CN113882334A - 水电站引水系统排气结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的是水电工程领域的一种水电站引水系统排气结构，包括隧洞和与隧洞相连的引水钢管，以及位于两者交界处并与引水钢管连通的调压室，所述引水钢管的顶部设有集气腔，所述集气腔靠近调压室的部位设有排气管，所述排气管顺着调压室侧壁向上穿出与外界相连通。本发明通过在引水钢管顶部设置集气腔，以及将集气腔与外界大气相连通的排气管，在充水过程中，随着管道中水位上升，管道中残留的气体会汇集到集气腔中，然后顺着排气管道排出，提高了管道中气体排导的顺畅性，避免了气体进入发电机组对水轮机造成损害。

Description

水电站引水系统排气结构
技术领域
本发明涉及水电工程领域，尤其涉及一种水电站引水系统排气结构。
背景技术
水电站引水系统指的是从水库或河流引水至水轮机的取水、输水等水工建筑物的总称。依水电站型式和地形、地质条件，引水系统包括水电站进水口、引水道、压力前池、调压室及压力管道等建筑物。引水道是连接水电站进水口和调压室(或压力前池)之间的水道，主要用于集中发电水头。为了方便与调压室相连，引水道在调压室附近的坡度一般会设计的较缓，而在充水过程中流道内存留的气体往往需要从进水口后的闸门井的通气孔排出，当流道较长，且隧洞坡度较缓时，气体较容易存留在隧洞内，气体如果进入发电机组会对电站水轮机的安全运行带来严重隐患。
发明内容
为克服现有引水道缓坡段不易排导气体等不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种可提高排气效果的水电站引水系统排气结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
水电站引水系统排气结构，包括隧洞和与隧洞相连的引水钢管，以及位于两者交界处并与引水钢管连通的调压室，所述引水钢管的顶部设有集气腔，所述集气腔靠近调压室的部位设有排气管，所述排气管顺着调压室侧壁向上穿出与外界相连通。
进一步的是，所述集气腔为设置在引水钢管顶部的外凸的弧形凹槽，弧形凹槽的长度方向与引水钢管的轴线方向一致。
进一步的是，所述集气腔一端位于引水钢管与调压室的交界处，另一端顺着引水钢管向隧洞方向延伸。
进一步的是，所述引水钢管在集气腔所在部位为一平直段。
进一步的是，所述集气腔的长度不小于20m，深度不小于1.5m，宽度不小于3m。
进一步的是，所述排气管包括过渡段和竖直段，竖直段顺着调压室侧壁埋设，过渡段连接集气腔和竖直段，所述过渡段的管径不小于600mm，竖直段的管径不小于300mm。
进一步的是，所述排气管的出口位于调压室的最高水位以上，并与调压室相连通。
本发明的有益效果是：通过在引水钢管顶部设置集气腔，以及将集气腔与外界大气相连通的排气管，在充水过程中，随着管道中水位上升，管道中残留的气体会汇集到集气腔中，然后顺着排气管道排出，提高了管道中气体排导的顺畅性，避免了气体进入发电机组对水轮机造成损害。
附图说明
图1是本发明结构主视图。
图2是本发明结构侧视图。
图3是本发明结构俯视图。
图中标记为，1-隧洞，2-引水钢管，3-调压室，4-排气管，21-集气腔，41-过渡段，42-竖直段。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1-3所示，本发明的水电站引水系统排气结构，包括隧洞1和与隧洞1相连的引水钢管2，以及位于两者交界处并与引水钢管2连通的调压室3，所述引水钢管2的顶部设有集气腔21，所述集气腔21靠近调压室3的部位设有排气管4，所述排气管4顺着调压室3侧壁向上穿出与外界相连通。
本发明的工作过程是：在充水过程中，随着引水钢管2中水位上升，管道中残留的气体会汇集到集气腔21中，然后顺着排气管4道排出，从而提高了管道中气体排导的顺畅性，避免了气体进入发电机组对水轮机造成损害。
由于集气腔21一般只设置在流道坡度交缓的位置，因此为了尽量汇集到更多的气体，所述集气腔21的结构优选为设置在引水钢管2顶部的外凸的弧形凹槽，弧形凹槽的长度方向与引水钢管2的轴线方向一致。
为了方便气体从排气管排走，所述集气腔21的布置位置最好为一端位于引水钢管2与调压室3的交界处，另一端顺着引水钢管2向隧洞上游方向延伸。
由于充水过程中水流速较快，为了尽量延长集气腔21汇集气体和排气的时间，所述引水钢管2在集气腔21所在部位最好设计为一平直段。这样水流在管道内平稳上升，更有利于排导气体。
现有水电站一般都较大，引水道的直径大都超过十米，因此在充水之前管道内存有大量气体，为了能顺利汇集这些气体，所述集气腔21的长度应不小于20m，深度不小于1.5m，宽度不小于3m。而为了排出这些气体，所述排气管4的优选方案是，所述排气管4包括过渡段41和竖直段42，竖直段42顺着调压室3侧壁埋设，过渡段41连接集气腔21和竖直段42，所述过渡段41的管径不小于600mm，竖直段42的管径不小于300mm。
进一步的，因为调压室3的顶部都是与外界大气环境相连通的，因此，在埋设排气管4时，所述排气管4的出口只需位于调压室3的最高水位以上，并与调压室3相连通即可，不必完全穿过调压室3的侧壁。
本发明通过在引水钢管顶部设置集气腔，以及将集气腔与外界大气相连通的排气管，在充水过程中，随着管道中水位上升，管道中残留的气体会汇集到集气腔中，然后顺着排气管道排出，提高了管道中气体排导的顺畅性，避免了气体进入发电机组对水轮机造成损害，具有很好的实用性，可推广应用于类似工程。

Claims (7)

1.水电站引水系统排气结构，包括隧洞(1)和与隧洞(1)相连的引水钢管(2)，以及位于两者交界处并与引水钢管(2)连通的调压室(3)，其特征是：所述引水钢管(2)的顶部设有集气腔(21)，所述集气腔(21)靠近调压室(3)的部位设有排气管(4)，所述排气管(4)顺着调压室(3)侧壁向上穿出与外界相连通。
2.如权利要求1所述的水电站引水系统排气结构，其特征是：所述集气腔(21)为设置在引水钢管(2)顶部的外凸的弧形凹槽，弧形凹槽的长度方向与引水钢管(2)的轴线方向一致。
3.如权利要求2所述的水电站引水系统排气结构，其特征是：所述集气腔(21)一端位于引水钢管(2)与调压室(3)的交界处，另一端顺着引水钢管(2)向隧洞上游方向延伸。
4.如权利要求2所述的水电站引水系统排气结构，其特征是：所述引水钢管(2)在集气腔(21)所在部位为一平直段。
5.如权利要求2所述的水电站引水系统排气结构，其特征是：所述集气腔(21)的长度不小于20m，深度不小于1.5m，宽度不小于3m。
6.如权利要求1所述的水电站引水系统排气结构，其特征是：所述排气管(4)包括过渡段(41)和竖直段(42)，竖直段(42)顺着调压室(3)侧壁埋设，过渡段(41)连接集气腔(21)和竖直段(42)，所述过渡段(41)的管径不小于600mm，竖直段(42)的管径不小于300mm。
7.如权利要求1所述的水电站引水系统排气结构，其特征是：所述排气管(4)的出口位于调压室(3)的最高水位以上，并与调压室(3)相连通。
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