CN114411882B - 一种基于流量小、扬程变幅大的泵站布置结构 - Google Patents

Abstract

一种基于流量小、扬程变幅大的泵站布置结构，在挡水建筑物上设置进水口；进水口通过输水管连接至输水管闸阀室；在泵站的内部设有多个承压腔体，每个承压腔体内设置有潜水轴流泵，各个潜水轴流泵的扬程不同；潜水轴流泵的出水端通过管道连接至高位水池；各个承压腔体分别通过承压腔体输水管连接至输水管闸阀室；在泵站的内部还设置有离心泵，离心泵的出水端通过离心泵出水管连接至高位水池；离心泵的进水端通过离心泵进水管连接至输水管闸阀室；在输水管闸阀室内设置有闸阀用于控制输水管与其中一个承压腔体的输水管连通、或者与离心泵进水管连通。不同扬程的潜水轴流泵及离心泵组合设计，有效利用水库水压的同时，降低运行期运行费用。

Description

一种基于流量小、扬程变幅大的泵站布置结构

技术领域

本发明涉及水利水电工程中泵站技术领域，尤其涉及一种基于流量小、扬程变幅大的泵站布置结构。

背景技术

在传统设计中，一般将泵站建在河道、湖泊、渠道上或水库岸边，通过一级或多级水泵将低处的水提升到所需的高度，用于排水、灌溉、城镇生活和工业供水。

在引用流量小、水泵运行扬程变幅大的条件下，往往一种型式的水泵即使采用变频运行，也难以满足泵站全范围运行扬程要求；而且采用水库明渠等无压条件下取水，再通过泵站提水的方式，不仅无法有效利用库水压力，同时也增加了后期泵站运行费用的负担。

针对水库有效水压浪费、运行费用增加、一种型式的水泵难以满足泵站运行扬程变幅大等问题，根据水库水位变化情况，结合不同型式水泵适用的扬程范围，通过设置一种带承压腔体的泵站结构，及不同扬程的潜水泵及离心泵组合设计，能有效利用水库水压，降低运行期运行费用，满足泵站全范围运行扬程要求，减轻泵站运行压力。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种基于流量小、扬程变幅大的泵站布置结构，旨在解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种基于流量小、扬程变幅大的泵站布置结构，包括：挡水建筑物、输水管闸阀室、泵站以及高位水池；在所述挡水建筑物上设置进水口；进水口通过输水管连接至输水管闸阀室；在所述泵站的内部设置有多个承压腔体，在每个承压腔体内设置有潜水轴流泵，各个承压腔体内的潜水轴流泵的扬程不同；每个潜水轴流泵的出水端通过管道连接至高位水池；各个承压腔体分别通过承压腔体输水管连接至输水管闸阀室；在所述泵站的内部还设置有离心泵，离心泵的出水端通过离心泵出水管连接至高位水池；离心泵的进水端通过离心泵进水管连接至输水管闸阀室；在所述输水管闸阀室内设置有闸阀用于控制输水管与其中一个承压腔体的输水管连通、或者与离心泵进水管连通。

优选的，在每个承压腔体的内壁上设置有钢衬；在每个承压腔体上设置有承压腔体管接头，所述承压腔体管接头包括承压腔体进水管、阻水环；阻水环设置在承压腔体进水管上并镶嵌在承压腔体混凝土墙内；所述承压腔体进水管的一端安装在承压腔体混凝土墙上并与钢衬连接；承压腔体进水管的另一端与承压腔体输水管连接。

优选的，在钢衬与承压腔体进水管之间设置有多个肋板。

优选的，每个承压腔体进水管上设置有阀门。

优选的，所述阻水环的数量为多个，相邻阻水环之间的间隔为30cm。

优选的，所述承压腔体的数量为两个，包括第一承压腔体和第二承压腔体；所述承压腔体输水管包括第一承压腔体输水管和第二承压腔体输水管；第一承压腔体输水管的一端与第一承压腔体连接，另一端连接至输水管闸阀室；第二承压腔体输水管的一端与第二承压腔体连接，另一端连接至输水管闸阀室；在第一承压腔体内设置有第一潜水轴流泵；第一潜水轴流泵的出水端通过第一潜水轴流泵出水管连接至高位水池；在第二承压腔体内设置有第二潜水轴流泵；第二潜水轴流泵的出水端通过第二潜水轴流泵出水管连接至高位水池。

当进水口前水位处于校核洪水位或设计洪水位时，输水管闸阀室内的闸阀控制输水管与第一承压腔体输水管连通，第一潜水轴流泵将第一承压腔体内的水提升至高位水池；

当进水口前水位处于正常蓄水位时，输水管闸阀室内的闸阀控制输水管与第二承压腔体输水管连通，第二潜水轴流泵将第二承压腔体内的水提升至高位水池；

当进水口前水位处于死水位时，输水管闸阀室内的闸阀控制输水管直接与离心泵进水管连通，离心泵直接将水提升至高位水池。

优选的，在每个承压腔体的底部设置有排水管，在排水管上设置有排水阀门。

优选的，在所述承压腔体的底部上设置有竖直台阶面，所述承压腔体进水管的出水端正对着所述竖直台阶面。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：能够根据水库水位变化情况，结合不同型式水泵适用的扬程范围，设置了一种带承压腔体的泵站结构，及不同扬程的潜水轴流泵及离心泵组合设计，改变传统的泵站提水方式，有效利用水库水压的同时，降低运行期运行费用，满足泵站全范围运行扬程要求，减轻泵站运行压力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一种基于流量小、扬程变幅大的泵站布置结构的示意图；

图2为本发明中挡水建筑物上的进水口通过输水管连接至输水管闸阀室的结构示意图；

图3为本发明中泵站的主剖视图；

图4为本发明中泵站去掉其顶盖后的俯视图；

图5为本发明中承压腔体管接头安装在承压腔体混凝土墙内的结构示意图；

图6为本发明中承压腔体管接头的结构示意图；

图7为本发明中高位水池的管道连接结构示意图。

附图标号说明：1-挡水建筑物；10-坝体；11-校核洪水位；12-设计洪水位；13-正常蓄水位；14-死水位；15-进水口；16-输水管；17-输水管闸阀室；2-泵站；200-承压腔体输水管；21-第一承压腔体输水管；22-第一承压腔体；23-第一潜水轴流泵；24-第一潜水轴流泵出水管；211-第二承压腔体输水管；221-第二承压腔体；231-第二潜水轴流泵；241-第二潜水轴流泵出水管；212-离心泵进水管；232-离心泵；242-离心泵出水管；20-承压腔体管接头；201-承压腔体进水管；202-阻水环；203-承压腔体混凝土墙；204-肋板；205-钢衬；3-高位水池； 30-高位水池箱体；31-高位水池进水管；32-高位水池出水管；4-阀门；5-排水管；501-排水阀门；601-竖直台阶面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……) 仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

结合图1所示，一种基于流量小、扬程变幅大的泵站布置结构，挡水建筑物 1、输水管闸阀室17、泵站2以及高位水池3，所述挡水建筑物1为坝体；在所述挡水建筑物1上设置进水口15；进水口15通过输水管16连接至输水管闸阀室17；在所述泵站2的内部设置有多个承压腔体，在每个承压腔体内设置有潜水轴流泵，各个承压腔体内的潜水轴流泵的扬程不同；每个潜水轴流泵的出水端通过管道连接至高位水池3；各个承压腔体分别通过承压腔体输水管200连接至输水管闸阀室17；在所述泵站2的内部还设置有离心泵232，离心泵232的出水端通过离心泵出水管242连接至高位水池3；离心泵232的进水端通过离心泵进水管212连接至输水管闸阀室17；在所述输水管闸阀室17内设置有闸阀用于控制输水管16与其中一个承压腔体的输水管连通、或者与离心泵进水管212连通。

结合图2、图3、图4所示，具体的，在本实施例中，所述承压腔体的数量为两个，包括第一承压腔体22和第二承压腔体221；所述承压腔体输水管200 包括第一承压腔体输水管21和第二承压腔体输水管211；第一承压腔体输水管 21的一端与第一承压腔体22连接，另一端连接至输水管闸阀室17；第二承压腔体输水管211的一端与第二承压腔体221连接，另一端连接至输水管闸阀室17；在第一承压腔体22内设置有第一潜水轴流泵23；第一潜水轴流泵23的出水端通过第一潜水轴流泵出水管24连接至高位水池3；在第二承压腔体221内设置有第二潜水轴流泵231；第二潜水轴流泵231的出水端通过第二潜水轴流泵出水管241连接至高位水池3。

当进水口15前水位处于校核洪水位11或设计洪水位12时，由于泵站2内第一承压腔体22能够承受此时库前水压，水库水位变幅约为0～5m，此时输水管闸阀室17内的闸阀控制输水管16与第一承压腔体输水管21连通，将库水引入第一承压腔体22内，由第一潜水轴流泵23将第一承压腔体22内的水提升至高位水池3。

当进水口15前水位处于正常蓄水位13时，由于泵站2内的第二承压腔体 221能够承受此时库前水压，水库水位变幅约为5～10m，此时输水管闸阀室17 内的闸阀控制输水管16与第二承压腔体输水管211连通，将库水引入第二承压腔体221内，由第二潜水轴流泵231将第二承压腔体221内的水提升至高位水池 3。

当进水口15前水位处于死水位14时，此时水库水位变幅较大约为10～20m，输水管闸阀室17内的闸阀控制输水管16直接与离心泵进水管212连通，离心泵 232直接将水提升至高位水池3。

结合图4及图7所示，第一潜水轴流泵出水管24、第二潜水轴流泵出水管 241以及离心泵出水管242均连接至高位水池进水管31，库水经过泵站2提水至高位水池3的水池箱体内之后，再由高位水池出水管32连接下游渠道或管道，最终到达受水区域。

结合图5、图6所示，在每个承压腔体的内壁上设置有钢衬205；在每个承压腔体上设置有承压腔体管接头20，所述承压腔体管接头20包括承压腔体进水管201、阻水环202；阻水环202设置在承压腔体进水管201上并镶嵌在承压腔体混凝土墙203内；所述承压腔体进水管201的一端安装在承压腔体混凝土墙 203上并与钢衬205连接；承压腔体进水管201的另一端与承压腔体输水管200 连接。设置钢衬205的目的是为了增加承压腔体的承压能力，设置阻水环202 用于以阻挡承压腔体混凝土墙203内外侧浸水，具体地，为了增强阻水环202 的挡水效果，阻水环202的数量为多个，根据承压腔体混凝土墙203的厚度来设置阻水环202的数量，相邻阻水环202之间的间隔为30cm。另外，为了增强承压腔体进水管201的固定效果，在钢衬205与承压腔体进水管201连接处设置有多个肋板204。

结合图4所示，每个承压腔体进水管201上设置有阀门4。在每个承压腔体的底部设置有排水管5，在排水管5上设置有排水阀门501。设置阀门4的目的在于与输水管闸阀室17内的闸阀形成双重的控制阀门结构，同时方便承压腔体进行检修，当承压腔体需要检修时，关闭承压腔体相对于的阀门4之后，再通过相应的排水管5将承压腔体内的水排掉即可进行检修。

结合图3所示，在所述承压腔体的底部上设置有竖直台阶面601，所述承压腔体进水管201的出水端正对着所述竖直台阶面601。库水从承压腔体进水管201 进入承压腔体时，直接冲击在所述竖直台阶面601上，竖直台阶面601起到挡水的作用可以避免高压水流对内部的潜水轴流泵造成冲击，有效保护潜水轴流泵。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于流量小、扬程变幅大的泵站布置结构，其特征在于，包括：挡水建筑物（1）、输水管闸阀室（17）、泵站（2）以及高位水池（3）；

在所述挡水建筑物（1）上设置进水口（15）；进水口（15）通过输水管（16）连接至输水管闸阀室（17）；

在所述泵站（2）的内部设置有多个承压腔体，在每个承压腔体内设置有潜水轴流泵，各个承压腔体内的潜水轴流泵的扬程不同；每个潜水轴流泵的出水端通过管道连接至高位水池（3）；各个承压腔体分别通过承压腔体输水管（200）连接至输水管闸阀室（17）；

在所述泵站（2）的内部还设置有离心泵（232），离心泵（232）的出水端通过离心泵出水管（242）连接至高位水池（3）；离心泵（232）的进水端通过离心泵进水管（212）连接至输水管闸阀室（17）；

在所述输水管闸阀室（17）内设置有闸阀用于控制输水管（16）与其中一个承压腔体的输水管连通、或者与离心泵进水管（212）连通；

所述承压腔体的数量为两个，包括第一承压腔体（22）和第二承压腔体（221）；所述承压腔体输水管（200）包括第一承压腔体输水管（21）和第二承压腔体输水管（211）；

第一承压腔体输水管（21）的一端与第一承压腔体（22）连接，另一端连接至输水管闸阀室（17）；第二承压腔体输水管（211）的一端与第二承压腔体（221）连接，另一端连接至输水管闸阀室（17）；

在第一承压腔体（22）内设置有第一潜水轴流泵（23）；第一潜水轴流泵（23）的出水端通过第一潜水轴流泵出水管（24）连接至高位水池（3）；

在第二承压腔体（221）内设置有第二潜水轴流泵（231）；第二潜水轴流泵（231）的出水端通过第二潜水轴流泵出水管（241）连接至高位水池（3）；

当进水口（15）前水位处于校核洪水位或设计洪水位时，输水管闸阀室（17）内的闸阀控制输水管（16）与第一承压腔体输水管（21）连通，第一潜水轴流泵（23）将第一承压腔体（22）内的水提升至高位水池（3）；

当进水口（15）前水位处于正常蓄水位时，输水管闸阀室（17）内的闸阀控制输水管（16）与第二承压腔体输水管（211）连通，第二潜水轴流泵（231）将第二承压腔体（221）内的水提升至高位水池（3）；

当进水口（15）前水位处于死水位时，输水管闸阀室（17）内的闸阀控制输水管（16）直接与离心泵进水管（212）连通，离心泵（232）直接将水提升至高位水池（3）；

在每个承压腔体的底部设置有排水管（5），在排水管（5）上设置有排水阀门（501）；

在所述承压腔体的底部上设置有竖直台阶面（601），所述承压腔体进水管（201）的出水端正对着所述竖直台阶面（601）；

在每个承压腔体的内壁上设置有钢衬（205）；

在每个承压腔体上设置有承压腔体管接头（20），所述承压腔体管接头（20）包括承压腔体进水管（201）、阻水环（202）；

阻水环（202）设置在承压腔体进水管（201）上并镶嵌在承压腔体混凝土墙（203）内；所述承压腔体进水管（201）的一端安装在承压腔体混凝土墙（203）上并与钢衬（205）连接；承压腔体进水管（201）的另一端与承压腔体输水管（200）连接。

2.如权利要求1所述的一种基于流量小、扬程变幅大的泵站布置结构，其特征在于：在钢衬（205）与承压腔体进水管（201）之间设置有多个肋板（204）。

3.如权利要求1所述的一种基于流量小、扬程变幅大的泵站布置结构，其特征在于：每个承压腔体进水管（201）上设置有阀门（4）。

4.如权利要求1所述的一种基于流量小、扬程变幅大的泵站布置结构，其特征在于：所述阻水环（202）的数量为多个，相邻阻水环（202）之间的间隔为30cm。