示意图。
具体实施方式
参见附图1-3所示，一种泄洪发电消能水电站，它包括泄洪发电消能系统1、引水式常规发电系统、常规溢洪道2和非常溢洪道3，泄洪发电消能系统设置在溢常规溢洪道内部，常规流坝段中间部分为泄洪发电消能系统的引水道4，泄洪发电消能系统1由上至下依次为进水口5、引流道6、压力管道7、水轮机8和尾水管9，水轮机外设有厂房10，所述的常规溢洪道设置在引流道顶部，所述的非常溢洪道设置在常规溢洪道2两端，非常溢洪道低于常规溢洪道。
优选地，所述的发电厂房设置在常规溢洪道底端坝趾处，厂房底部低于溢洪道。所述的尾水管设置多个，间隔设置在常规溢洪道底端坝趾外端处。
泄洪发电消能系统1主要在行洪期内进行泄洪发电消能；引水式常规发电系统承担全年内的常规发电工作；常规溢洪道2用于下泄没有完全进入引水道4的洪水；非常溢洪道3用于保证洪水流量超过设计流量时的安全泄流。
水电站的泄洪发电消能系统1主要在行洪期将常规洪水引入其流道中，将溢流坝段一部分表孔泄流作为取水，通过溢流坝段中间部分的进水口5、引流道6、压力管道7等进入厂房10中的特种水轮机8进行发电，并同时起到消能和避免泄洪雾化的效果。可利用的洪水通过进水口5进入电站引流道6，引流道在进入厂房前横截面积减小并连接压力管道7，通过调压室后进入特种水轮机10。引流道6顶端的常规溢洪道2采用常规溢洪道形式，当洪水流量刚刚超过引水道4最大取水量，即上游洪水位刚刚超过引流道顶端高度时，可以通过调节闸门开度保证多余的一部分洪水经过厂房10顶端安全泄入下游河道。非常溢洪道3亦采用常规溢洪道泄流方式，以保证超过本电站机组设计流量的泄流正常下泄。尾水管9承接特种水轮机8的蜗壳尾水，经由厂房10后进入下游河道，有效避免了常规消能工中出现的雾化，空化和空蚀现象。
当溢流坝下泄为常规洪水时，泄洪发电消能电站正常出力，关闭溢流坝非常溢洪道3的闸门，开启引水道4前闸门，将洪水引入坝后厂房10，发电后经厂房10后的尾水管9排入下游河道。当溢流坝下泄洪水量过大，超过泄洪发电消能电站设计出力范围。开启溢流坝的非常溢洪道3的闸门，使过量洪水从非常溢洪道3进入下游。同时也开启电站引水道4前闸门进行电站发电。当溢流坝下泄洪水量过小时，关闭溢流坝非常溢洪道3闸门，开启电站引水道4前部分闸门或控制引水道4前闸门的开度，引洪水发电。
同时该种引流道6和压力管道7由于所受压力很强，故需要采用耐压材料进行制作，也可以考虑钢板铺衬。特种水轮机10型式的选择需考虑水头问题，当水电站水头较高时，可以采用特种冲击式水轮机进行发电；但当水头较低时，可以考虑使用特种灯泡贯流式水轮机。 

Claims (3)

1.一种泄洪发电消能水电站，它包括泄洪发电消能系统（1）、引水式常规发电系统、常规溢洪道（2）和非常溢洪道（3），其特征在于：泄洪发电消能系统设置在常规溢洪道内部，常规流坝段中间部分为泄洪发电消能系统的引水道（4），泄洪发电消能系统（1）由上至下依次为进水口（5）、引流道（6）、压力管道（7）、水轮机（8）和尾水管（9），水轮机外设有厂房（10），所述的常规溢洪道设置在引流道顶部，所述的非常溢洪道（3）设置在常规溢洪道（2）两端，非常溢洪道（3）低于常规溢洪道（2）。
2.根据权利要求1所述的泄洪发电消能水电站，其特征在于：所述的发电厂房设置在常规溢洪道底端坝趾处，厂房底部低于溢洪道。
3.根据权利要求1所述的泄洪发电消能水电站，其特征在于：所述的尾水管（9）设置多个，间隔设置在常规溢洪道底端坝趾外端处。
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