CN114438978B - 水电站厂房消防供水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水电站厂房消防供水系统，属于水利水电工程领域。本发明在引水隧洞堵头上取水，能保证取水流量和质量，并充分利用已有建筑物如引水隧洞检修洞、调压室底部排水廊道、厂房排水廊道、进厂交通洞等已有建筑物形成的通道布置消防水池、沉淀净化池和消防管网等相关设施，本套消防供水系统完全布置于地下，可避免被人为破坏或发生消防管网冰冻等情况；最关键的是，其利用上部引水隧洞与下部厂房之间的存在的较大落差，实现了消防用水的自流供应，能够满足消防用水的水压需求。

Description

水电站厂房消防供水系统
技术领域
本发明涉及一种水电站厂房消防供水系统，属于水利水电工程领域。
背景技术
水电站厂房建筑，由于其生产装置、设备、产品的特殊性和危险性，一旦发生由易燃液体引起的火灾，往往会引起泄漏、爆炸等连锁反应，带来巨大的人员伤亡和财产损失，危害极大，所以良好的消防供水系统就显得非常重要。
水电站消防供水系统取水方式常采用河道取水、尾水取水、压力钢管减压供水等方式。以上常规的消防供水系统取水方式存在一些明显缺陷，致使消防供水系统经常不能正常运行，水电站的消防存在安全隐患。
现有技术中，公告号为CN206070653U的专利文献公开了一种高水头引水式水电站消防供水系统，消防供水系统设置在施工支洞内，消防供水系统包括消防水池、渗漏水池、水泵平台、水位控制系统和水泵组，消防水池由施工支洞的内端墙面和设置在施工支洞中端的挡水墙构成，渗漏水池由挡水墙、与挡水墙垂直设置的副墙和设置在施工支洞外端的水泵平台构成，水泵组安装在水泵平台上，消防水池和渗漏水池内均安装有水位控制系统，水位控制系统与水泵组电连接。利用岩体渗漏水作为消防水源，其水质很好，完全满足消防用水的要求：利用施工支洞构筑消防水池，只需设置挡水墙、水泵平台、渗漏水池，其工程投资和设备投资均较小，却能完全保证电站消防安全。
但上述现有技术还存在如下缺点：
(1)常规来说，引水隧洞渗漏水水量相对较小，较难匹配消防需求；另一方面，若采用预留渗流通道可能导致后期引水隧洞衬砌破坏，进而产生更加不利的后果，此种取水方式可能存在不可控的风险。
(2)由于渗漏水，水头不高，仍然需要在施工支洞外端建立水泵平台对水流进行加压，需要较多的加压设备和电力供应，无法实现自流，浪费较明显，实际运行时控制也相对复杂。
(3)消防水管的布置不能充分利用已有建筑物形成的通道，仍然需要采用较长的消防水管引入水电站厂房，且水泵平台和消防水管均需露天布置，可能存在被人为破坏及发生消防管网冰冻等情况。
综上所述，既要解决传统消防供水系统的缺点，又需要保证取水安全和充足水量，并满足消防水池和消防水管的尽量洞内布置，并着力解决消防水的自流问题，力求经济安全，现有的技术和理念还较难做到。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种充分利用已有建筑物的水电站厂房消防供水系统，不仅能够匹配消防需求，而且结构更安全可靠，成本也更低。
为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：水电站厂房消防供水系统，包括引水隧洞，引水隧洞的末端连接有调压室，引水隧洞的中段连接有检修洞，检修洞与引水隧洞相连接的一端设置有引水隧洞堵头，检修洞未封堵段通过交通廊道与水电站厂房相连接，交通廊道内设置有消防水池，引水隧洞堵头内预埋有取水管，取水管的一端与引水隧洞相连通，另一端穿过引水隧洞堵头之后与消防水池相连通，取水管上设置有取水控制阀，消防水池与水电站厂房消防管网相连接，水电站厂房消防管网的消防主管沿着交通廊道的走向布置。
进一步的是：取水控制阀为电控阀，消防水池设置有水位控制系统，取水控制阀与消防水池的水位控制系统电气连接。
进一步的是：消防水池配设有净化沉淀池。
进一步的是：净化沉淀池设置于消防水池的下游侧，净化沉淀池的侧壁和消防水池的侧壁通过连接管相连通。
进一步的是：交通廊道包括与检修洞相连接的调压室底部排水廊道，消防水池设置于调压室底部排水廊道靠近检修洞的一端。
进一步的是：位于调压室底部排水廊道内的消防主管通过固定管网钢框架设置于调压室底部排水廊道的边墙上。
进一步的是：消防水池所在的高程高于水电站厂房所在的高程，消防水池与水电站厂房消防管网之间不设置水泵，消防水池直接与水电站厂房消防管网的消防主管相连接。
本发明的有益效果是：在引水隧洞堵头上取水，能保证取水流量和质量，并充分利用已有建筑物如引水隧洞检修洞、调压室底部排水廊道、厂房排水廊道、进厂交通洞等已有建筑物形成的通道布置消防水池、沉淀净化池和消防管网等相关设施，本套消防供水系统完全布置于地下，可避免被人为破坏或发生消防管网冰冻等情况；最关键的是，其利用上部引水隧洞与下部厂房之间的存在的较大落差，实现了消防用水的自流供应，能够满足消防用水的水压需求。
附图说明
图1是本发明中水电站厂房自流式消防供水系统平面布置图；
图2是本发明中水电站厂房自流式消防供水系统纵剖面示意图；
图3是本发明中引水隧洞堵头取水系统详图；
图4是布置于调压室底部排水廊道的消防管网详图。
图中标记为：引水隧洞1、取水系统2、检修洞3、消防水池4、净化沉淀池5、调压室6、调压室底部排水廊道7、压力管道8、水电站厂房消防管网9、厂房排水廊道10、进厂交通洞11、水电站厂房12、水电站厂房设备13、引水隧洞堵头14、取水管15、取水控制阀16、固定管网钢框架17。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图4所示，本发明包括引水隧洞1，引水隧洞1的末端连接有调压室6，引水隧洞1的中段连接有检修洞3，检修洞3与引水隧洞1相连接的一端设置有引水隧洞堵头14，检修洞3未封堵段(即是指未设置引水隧洞堵头14的节段)通过交通廊道与水电站厂房12相连接，交通廊道内设置有消防水池4，引水隧洞堵头14内预埋有取水管15，取水管15的一端与引水隧洞1相连通，另一端穿过引水隧洞堵头14之后与消防水池4相连通，取水管2上设置有取水控制阀16，消防水池4与水电站厂房消防管网9相连接，水电站厂房消防管网9的消防主管沿着交通廊道的走向布置。其中的交通廊道可以充分利用水电站已有建筑物，例如调压室底部排水廊道、厂房排水廊道、进厂交通洞。在本实施例中，消防主管的主要走行方向为：沿着上游调压室底部的调压室底部排水廊道7布置，穿过调压室6底部，进入厂房排水廊道10，通过厂房排水廊道10进入水电站厂房12，或者经过厂房排水廊道10之后，再进一步穿过进厂交通洞11进入水电站厂房12，进而布置在各消防节点上。
取水管15的材质只要满足结构强度和供水压水要求即可，考虑经济实用性，一般选用钢管，通过在引水隧洞堵头14上预埋钢管取水，可保证充足的引用水源，且水质能够得到保证，另外，还可以通过钢管末端的控制流量的阀门(取水控制阀16)来精细控制取水流量，进而达到控制消防水池的水位和流量的目标。优选地，取水控制阀16为电控阀，消防水池4设置有水位控制系统，取水控制阀16与消防水池4的水位控制系统电气连接，通过池内水位信号反馈可以达到控制取水控制阀16的目标。
优选地，消防水池4配设有净化沉淀池5，可对水体进行进一步沉淀净化后直接供给消防管网，防止泥沙堵塞消防管网。净化沉淀池5可设置在消防水池4的上游侧，也可以设置在消防水池4的下游侧，也可以将两者设计为一体结构。本实施例中，净化沉淀池5设置于消防水池4的下游侧，净化沉淀池5的侧壁和消防水池4的侧壁通过连接管相连通，由净化沉淀池5作为消防管网的水源。在该实施例中，净化沉淀池5和消防水池4可以分别设置水位控制系统，也可以共用一套水位控制系统。
本实施例中，交通廊道包括与检修洞3相连接的调压室底部排水廊道7，消防水池4设置于调压室底部排水廊道7靠近检修洞3的一端。消防水池4和净化沉淀池5可以通过扩挖方式布置在检修洞3与调压室底部排水廊道7岔口处。
位于调压室底部排水廊道7内的消防主管通过固定管网钢框架17设置于调压室底部排水廊道7的边墙上。其它位置的消防主管同样可以参照上述方式进行安装固定。
在具体实施时，消防水池4所在的高程高于水电站厂房12所在的高程，消防水池4与水电站厂房消防管网9之间不设置水泵，消防水池4直接与水电站厂房消防管网9的消防主管相连接，实现了消防用水的自流供应，能够满足消防用水的水压需求。
本发明的一个具体实例如下所示：
1、最大消防用水量按规范设计，主厂房消防用水量按一个设备或一个建筑物一次灭火最大用水量确定，某水电站主厂房消防系统要求如下：用水对象—主厂房；延续时间—40min；一次消防水量—160m3，消防水压—0.6MPa。
2、消防水池容积计算按最大用水量并考虑一定的安全系数计算选取，考虑到隧洞跨度不宜过大，因此将消防水池设计为长廊型，选择消防水池跨度为8m，深度为5m(正常运行时水深为3m)，长度为10m，此时消防水池有效容积为240m3，达到规范要求最大消防用水量的1.5倍，满足长期运行要求。
3、消防水用户最大消防用水量为160m3时，持续时间40min，可知消防水管流量Q:
Q＝V/t＝160/(20×60)＝0.133m3/s，
由于引水隧洞末端高程约为1198m，电站死水位为1241m(考虑最不利工况)，根据有压管流的计算公式，取水钢管的直径D可采用如下公式进行计算：
考虑一定的安全富余，因此取水钢管的直径选择用100mm。
4、引水隧洞末端高程约为1198m，机组安装高程为1120m，二者的差值为78m水头，产生的水压力为0.78MPa，大于0.60MPa，且有较大富余，因此可以达到自流效果，并能满足主厂房的消防供水要求。

Claims (5)

1.水电站厂房消防供水系统，包括引水隧洞(1)，引水隧洞(1)的末端连接有调压室(6)，引水隧洞(1)的中段连接有检修洞(3)，检修洞(3)与引水隧洞(1)相连接的一端设置有引水隧洞堵头(14)，其特征在于：检修洞(3)未封堵段通过交通廊道与水电站厂房(12)相连接，交通廊道内设置有消防水池(4)，引水隧洞堵头(14)内预埋有取水管(15)，取水管(15)的一端与引水隧洞(1)相连通，另一端穿过引水隧洞堵头(14)之后与消防水池(4)相连通，取水管(15)上设置有取水控制阀(16)，消防水池(4)与水电站厂房消防管网(9)相连接，水电站厂房消防管网(9)的消防主管沿着交通廊道的走向布置；交通廊道包括与检修洞(3)相连接的调压室底部排水廊道(7)，消防水池(4)设置于调压室底部排水廊道(7)靠近检修洞(3)的一端；消防水池(4)所在的高程高于水电站厂房(12)所在的高程，消防水池(4)与水电站厂房消防管网(9)之间不设置水泵，消防水池(4)直接与水电站厂房消防管网(9)的消防主管相连接。
2.如权利要求1所述的水电站厂房消防供水系统，其特征在于：取水控制阀(16)为电控阀，消防水池(4)设置有水位控制系统，取水控制阀(16)与消防水池(4)的水位控制系统电气连接。
3.如权利要求1所述的水电站厂房消防供水系统，其特征在于：消防水池(4)配设有净化沉淀池(5)。
4.如权利要求3所述的水电站厂房消防供水系统，其特征在于：净化沉淀池(5)设置于消防水池(4)的下游侧，净化沉淀池(5)的侧壁和消防水池(4)的侧壁通过连接管相连通。
5.如权利要求1所述的水电站厂房消防供水系统，其特征在于：位于调压室底部排水廊道(7)内的消防主管通过固定管网钢框架(17)设置于调压室底部排水廊道(7)的边墙上。
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