CN108035323A - 具有耐腐蚀管道的地下式水电站 - Google Patents

Abstract

一种具有耐腐蚀管道的地下式水电站，包含发电厂房、位于地下的水轮机以及引水的地下管道结构，所述地下管道结构将水流引入所述水轮机的叶轮，从而实现地下式水电站的发电，所述叶轮通过发电主轴连接至发电转子，所述发电主轴通过轴承安装于水轮机，所述发电厂房包含两侧壁和弧形顶，所述弧形顶的两端分别支撑于两侧壁的顶端，各侧壁均包含竖向支撑结构、横向支撑结构和蒙皮，所述地下管道结构至少包含为抗腐蚀复合钢管的第一平整段、倾斜段和第二平整段；由此，本发明的厂房实现模块式结构安装，施工效率更高，成本更低，且管道防水防腐性能好，能确保水电站的长期使用，在后期维护和使用中更为方便，成本更低，适用于我国的广大地区。

Description

具有耐腐蚀管道的地下式水电站

技术领域

本发明涉及水利水电工程的技术领域，尤其涉及一种具有耐腐蚀管道的地下式水电站。

背景技术

地下式水电站作为水利水电工程中的重要组成部分，通常具有引水的管道，而这种管道在承压抗压方面需要较大的保护，而且，由于管道的位置和功能，经常会出现腐蚀的情况，容易导致管道的失效和泄露，从而严重影响水电站的正常运行。

在现有技术中，通常采用钢管作为水电站的管道，其虽然强度高，抗压能力强，但耐腐蚀和耐锈的效果差，容易导致长期使用后出现上述缺陷。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种具有耐腐蚀管道的地下式水电站，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有耐腐蚀管道的地下式水电站，其有效缓解和提高管道的耐腐蚀性能，有效提高管道的使用寿命，降低水电站的运行和维护成本。

为解决上述问题，本发明公开了一种具有耐腐蚀管道的地下式水电站，包含位于地上的发电厂房、位于地下的水轮机以及引水的地下管道结构，所述地下管道结构将水流引入所述水轮机的叶轮，从而实现地下式水电站的发电，其特征在于：

所述叶轮通过发电主轴连接至发电转子，所述发电主轴通过轴承安装于水轮机，所述发电厂房包含两侧壁和弧形顶，所述弧形顶的两端分别支撑于两侧壁的顶端，各侧壁均包含竖向支撑结构、横向支撑结构和蒙皮，所述竖向支撑结构和横向支撑结构均为多个且形成整个侧壁的支撑，各竖向支撑结构包含上立柱、中立柱和下立柱，所述上立柱的顶端设有连接至弧形顶的连接凸起，所述上立柱的底端通过一上套接管连接至中立柱的顶端，所述中立柱的底端通过一下套接管连接至下立柱的顶端，所述下立柱的底部设有矩形支撑板，所述矩形支撑板的周缘设有多个通孔，以供紧固螺钉将整个竖向支撑结构紧固的固定于地面，所述横向支撑结构包含多根上横杆和下横杆，所述上横杆连接于相邻的上套接管，所述下横杆连接于相邻的下套接管，从而通过竖向支撑结构和横向支撑结构形成格栅式的支撑，而蒙皮设置于格栅之间，从而形成模块化的发电厂房；

所述地下管道结构至少包含第一平整段、倾斜段和第二平整段，所述第一平整段的起始端设有进水口，所述第一平整段通过一弧形段连接至倾斜段，所述倾斜段以一定角度倾斜后通过另一弧形段连接至第二平整段，所述第二平整段的末端设有出水口，所述第一平整段、倾斜段和第二平整段为抗腐蚀复合钢管。

其中：所述抗腐蚀复合钢管至少包含钢管、防水层、抗腐蚀层和钢网层，所述钢管的外缘通过喷丸处理形成结合面，所述防水层能通过结合面较好的贴敷于钢管的外表面，所述防水层为聚苯乙烯防水材料制成，所述抗腐蚀层位于防水层外缘，其为聚丙烯防腐材料制成，所述钢网层设置于所述抗腐蚀层的外缘，其由混凝土浇筑材料及钢丝网组成，所述钢丝网位于混凝土浇筑材料的中部。

其中：所述聚苯乙烯防水材料包含重量比为35-50％的聚苯乙烯、重量比30-40％的溶剂、重量比10-12％的环氧树脂、重量比6-7％的粘结剂，该聚苯乙烯防水材料能有效实现防水功能。

其中：所述聚丙烯防腐材料可包含重量比35-55％的聚丙烯、重量比5-10％的聚乙烯醇、重量比20-25％的溶剂和重量比10-15％的粘结剂。

其中：所述钢网层外还设有涂层，所述涂层在钢网层外更好提供防护以有效提高使用寿命。

其中：所述上套接管的内缘还设有天车轨道连接件，所述天车轨道能快速安装至天车轨道连接件，从而能在厂房结构施工完毕后即可快速进行天车的具体操作。

其中：还包含位于所述下立柱底部的高度调节部件，从而通过高度调节部件进行各个竖向支撑结构的竖向高度快速调节。

其中：所述高度调节部件包含液压调节组件，所述液压调节组件的上端连接于下立柱的底部，所述液压调节组件的下端连接于矩形支撑板，通过液压调节组件内液压缸的升降操作，调节不同位置的竖向支撑结构的底部位置，适应不同高度和地质的安装位置。

通过上述结构可知，本发明的具有耐腐蚀管道的地下式水电站具有如下效果：

1、厂房实现模块式结构安装，施工效率更高，成本更低；

2、管道结构优良，提供更好的水流平顺效果；

3、管道防水防腐性能好，能确保水电站的长期使用，在后期维护和使用中更为方便，成本更低，适用于我国的广大地区。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本发明的具有耐腐蚀管道的地下式水电站的结构示意图。

图2显示了本发明发电厂房的正视图。

图3显示了本发明发电厂房的侧视图。

图4显示了本发明抗腐蚀复合钢管的剖视图。

附图标记：

地下式水电站101、发电厂房102、水轮机102、叶轮104、地下管道结构105、第一平整段106、倾斜段107、第二平整段108、抗腐蚀复合钢管10、钢管11、防水层12、抗腐蚀层13、钢网层14、涂层15、竖向支撑结构20、弧形顶21、横向支撑结构22、蒙皮23、上立柱24、中立柱25、下立柱26、上套接管27、下套接管28、支撑板29、紧固螺钉30、天车轨道连接件31。

具体实施方式

参见图1，显示了本发明的具有耐腐蚀管道的地下式水电站。

所述具有耐腐蚀管道的地下式水电站101包含位于地上的发电厂房102、位于地下的水轮机102以及引水的地下管道结构105，所述地下管道结构105将水流引入所述水轮机102的叶轮104，从而实现地下式水电站的发电。

其中，所述叶轮104可通过发电主轴连接至发电转子，所述发电主轴通过轴承安装于水轮机。

参见图2和图3，显示了本发明中发电厂房102的结构，在本发明中，发电厂房102采用了模块式结构，能更好的提高施工效能，所述发电厂房102可包含两侧壁和弧形顶21，所述弧形顶21的两端分别支撑于两侧壁的顶端，各侧壁均包含竖向支撑结构20、横向支撑结构22和蒙皮23，所述竖向支撑结构20和横向支撑结构22均为多个且形成整个侧壁的支撑，各竖向支撑结构20包含上立柱24、中立柱25和下立柱26，所述上立柱24的顶端设有连接至弧形顶21的连接凸起，所述上立柱24的底端通过一上套接管27连接至中立柱25的顶端，所述中立柱25的底端通过一下套接管28连接至下立柱26的顶端，所述下立柱26的底部设有矩形支撑板29，所述矩形支撑板29的周缘设有多个通孔，以供紧固螺钉30将整个竖向支撑结构20紧固的固定于地面，所述横向支撑结构22包含多根上横杆和下横杆，所述上横杆连接于相邻的上套接管27，所述下横杆连接于相邻的下套接管28，从而通过竖向支撑结构和横向支撑结构形成格栅式的支撑，而蒙皮23设置于格栅之间，从而形成模块化的发电厂房，在具体施工中，只需要进行各个结构的紧固连接后包覆蒙皮，则可快速实现发电厂房的施工和成型，这种结构更适用于不同的地点和范围，其施工难度小，施工效率更高。

其中，所述上套接管27的内缘还设有天车轨道连接件31，所述天车轨道能快速安装至天车轨道连接件31，从而能在厂房结构施工完毕后即可快速进行天车的具体操作。

其中，还可包含位于所述下立柱26底部的高度调节部件(未示出)，从而通过高度调节部件进行各个竖向支撑结构22的竖向高度快速调节，无论是平整地段还是凹凸不平的地段，均可实现快速施工和调节。

优选的是，所述高度调节部件可包含液压调节组件，所述液压调节组件的上端连接于下立柱26的底部，所述液压调节组件的下端连接于矩形支撑板29，在施工中，可通过液压调节组件内液压缸的升降操作，调节不同位置的竖向支撑结构的底部位置，适应不同高度和地质的安装位置。

参见图1可知，所述地下管道结构105至少包含第一平整段106、倾斜段107和第二平整段108，所述第一平整段106的起始端设有进水口，所述第一平整段106通过一弧形段连接至倾斜段107，所述倾斜段107以一定角度倾斜后通过另一弧形段连接至第二平整段108，所述第二平整段108的末端设有出水口，其中所述倾斜段107的倾斜角度可为65-75度，优选的是倾斜角度可为68-70度，以能更好的适应水流的变化和冲击，并且通过上述结构和角度设置，水流的冲击速度更加平顺、速度也不会受到更多影响，其发电效果更佳。

为了保证管道的抗压和抗腐蚀效果，参见图2，所述第一平整段106、倾斜段107和第二平整段108为抗腐蚀复合钢管10，所述抗腐蚀复合钢管10至少包含钢管11、防水层12、抗腐蚀层13和钢网层14，所述钢管11的外缘通过喷丸处理形成结合面，所述防水层11能通过结合面较好的贴敷于钢管11的外表面，在制造和后续中均不易脱落，且所述防水层为聚苯乙烯防水材料制成，所述抗腐蚀层13位于防水层12外缘，其可为聚丙烯防腐材料制成，所述钢网层14设置于所述抗腐蚀层13的外缘，其由混凝土浇筑材料及钢丝网组成，所述钢丝网位于混凝土浇筑材料的中部，以有效提高整个管道的强度，对内部的防水层和抗腐蚀层提供有效保护。

由此，本发明的管道能实现在压力下的密封和保护，提高整体管道的防腐蚀性能和安全性能，提高整体管道的使用寿命，确保水电站的正常长期运行。

优选的是，所述聚苯乙烯防水材料包含重量比为35-50％的聚苯乙烯、重量比30-40％的溶剂、重量比10-12％的环氧树脂、重量比6-7％的粘结剂，该聚苯乙烯防水材料能有效实现防水功能。

优选的是，所述聚丙烯防腐材料可包含重量比35-55％的聚丙烯、重量比5-10％的聚乙烯醇、重量比20-25％的溶剂和重量比10-15％的粘结剂。

其中，所述聚苯乙烯防腐材料具有很好的耐酸碱性，同时具有很好的拉伸强度及冲击强度，性能更佳，所述聚苯乙烯防水材料和聚丙烯防腐材料的基本组成能促进两层之间的结合，在具体操作中，聚丙烯防腐材料形成后能与聚苯乙烯防水材料紧密的贴合，两者之间形成相互渗入的交联层，其贴敷效果好，且在测试中，本发明中特别采用的聚苯乙烯防水材料相比现有中常用的聚氨酯材料等防水效果更佳，至少提高了50％的防水性能，其防水压力和防水时间更长，而聚丙烯防腐材料相比现有的环氧材料和沥青材料等，由于进行了聚丙烯和聚乙烯醇的材料组合，其抗腐蚀性能更强，可有效缓阻管道的腐蚀，经测试，本发明中的聚丙烯防腐材料能在我国的各种土质、岩层以及山区中提供非常好的防腐效果。

其中，所述钢网层14外还可设有涂层15，所述涂层15可在钢网层外更好提供防护，以有效提高使用寿命。

优选的是，所述涂层15可为酚醛树脂涂层，所述酚醛树脂涂层包含重量比25-35％的酚醛树脂、重量比30-50％的无机材料、重量比5-8％的纤维材料以及15-20％的聚乙烯泡沫颗粒，该酚醛树脂涂层具有质密性，使管道内隔绝空气和湿气，其敷着效果好，成本低廉，在具体实验中，较没有涂层15的结构达到非常好的效果。

由此可见，本发明的优点在于：

1、厂房实现模块式结构安装，施工效率更高，成本更低；

2、管道结构优良，提供更好的水流平顺效果；

3、管道防水防腐性能好，能确保水电站的长期使用，在后期维护和使用中更为方便，成本更低，适用于我国的广大地区。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (8)

1.一种具有耐腐蚀管道的地下式水电站，包含位于地上的发电厂房、位于地下的水轮机以及引水的地下管道结构，所述地下管道结构将水流引入所述水轮机的叶轮，从而实现地下式水电站的发电，其特征在于：

所述叶轮通过发电主轴连接至发电转子，所述发电主轴通过轴承安装于水轮机，所述发电厂房包含两侧壁和弧形顶，所述弧形顶的两端分别支撑于两侧壁的顶端，各侧壁均包含竖向支撑结构、横向支撑结构和蒙皮，所述竖向支撑结构和横向支撑结构均为多个且形成整个侧壁的支撑，各竖向支撑结构包含上立柱、中立柱和下立柱，所述上立柱的顶端设有连接至弧形顶的连接凸起，所述上立柱的底端通过一上套接管连接至中立柱的顶端，所述中立柱的底端通过一下套接管连接至下立柱的顶端，所述下立柱的底部设有矩形支撑板，所述矩形支撑板的周缘设有多个通孔，以供紧固螺钉将整个竖向支撑结构紧固的固定于地面，所述横向支撑结构包含多根上横杆和下横杆，所述上横杆连接于相邻的上套接管，所述下横杆连接于相邻的下套接管，从而通过竖向支撑结构和横向支撑结构形成格栅式的支撑，而蒙皮设置于格栅之间，从而形成模块化的发电厂房；

所述地下管道结构至少包含第一平整段、倾斜段和第二平整段，所述第一平整段的起始端设有进水口，所述第一平整段通过一弧形段连接至倾斜段，所述倾斜段以一定角度倾斜后通过另一弧形段连接至第二平整段，所述第二平整段的末端设有出水口，所述第一平整段、倾斜段和第二平整段为抗腐蚀复合钢管。

2.如权利要求1所述的具有耐腐蚀管道的地下式水电站，其特征在于：所述抗腐蚀复合钢管至少包含钢管、防水层、抗腐蚀层和钢网层，所述钢管的外缘通过喷丸处理形成结合面，所述防水层能通过结合面较好的贴敷于钢管的外表面，所述防水层为聚苯乙烯防水材料制成，所述抗腐蚀层位于防水层外缘，其为聚丙烯防腐材料制成，所述钢网层设置于所述抗腐蚀层的外缘，其由混凝土浇筑材料及钢丝网组成，所述钢丝网位于混凝土浇筑材料的中部。

3.如权利要求2所述的具有耐腐蚀管道的地下式水电站，其特征在于：所述聚苯乙烯防水材料包含重量比为35-50％的聚苯乙烯、重量比30-40％的溶剂、重量比10-12％的环氧树脂、重量比6-7％的粘结剂，该聚苯乙烯防水材料能有效实现防水功能。

4.如权利要求2所述的具有耐腐蚀管道的地下式水电站，其特征在于：所述聚丙烯防腐材料可包含重量比35-55％的聚丙烯、重量比5-10％的聚乙烯醇、重量比20-25％的溶剂和重量比10-15％的粘结剂。

5.如权利要求2所述的具有耐腐蚀管道的地下式水电站，其特征在于：所述钢网层外还设有涂层，所述涂层在钢网层外更好提供防护以有效提高使用寿命。

6.如权利要求所述的具有耐腐蚀管道的地下式水电站，其特征在于：所述上套接管的内缘还设有天车轨道连接件，所述天车轨道能快速安装至天车轨道连接件，从而能在厂房结构施工完毕后即可快速进行天车的具体操作。

7.如权利要求1所述的具有耐腐蚀管道的地下式水电站，其特征在于：还包含位于所述下立柱底部的高度调节部件，从而通过高度调节部件进行各个竖向支撑结构的竖向高度快速调节。

8.如权利要求7所述的具有耐腐蚀管道的地下式水电站，其特征在于：所述高度调节部件包含液压调节组件，所述液压调节组件的上端连接于下立柱的底部，所述液压调节组件的下端连接于矩形支撑板，通过液压调节组件内液压缸的升降操作，调节不同位置的竖向支撑结构的底部位置，适应不同高度和地质的安装位置。