CN104120693A - 一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统；属于水电站排水系统技术领域；其技术要点包括设置在各发电机组下方的流道层，流道层内沿长度方向设有暂存水槽，机房内各设备的渗漏水通过管路连接至暂存水槽内，在流道层内设有渗漏集水井，暂存水槽通过溢流道与渗漏集水井连接；在各发电机组桨叶后侧的转轮室侧壁上分别设有朝向尾水水流方向的第一锥形出水接头；第一锥形出水接头通过负压吸管与暂存水槽连接，在负压吸管上设有止回阀和电磁阀，电磁阀连接有压力传感器，压力传感器的检测探头设置在转轮室内壁上且与第一锥形出水接头位于同一圆环上；本发明旨在提供一种结构合理、使用方便且效果良好的灯泡贯流式发电机组节能型排水系统；用于水电站排水。

Description

一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统

技术领域

 本发明涉及一种排水系统，更具体地说，尤其涉及一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统。

背景技术

现有的灯泡贯流式发电站，其设计在水轮机桨叶区域及其下游的转轮室及尾水锥管处会产生负压，通过负压，提高水流速度，回收利用流过桨叶后流向尾水的水能。但是采用这种结构设计，负压使水的压力下降，对桨叶和转轮室等造成汽蚀，即低温沸腾的汽泡破裂后其周围的水团不断撞击转轮室、水轮机叶片及锥形尾管处，使得这些位置的设备及结构受到损坏。现有技术为了解决汽蚀，将上述设备及结构均采用不锈钢材质制造，虽然可以延长使用的期限，但损坏问题同样存在。另外，灯泡贯流式发电站，其机房底部设置有渗漏集水井和用于检修的排水廊道和检修集水井，渗漏集水井用于将机房内各设备的渗漏水收集，排水廊道和检修集水井则用于关机组检修时将位于机组流道内的水排出。现有的做法，是在渗漏集水井和检修集水井中安装流量和扬程较大的深井泵，将井内的水泵至河道下游，采用这种结构，如果全厂的渗漏量严重或检修频繁时，每天需要耗费相当巨大的电量用于支持深水泵的工作。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种结构合理、使用方便且效果良好的灯泡贯流式发电机组节能型排水系统。

本发明的技术方案是这样实现的：一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统，包括设置在各发电机组下方的流道层，其中所述流道层内沿长度方向设有暂存水槽，机房内各设备的渗漏水通过管路连接至暂存水槽内，在流道层下部设有渗漏集水井，暂存水槽通过溢流道与渗漏集水井连接；在各发电机组叶轮后侧的转轮室侧壁上分别设有朝向尾水水流方向的第一锥形出水接头，所述第一锥形出水接头的锥角为20～40°，所述第一锥形出水接头中轴线的长度为10～30cm，所述第一锥形出水接头与对应发电机组叶轮之间的间距为1～5m；所述第一锥形出水接头通过负压吸管与暂存水槽连接，在负压吸管上设有第一止回阀和第一电磁阀，所述第一电磁阀连接有第一压力传感器，第一压力传感器的检测探头设置在转轮室内壁上且与第一锥形出水接头位于同一圆环上，当负压吸管导通时，暂存水槽内的水在负压吸力下从第一锥形出水接头排出。

上述的一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统中，所述渗漏集水井内设有水泵，水泵出水口通过导管与最接近的发电机组叶轮后侧的转轮室导通；在导管上设有第二止回阀和第二闸阀。

上述的一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统中，所述导管与转轮室的接触部设有第二锥形出水接头，导管和转轮室通过第二锥形出水接头导通，所述第二锥形出水接头的锥角为20～40°，所述第二锥形出水接头中轴线的长度为10～30cm；所述第二锥形出水接头与对应发电机组叶轮之间的间距为1～5m；在导管上设有第二电磁阀，第二电磁阀连接有第一水位开关，第一水位开关位于渗漏集水井的预设警戒水位处；所述第二电磁阀与水泵电路连接，在第二电磁阀与水泵之间的电路上设有第一液体流量传感器。

上述的一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统中，所述负压吸管由若干不同管径的不锈钢管组成，各不锈钢管的管径为3～25cm；第一止回阀和第一电磁阀分别设置在各不锈钢管上。

上述的一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统中，在第一电磁阀和第一锥形出水接头之间的负压吸管上设有第一闸阀。

上述的一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统中，所述流道层侧边设有排水廊道，排水廊道内设有深井泵，深井泵通过负压排水管与各发电机组叶轮后侧的转轮室导通；在负压排水管上沿水流方向依序设有第三止回阀和第三闸阀。

上述的一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统中，所述负压排水管和对应的转轮室通过第三锥形出水接头导通，所述第三锥形出水接头的锥角为20～40°，所述第三锥形出水接头中轴线的长度为10～30cm；所述第三锥形出水接头与对应发电机组叶轮之间的间距为1～5m；在第三止回阀和第三闸阀之间的负压排水管上设有第三电磁阀，第三电磁阀连接有第二水位开关，第二水位开关位于排水廊道的预设警戒水位处；所述第三电磁阀与深井泵电路连接，在第三电磁阀与深井泵之间的电路上设有第二液体流量传感器。

本发明采用上述结构后，通过在现有流道层内设置暂存水槽，将原有收集至渗漏集水井的渗漏水存储在暂存水槽中，然后通过负压吸管连接至转轮室处，通过第一压力传感器和第一电磁阀配合，当第一压力传感器检测到负压过高时，通过第一电磁阀导通负压吸管，通过负压将暂存水槽中的水吸至转轮室处排走，为提高吸水的效果，在排水端设置锥形出水接头，通过锥形结构局部提高吸水能力。这种结构，不仅可以降低转轮室处的负压，而且可以将暂存水槽中的渗漏水吸走，实现渗漏水在不耗电能的情况下排出，显著降低电能消耗。同时，当负压较高而暂存水槽中无水叶，导通负压吸管，也可以吸入空气进行加压。进一步地，为更加方便负压的释放、控制以及使机房内更加节能，在渗漏集水井和排水廊道中均设置通过负压吸水的管，并且在管上均安装第一止回阀、第一电磁阀和第一闸阀。通过合理设备管径及管的数量，可以实现集水井在不消耗电能的情况下进行排水，而且可以有效控制桨叶、转轮室和尾水锥管处的负压，减少由于负压造成的汽蚀对桨叶、转轮室等的破坏。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大示意图；

图3是图1中B处的局部放大示意图；

图4是图1中C处的局部放大示意图。

图中：流道层1、暂存水槽2、渗漏集水井3、水泵3a、导管3b、溢流道4、转轮室5、第一锥形出水接头6、负压吸管7、第一止回阀7a、第一电磁阀7b、第一压力传感器7c、第一闸阀7d、第二锥形出水接头8、排水廊道9、负压排水管9a、第三锥形出水接头10。

具体实施方式

参阅图1至图4所示，本发明的一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统，包括设置在各发电机组下方的流道层1，其特征在于，所述流道层1内沿长度方向设有暂存水槽2，机房内各设备的渗漏水通过管路连接至暂存水槽2内，在流道层1下部设有渗漏集水井3，暂存水槽2通过溢流道4与渗漏集水井3连接；在各发电机组叶轮后侧的转轮室5侧壁上分别设有朝向尾水水流方向的第一锥形出水接头6，所述第一锥形出水接头6的锥角为20～40°，所述第一锥形出水接头6中轴线的长度为10～30cm，合理的锥角及长度，可以有效生成负压进行取水，锥角和长度过大或过小，要么无法达到负压吸水的目的，要么吸水效率低；所述第一锥形出水接头6与对应发电机组叶轮之间的间距为1～5m，这个区域内为汽蚀最严重的区域，也即负压最大的区域，在这个区域进行加压，其效果最好；所述第一锥形出水接头6通过负压吸管7与暂存水槽2连接，在负压吸管7上沿水流方向依序设有第一止回阀7a、第一电磁阀7b和第一闸阀7d，所述第一电磁阀7b连接有第一压力传感器7c，第一压力传感器7c的检测探头设置在转轮室5内壁上且与第一锥形出水接头6位于同一圆环上，当负压吸管7导通时，暂存水槽2内的水在负压吸力下从第一锥形出水接头6排出。在本实施例中，优选地，负压吸管7由若干不同管径的不锈钢管组成，各不锈钢管的管径为3～25cm；第一止回阀7a和第一电磁阀7b分别设置在各不锈钢管上。采用不同管径的不锈钢管，一是为了防止汽蚀的损坏，二是为了在不同压力值下都可以对暂存水槽2内的水进行自然吸取排出，当负压较大时，各种管径的不锈钢管都可以排水，当负压较小时，则小管径的不锈钢管可以排水，保证在预设的负压下限内，可以有不锈钢管进行取水，使使用更加灵活。

同时，在渗漏集水井3内设有水泵3a，水泵3a出水口通过导管3b与最接近的发电机组叶轮后侧的转轮室5导通；在导管3b上沿水流方向依序设有第二止回阀和第二闸阀。进一步地，导管3b与转轮室5的接触部设有第二锥形出水接头8，导管3b和转轮室5通过第二锥形出水接头8导通，所述第二锥形出水接头8的锥角为20～40°，所述第二锥形出水接头8中轴线的长度为10～30cm；所述第二锥形出水接头8与对应发电机组叶轮之间的间距为1～5m；在第二止回阀和第二闸阀之间的导管3b上设有第二电磁阀，第二电磁阀连接有第一水位开关，第一水位开关位于渗漏集水井的预设警戒水位处。同时，第二电磁阀与水泵3a电路连接，在第二电磁阀与水泵3a之间的电路上设有第一液体流量传感器。这种结构，当水位到达第一水位开关预设位置时，第一水位开关给出信号给第二电磁阀，控制其导通导管3b；当负压足够，则渗漏集水井3中的水可以通过负压吸出，第一液体流量传感器检测到水流量；当负压不足时，第一液体流量传感器检测到导管3b中的水流不够或没有水流时，则给出信号控制水泵3a进行抽水，水泵3a的停止时间，可以通过第一液体流量传感器计算水流总量，也可以通过设置下限水位开关进行控制。

第二止回阀、第二闸阀和第二电磁阀及第二压力传感器的安装方式，与前述第一止回阀7a、第一闸阀7d和第一电磁阀7b的安装方式相同，图纸省略。采用这种结构，正常情况下，渗漏集水井3中的水可以通过负压进行吸取，只要选择合适管径的导管，当遇到特殊情况时，可以采用水泵3a进行排水。

进一步地，在流道层1侧边设有排水廊道9，排水廊道9内设有深井泵，深井泵通过负压排水管9a与各发电机组叶轮后侧的转轮室5导通；在负压排水管9a上设有第三止回阀和第三闸阀；在负压排水管9a和对应的转轮室5通过第三锥形出水接头10导通，所述第三锥形出水接头10的锥角为20～40°，所述第三锥形出水接头10中轴线的长度为10～30cm；所述第三锥形出水接头10与对应发电机组叶轮之间的间距为1～5m；在第三止回阀和第三闸阀之间的负压排水管9a上设有第三电磁阀，第三电磁阀连接有第二水位开关，第二水位开关位于排水廊道9的预设警戒水位处；所述第三电磁阀与深井泵电路连接，在第三电磁阀与深井泵之间的电路上设有第二液体流量传感器。这种结构，当水位到达第二水位开关预设位置时，第二水位开关给出信号给第二电磁阀，控制其导通负压排水管9a；当负压足够，则排水廊道9中的水可以通过负压吸出，第二液体流量传感器检测到水流量；当负压不足时，第二液体流量传感器检测到负压排水管9a中的水流不够或没有水流时，则给出信号控制深井泵进行抽水，深井泵的停止时间，可以通过第二液体流量传感器计算水流总量，也可以通过设置下限水位开关进行控制。

第三止回阀、第三闸阀和第三电磁阀及第三压力传感器的安装方式，与前述第一止回阀7a、第一闸阀7d和第一电磁阀7b及第一压力传感器7c的安装方式相同，图纸省略。

当需要检测某个发电机组时，则关系该发电机组对应的第三闸阀，排入排水廊道9内的水通过其他发电机组的负压排水管9a或深井泵排出。

本实施例中，第一锥形出水接头6、第二锥形出水接头8和第三锥形出水接头10可以同时安装在同一圆环上，也可以根据需要分布在转轮室内负压较大的区域内。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (7)

1.一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统，包括设置在各发电机组下方的流道层（1），其特征在于，所述流道层（1）内沿长度方向设有暂存水槽（2），机房内各设备的渗漏水通过管路连接至暂存水槽（2）内，在流道层（1）下部设有渗漏集水井（3），暂存水槽（2）通过溢流道（4）与渗漏集水井（3）连接；在各发电机组桨叶后侧的转轮室（5）侧壁上分别设有朝向尾水水流方向的第一锥形出水接头（6），所述第一锥形出水接头（6）的锥角为20～40°，所述第一锥形出水接头（6）中轴线的长度为10～30cm，所述第一锥形出水接头（6）与对应发电机组叶轮之间的间距为1～5m；所述第一锥形出水接头（6）通过负压吸管（7）与暂存水槽（2）连接，在负压吸管（7）上沿水流方向依序设有第一止回阀（7a）和第一电磁阀（7b），所述第一电磁阀（7b）连接有第一压力传感器（7c），第一压力传感器（7c）的检测探头设置在转轮室（5）内壁上且与第一锥形出水接头（6）位于同一圆环上，当负压吸管（7）导通时，暂存水槽（2）内的水在负压吸力下从第一锥形出水接头（6）排出。

2.根据权利要求1所述的一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统，其特征在于，所述渗漏集水井（3）内设有水泵（3a），水泵（3a）出水口通过导管（3b）与最接近的发电机组桨叶后侧的转轮室（5）导通；在导管（3b）上沿水流方向依序设有第二止回阀和第二闸阀。

3.根据权利要求2所述的一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统，其特征在于，所述导管（3b）与转轮室（5）的接触部设有第二锥形出水接头（8），导管（3b）和转轮室（5）通过第二锥形出水接头（8）导通，所述第二锥形出水接头（8）的锥角为20～40°，所述第二锥形出水接头（8）中轴线的长度为10～30cm；所述第二锥形出水接头（8）与对应发电机组叶轮之间的间距为1～5m；在第二止回阀和第二闸阀之间的导管（3b）上设有第二电磁阀，第二电磁阀连接有第一水位开关，第一水位开关位于渗漏集水井的预设警戒水位处；所述第二电磁阀与水泵（3a）电路连接，在第二电磁阀与水泵（3a）之间的电路上设有第一液体流量传感器。

4.根据权利要求1所述的一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统，其特征在于，所述负压吸管（7）由若干不同管径的不锈钢管组成，各不锈钢管的管径为3～25cm；第一止回阀（7a）和第一电磁阀（7b）分别设置在各不锈钢管上。

5.根据权利要求1或4所述的一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统，其特征在于，在第一电磁阀（7b）和第一锥形出水接头（6）之间的负压吸管（7）上设有第一闸阀（7d）。

6.根据权利要求1所述的一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统，其特征在于，所述流道层（1）侧边设有排水廊道（9），排水廊道（9）内设有深井泵，深井泵通过负压排水管（9a）与各发电机组叶轮后侧的转轮室（5）导通；在负压排水管（9a）上沿水流方向设有第三止回阀和第三闸阀。

7.根据权利要求6所述的一种灯泡贯流式发电机组节能型排水系统，其特征在于，所述负压排水管（9a）和对应的转轮室（5）通过第三锥形出水接头（10）导通，所述第三锥形出水接头（10）的锥角为20～40°，所述第三锥形出水接头（10）中轴线的长度为10～30cm；所述第三锥形出水接头（10）与对应发电机组叶轮之间的间距为1～5m；在第三止回阀和第三闸阀之间的负压排水管（9a）上设有第三电磁阀，第三电磁阀连接有第二水位开关，第二水位开关位于排水廊道（9）的预设警戒水位处；所述第三电磁阀与深井泵电路连接，在第三电磁阀与深井泵之间的电路上设有第二液体流量传感器。