CN108166462A - 一种水电站同发同抽进/出水口布置结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水电站同发同抽进/出水口布置结构，包括前池(1)，前池(1)后侧设有两个并排布置的防涡梁段(2)，每个防涡梁段(2)的后侧均依次设有拦污栅(3)和扩散段(4)；两个防涡梁段(2)连接处的前侧设有位于前池(1)内的导流墙(5)；所述扩散段(4)的顶部和底部均为双向扩散结构。本发明具有能够有效改善水电站在同发同抽工况下库区水流流态的特点。

Description

一种水电站同发同抽进/出水口布置结构

技术领域

本发明涉及一种水电站进出水口结构，特别是一种水电站同发同抽进/出水口布置结构。

背景技术

抽水蓄能电站是目前最经济的大型储能电源，机组可以在发电和抽水工况进行转换及空载旋转备用，具有运行方式灵活、响应速度快的特点。随着区外来电低谷消纳及新能源装机容量的增加，电网可能发生突然性的电力不平衡现象。为了有效缓解电网突然出现的电力不平衡现象，技术人员考虑通过将同一个抽水蓄能电站不同水力单元机组之间同时分别处于发电及抽水工况运行的工作状态来解决。但是，对于没有要求具备同发同抽的抽水蓄能电站而言，若再考虑同发同抽工况下一个进出水口进流而另外一个进出水口出流，这样水流的流态会变得更为复杂，尤其是流速不均匀系数、流量不均系数更难满足控制要求，并且可能导致库区回流较强，甚至吸气漩涡等现象的发生。因此，现有的技术存在着水流流态较为复杂的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种水电站同发同抽进/出水口布置结构。本发明具有能够有效改善水电站在同发同抽工况下库区水流流态的特点。

本发明的技术方案：一种水电站同发同抽进/出水口布置结构,包括前池，前池后侧设有两个并排布置的防涡梁段，每个防涡梁段的后侧均依次设有拦污栅和扩散段；两个防涡梁段连接处的前侧设有位于前池内的导流墙；所述扩散段的顶部和底部均为双向扩散结构。

前述的一种水电站同发同抽进/出水口布置结构中，所述导流墙的前端面铰接有调节板。

前述的一种水电站同发同抽进/出水口布置结构中，所述导流墙的两侧壁上分别均匀布置有一组导流片，导流片和导流墙侧壁之间设有调节座，调节座上设有与导流片相连的旋转轴，旋转轴上套设有扭簧，且扭簧的两端分别与导流片和调节座相固定。

前述的一种水电站同发同抽进/出水口布置结构中，所述导流片包括截面为等腰梯形结构的导流片本体，导流片本体上下端面分别设有多个回流槽。

前述的一种水电站同发同抽进/出水口布置结构中，所述导流墙包括梯形底座，梯形底座上方设有竖直导向墙，且梯形底座和竖直导向墙之间设有弧形过渡面。

前述的一种水电站同发同抽进/出水口布置结构中，所述导流墙的侧壁上还设有多个压力传感器，导流墙前端还设有一组上下排布的流量传感器。

与现有技术相比，本发明通过在两个并排布置的防涡梁段连接处的前侧设置导流墙，防止在同发同抽工况下出现因环向水流引发的回流、脱流和吸气漩涡等问题，从而可以有效阻止同发同抽工况下的水流偏转，有效改善流量不均匀系数，使得库区水流流态趋于简单化，进而可以在整体上提高库区水流流态的稳定性。同时，扩散段的顶部和底部均采用双向扩散结构，这样可以避免顶部扩散角过大，实现了平面和立面双向对称布置，极大的改善了同发同抽工况下的过流条件，增强扩散效果，使得水流进一步均化，进一步的改善和简化了库区水流流态。综上所述，本发明具有能够有效改善水电站在同发同抽工况下库区水流流态的特点。

另外，本发明通过在导流墙的前端设置调节板，从而可以根据需求或实际使用工况调节两个进出水口的流量情况，满足使用需求。通过在导流墙的侧壁上设置导流片，对水流进行导向，从而可以将因抽水过程中产生的旋涡、回流等水流流态进行有效的转换，从而改善库区水流流态；同时，通过设置旋转轴和扭簧实现导流片的转动，一方面使得导流片根据水流状态进行实时调节，提高导流效果，另一方面也能有效缓解导流片所受冲击力，延长使用寿命；另外，回流槽也能进一步提高导流片的导流转换效果。

本发明的导流墙由梯形底座和竖直导向墙构成，使得导流墙的牢固度高；在梯形底座和竖直导向墙之间设置弧形过渡面，能够有效的缓解导流墙所受冲击力，延长使用寿命。

同时，本发明还通过在导流墙上设置压力传感器和流量传感器对水流状态进行实时监测，有效提高运行安全性。

附图说明

图1是本发明的平面示意图；

图2是本发明的纵剖面示意图；

图3是导流片的安装示意图；

图4是导流墙的结构示意图；

图5是弧形过渡面的示意图。

附图中的标记为：1-前池，2-防涡梁段，3-拦污栅，4-扩散段，5-导流墙，6-调节板，7-导流片，8-调节座，9-旋转轴，10-扭簧，501-梯形底座，502-竖直导向墙，503-弧形过渡面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。一种水电站同发同抽进/出水口布置结构，构成如图1至图5所示，包括前池1，前池1后侧设有两个并排布置的防涡梁段2，每个防涡梁段2的后侧均依次设有拦污栅3和扩散段4；两个防涡梁段2连接处的前侧设有位于前池1内的导流墙5；所述扩散段4的顶部和底部均为双向扩散结构。以顶部的双向扩散结构为例，双向扩散结构包括上下倾斜扩散结构和前后渐缩式扩散结构，上下倾斜扩散段是指扩散段的前端向后端逐渐往下倾斜(构成如图2所示)，前后渐缩式扩散结构是指扩散段的前端的宽度大于后端的宽度，呈一个宽度逐渐缩小的状态(构成如图1所示)。

所述导流墙5的前端面铰接有调节板6。

所述导流墙5的两侧壁上分别均匀布置有一组导流片7，导流片7和导流墙5侧壁之间设有调节座8，调节座8上设有与导流片7相连的旋转轴9，旋转轴9上套设有扭簧10，且扭簧10的两端分别与导流片7和调节座8相固定。

所述导流片7包括截面为等腰梯形结构的导流片本体，导流片本体上下端面分别设有多个回流槽。

所述导流墙5包括梯形底座501，梯形底座501上方设有竖直导向墙502，且梯形底座501和竖直导向墙502之间设有弧形过渡面503。

所述导流墙5的侧壁上还设有多个压力传感器，导流墙5前端还设有一组上下排布的流量传感器。

所述调节板和导流墙前端面之间设有转动轴，转动轴端部连接有旋转驱动电机。

所述弧形过渡面以四分之一圆SY为基础，四分之一圆SY底部设有倒圆角，四分之一圆SY上端设有导向开口K；所述导向开口K包括偏心圆部分PY和抛物线部分PX，偏心圆部分PY由一个向四分之一圆圆心的下方偏心的偏心圆组成，偏心圆的半径为四分之一圆的半径与偏心距J之差，抛物线部分PX由一根向偏心圆外侧延伸的抛物线形成，所述的抛物线的顶点、偏心圆的圆心和四分之一圆的圆心处于同一条直线，且抛物线的一端均与所对应的偏心圆相切。

所述的抛物线与偏心圆的切点对应于纵坐标的角度G为70o-80o，所述的抛物线的脱离角X为8o-12o，所述的偏心圆部分PY的开口值与整个接触面开口K的开口值的比例为0.23-0.35。

本发明中的弧形过渡面以四分之一圆SY为基础，四分之一圆SY底部设有倒圆角DY，四分之一圆SY上端设有导向开口K；其中倒圆角能够有效的缓解四分之一圆SY底部所受水压，导向开口的设置能够改变水流方向，对于因旋涡、回流等因素引起的上升水流导向开口可以直接将其引导至不与导流墙接触的位置，进而降低从底部上升的水流对导流墙的冲击力。

所述导向开口K中的偏心圆部分用于缓解因旋涡回流的水流速度，而抛物线部分则用于引导水流方向，两者结合，有效降低导流墙的水流冲击力。

前池与防涡梁段平顺连接；两防涡梁段的连接处与导流墙相连；防涡梁段后接扩散段，防涡梁段与扩散段平顺连接。

所述的进出水口位于导流墙的两侧，分别与两个防涡梁段相对应。

本发明的工作过程：水流先进入前池，然后经导流墙导流，依次经过防涡梁段、拦污栅和扩散段。

所述导流片的工作过程：导流片的初始导流方向为水平方向。当水流出现波动后，导流片会根据水流波动状态进行旋转，进而调整导流方向。导流片旋转过程中，会带动扭簧和旋转轴旋转，进而压缩扭簧，当水流的波动幅度小于扭簧的扭力时，扭簧复位。

Claims (6)

1.一种水电站同发同抽进/出水口布置结构，其特征在于：包括前池(1)，前池(1)后侧设有两个并排布置的防涡梁段(2)，每个防涡梁段(2)的后侧均依次设有拦污栅(3)和扩散段(4)；两个防涡梁段(2)连接处的前侧设有位于前池(1)内的导流墙(5)；所述扩散段(4)的顶部和底部均为双向扩散结构。

2.根据权利要求1所述的一种水电站同发同抽进/出水口布置结构，其特征在于：所述导流墙(5)的前端面铰接有调节板(6)。

3.根据权利要求1所述的一种水电站同发同抽进/出水口布置结构，其特征在于：所述导流墙(5)的两侧壁上分别均匀布置有一组导流片(7)，导流片(7)和导流墙(5)侧壁之间设有调节座(8)，调节座(8)上设有与导流片(7)相连的旋转轴(9)，旋转轴(9)上套设有扭簧(10)，且扭簧(10)的两端分别与导流片(7)和调节座(8)相固定。

4.根据权利要求3所述的一种水电站同发同抽进/出水口布置结构，其特征在于：所述导流片(7)包括截面为等腰梯形结构的导流片本体，导流片本体上下端面分别设有多个回流槽。

5.根据权利要求1所述的一种水电站同发同抽进/出水口布置结构，其特征在于：所述导流墙(5)包括梯形底座(501)，梯形底座(501)上方设有竖直导向墙(502)，且梯形底座(501)和竖直导向墙(502)之间设有弧形过渡面(503)。

6.根据权利要求1所述的一种水电站同发同抽进/出水口布置结构，其特征在于：所述导流墙(5)的侧壁上还设有多个压力传感器，导流墙(5)前端还设有一组上下排布的流量传感器。