CN115450257B - 一种高落差出线竖井的防淹监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高落差出线竖井的防淹监测装置，包括设置在出线竖井内的渗水收集机构和水位监测机构，以及通过底层楼板将所述出线竖井分隔并设置在所述出线竖井底部的聚水部；所述渗水收集机构包括落水孔、集水孔、落水管和集水箱；所述出线竖井内分层设置层间楼板，所述落水孔贯通设置在所述层间楼板上；所述聚水部内设置分层防溢机构，所述分层防溢机构内横向铺设将所述聚水部分隔的若干个隔断楼板，所述集水孔贯通设置于所述底层楼板和所述隔断楼板内；本发明可以实现高落差出线竖井内任意点异常水的汇集，并自动、可靠地汇集到收集水箱内，能够及时监测出线竖井内任何一处水源的异常渗漏情况。
Description
技术领域
本发明涉及水利水电工程技术领域，具体涉及一种高落差出线竖井的防淹监测装置。
背景技术
通常，大型水电站修建于深山峡谷中，受地形地质条件、枢纽布置格局等因素限制，地下厂房布置方式被广泛采用。水电站主副厂房、主变室等建筑物布置在地下洞室中，电站高压引出线往往采用竖井出线方式，出线竖井与主变、GIS(GIS：Gas InsulatedSwitchgear)室相连，输电线路在主变器室汇集，通过母线廊道进入出线竖井后引至地面出线场，最终接入电网系统。
出线竖井是大型地下电站工程输电线路的主通道，竖井内布置有管道式气体绝缘金属封闭母线GIL(GIL：Gas Insulated Transmission Line)、电梯、楼梯、供排水管道、电缆、风道等设备、设施。受结构特征的要求，出线竖井具有设备多、落差大、空间小等特点，且出线竖井内的GIL设备对干燥运行环境要求高。而出线竖井在山体中开挖而成，并与布置在地面上的出线场相连，需要穿过山体地表覆盖层、强风化岩体，水文地质条件复杂，存在岩壁渗水的风险，且随着季节的变化，渗漏水量也不相同；为满足地下厂房、竖井以及地面出线场的消防和生产供水需要，供、排水管路则是从厂外供水点通过出线竖井连接至地下厂房内，在运行过程中，存在管路渗漏或爆管的风险。出线竖井布置空间狭小，且可能出现渗漏水源分散的情况。目前国内外大型地下式水电站，仅对出线竖井在设计和工程措施上采取了相应的防渗措施，对设置在竖井内的供排水管路进行压力试验，提高运行可靠性，但均未在出线竖井内设置防淹报警水位监测装置。实际运行过程中，依靠运行人员在落差达上百米的竖井中人工巡检，确认供排水系统的运行安全性，这给运行人员增加了较大的劳动强度及工作负担。但实际运行中，出线竖井内这些水源始终存在，虽有相应工程措施，但不能确保这些水源点长期运行后仍万无一失，存在工程措施失效，水源点出现意外渗漏、溢出的可能性，一旦出现这些意外情况，将淹及出线竖井，对出线竖井内的GIL电气设备造成损坏，危及电站运行安全，甚至由此造成对电网的冲击等重大事故。
因此，如何对出线竖井内的异常渗漏水和溢出水进行在线实时和精确监测，以便及时得到事故信息、判断事故地点、尽早处理渗漏异常状况，保证大型地下电站出线竖井安全可靠运行，是当前所需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种解决高落差出线竖井内异常渗漏水监测、预警以及应急处理等异常问题的运行安全监测装置。
为此，本发明采用以下技术方案：
一种高落差出线竖井的防淹监测装置，包括设置在出线竖井内的渗水收集机构和水位监测机构，以及通过底层楼板将所述出线竖井分隔并设置在所述出线竖井底部的聚水部；所述渗水收集机构包括落水孔、集水孔、落水管和集水箱；所述出线竖井内分层设置层间楼板，所述落水孔贯通设置在所述层间楼板上；所述聚水部内设置分层防溢机构，所述分层防溢机构内横向铺设将所述聚水部分隔的若干个隔断楼板，所述集水孔贯通设置于所述底层楼板和所述隔断楼板内，所述落水管分层连接于相邻的所述集水孔之间；所述集水箱设置在所述聚水部最底层内，且所述落水管与所述集水箱连通；所述水位监测机构设置与所述集水箱内，所述水位监测机构包括定点监测的液位开关和实时监测的液位计；所述隔断楼板内设置有通往下一层所述隔断楼板或排水廊道的溢流口。
进一步的：各楼板的所述落水孔靠近所述供排水管路端，且下层的所述落水孔位于上层所述落水孔的正下方。
进一步的：单层的所述落水管与所述集水孔之间具有高度间隔，所述落水管的出水口对准所述集水孔。
进一步的：最上层的所述隔断楼板将所述出线竖井上部分分隔为电缆廊道，所述出线竖井内通过所述隔断楼板将所述电缆廊道和与其下层的进人廊道分隔，上两层的所述隔断楼板以及所述底层楼板上设置挡水坎；通过所述挡水坎的分隔将所述隔断楼板或所述底层楼板上排水部分分为顺流部和溢流部，所述集水孔设置于所述顺流部内，所述溢流部与所述溢流口连通。
进一步的：所述聚水部内设置观察渗漏水情况的摄像机。
进一步的：单独的所述液位开关和所述液位计上设置有套管，所述套管外设置有抱箍，所述抱箍与所述出线竖井端壁之间连接有第一膨胀螺栓。
进一步的：所述分层防溢机构包括排水阀、排水沟、底座和排水槽；所述排水沟开设在所述聚水部最底层的底面内，所述排水沟位于所述集水箱下方，所述排水沟与所述排水廊道相连；所述底座设置在集水箱底部，所述底座上设置有与所述聚水部或所述排水沟连接的第二膨胀螺栓；所述排水阀连通设置在所述集水箱上，所述排水阀上设置排水管，所述排水管的排水方向朝向所述排水沟；所述排水槽设置在所述集水箱顶部的一端，且所述排水槽朝向所述排水沟。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(一)本发明可以实现高落差出线竖井内任意点异常水的汇集，并自动、可靠地汇集到收集水箱内，能够及时监测出线竖井内任何一处水源的异常渗漏情况。本发明内的防淹监测装置也能够处理渗漏水量较小的渗漏发生状况，来及时精准的预测和报警，以便提前发现异常状况，并及时采取相应措施，防止水淹竖井事故的发生或扩大，保护电站运行安全，避免电网受到异常冲击。
(二)本发明设置有不同原理的水位计，能够相互进行校正，以此尽可能避免由于防淹检测装置的误报警。同时还能够通过了解监测信号，以及观察防淹监测装置的运行状态，来监测渗漏水的渗漏情况，以此进一步确保高落差出线竖井的安全稳定。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为本发明A-A部分的结构示意图；
图3为本发明B-B部分的结构示意图；
图4为本发明图3的放大部分结构示意图；
图5为本发明C-C部分的结构示意图；
图6为本发明D-D部分的结构示意图；
图7为本发明E-E部分的结构示意图。
附图中的标记为：出线竖井1、供排水管路2、管道母线3、落水孔4、挡水坎5、底层楼板6、集水孔7、落水管8、摄像机9、液位开关10、液位计11、集水箱12、第一膨胀螺栓13、抱箍14、排水阀15、排水管16、排水沟17、套管18、底座19、第二膨胀螺栓20、排水槽21、层间楼板22、隔断楼板23、排水廊道24、电缆廊道25、进人廊道26。
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。
如图1-7所示，一种高落差出线竖井的防淹监测装置，包括设置在出线竖井1内的渗水收集机构和水位监测机构，以及通过底层楼板6将出线竖井1分隔并设置在出线竖井1底部的聚水部；渗水收集机构包括落水孔4、集水孔7、落水管8和集水箱12；出线竖井1内分层设置层间楼板22，落水孔4贯通设置在层间楼板22上，且落水孔4围绕在供排水管路2外；聚水部内设置分层防溢机构，分层防溢机构内横向铺设将聚水部分隔的若干个隔断楼板23，集水孔7贯通设置于底层楼板6和隔断楼板23内，落水管8分层连接于相邻的集水孔7之间；集水箱12设置在聚水部最底层内，且落水管8接至集水箱12内；水位监测机构设置于集水箱12内，水位监测机构包括在水位到达预设的报警水位线位置时进行警报的液位开关10和实时监测的液位计11；隔断楼板23内设置有通往下一层隔断楼板23或排水廊道24的溢流口。出线竖井1通过层间楼板22的落水孔4将各层间楼板22的渗漏水汇集至出线竖井1底部的聚水部。
如图1所示，分层防溢机构通过隔断楼板23将聚水部分为多层，本实施例中，通过隔断楼板23将聚水部分为四层，在确保集水箱12收集渗漏水的同时，在渗漏量过大的情况下，进行逐层排放，在尽可能将渗漏水排向集水箱12的基础上，减缓上一层的排水强度；其中聚水部下两层上的溢流口直接与排水廊道24连通，在渗漏水大的情况下，上层还可以通过溢流口将渗漏水排至下两层，然后汇至排水廊道24排出，防止水淹没出线竖井1的事故发生。
集水箱12盛放渗漏水的内部容积较小，便于能够及时通过液位开关10和液位计11对渗漏水进行监测。
水位监测机构的液位开关10上设置报警装置，当集水箱12内的水位高于报警水位时，液位开关10发出报警信号，且液位开关10和液位计11的水位信号可通过传输光缆远程读取。本实施例中，报警装置采用在现地设置警示灯。
如图1-2所示，各楼板的落水孔4靠近供排水管路2端，且下层的落水孔4位于上层落水孔4的正下方。一旦出线竖井1内供排水管路2任一处出现渗漏、破裂，或者出线竖井1岩壁防渗措施失效可通过落水孔4及时将水流排出至集水箱12，并通过水位监测机构实时监测出线竖井1的渗水情况，避免渗水将流向整个出线竖井1，甚至在淹及在正在运行的出线竖井1内GIL设备，危及电站的运行安全。
如图1所示，各楼层的落水管8的出水口与下一层集水孔7之间具有高度间隔，落水管8的出水口对准集水孔7。在单层排水情况过大，水流通过溢流口流出至下一层或排水廊道24内。
如图1所示，分隔设置的隔断楼板23将聚水部分为多层，底层楼板6将出线竖井1上下部分分隔为铺设管道母线3的安装通道和聚水部，最上层的隔断楼板23将出线竖井1上部分分隔为电缆廊道25，电缆廊道25以及进人廊道26内设置可供工作人员进出的通道，电缆廊道25内铺设排水管路2的横向部分，出线竖井1内通过隔断楼板23将电缆廊道25和与其下层的进人廊道26分隔，上两层的隔断楼板23以及底层楼板6上设置挡水坎5；通过挡水坎5的分隔将隔断楼板23或底层楼板6上排水部分分为聚流部和溢流部，集水孔7设置于聚流部内，溢流部与溢流口连通。
通过挡水坎5对溢流的水流进行阻拦，在水流不超过挡水坎5高度时将水流导入集水孔7，以使得水流聚集在集水箱12内，来达到准确监测水流溢流的情况。
渗漏水从溢流口排出时流入下一层的隔断楼板23上，以此直至将渗漏水流通过溢流口排入排水廊道24内，且进人廊道26与排水廊道24之间的溢流口仅供通过沟渠以及管道进行连通，排水廊道24与出线竖井1外的地下排水管连通进行渗漏水的排放。
如图1和3所示，聚水部内设置观察渗漏水情况的摄像机9，摄像机9设置在聚水部最底层，摄像机9采用高清网络式枪式摄像机，用于实时监测集水箱12的水位溢出情况以及监视出线竖井1内的渗漏水情况。
如图4-7所示，单独的液位开关10和液位计11上设置有套管18，套管18外设置有抱箍14，抱箍14与出线竖井1端壁之间连接有第一膨胀螺栓13。液位开关10和液位计11处于同一高度上，以使得液位开关10和液位计11所需表达的同一水面高度为同一数值。
液位开关10和液位计11分别采用浮球式液位开关和浮球液位计，浮球式液位开关的数量为两个，浮球液位计的数量为一个，球式液位开关可相互比对也可与浮球液位计比对，校准浮球式液位开关以及浮球液位计的水位准确性。
如图1-3所示，分层防溢机构包括排水阀15、排水沟17、底座19和排水槽21；排水沟17开设在聚水部最底层的底面内，排水沟17位于集水箱12下方，排水沟17与排水廊道24相连；底座19设置在集水箱12底部，底座19上设置有与聚水部或排水沟17连接的第二膨胀螺栓20；排水阀15连通设置在集水箱12上，排水阀15上设置排水管16，排水管16的排水方向朝向排水沟17；排水槽21设置在集水箱12顶部的一端，且排水槽21朝向排水沟17。
第一膨胀螺栓13和第二膨胀螺栓20皆采用不锈钢膨胀螺栓。
请参阅图1-7所示，在通过防淹监测装置对出线竖井1内出现异常渗漏水的使用方法如下：
由于落水孔4开设在供排水管路2各层靠近出线竖井1侧壁，以便出线竖井1及其供排水管路2各处发生渗漏时的水流，能够沿着供排水管路2通过落水孔4到达底层楼板6上，并在挡水坎5的阻拦作用下以此将渗漏水先一步聚集，聚集后的渗漏水会通过集水孔7沿着落水管8流入集水箱12内。
当流入集水箱12内的渗漏水到达液位开关10预先设置的水位时，液位开关10出报警信号，通过警示灯提醒工作人员异常，同时通过传输光缆将报警信号远程传输给中控室的值班人员，由值班人员采取措施处理出线竖井1或供排水管路2的渗漏和故障点。
在发生警报的同时，工作人员可依据两只相同的浮球式液位开关可相互校对情况，保证报警信号的准确性，以及浮球液位计则显示和发送集水箱12水位的连续模拟量信号，能够实时监测集水箱12内的水位情况，当液位开关10发出报警信号时，能够根据液位计11监测集水箱12内水位上升的快慢，判断渗漏水量的大小，并且可通过液位计11与液位开关10之间的相互校对，以进一步保证报警信号的准确性。
而当出线竖井1内供排水管路2内渗漏水量过大到超过了集水孔7的排水能力时，渗漏水则会漫过底层楼板6以及隔断楼板23上的挡水坎5，使渗漏水流经到下一层直至排入出线竖井1最下方的排水廊道24，以此保证管道母线3的安全。当集水箱12内水位过高时，通过排水槽21将漫出的水流排至排水沟17内，以使得通过排水沟17将水流排至排水廊道24后排出至地下排水管内，进行渗流水的最终排放。
当要定期验证集水箱12内液位开关10和液位计11的运行准确和可靠性时，采用水桶等设施向集水箱12内加水，随着集水箱12内的水位上升，通过摄像机9监控显示液位计11与集水箱12设置的水位刻度相比较时，检测二者的一致性，则可以验证液位计11在中控室中所显示水位的准确性；并且通过集水箱12设置的水位刻度与液位开关10对应发出的水位报警信号相比较，可以验证液位开关10运行的正常与否。而当集水箱12需排水或检修时，打开排水阀15通过排水管16将水流排至排水沟17即可，检修完毕后，关闭排水阀15即可。
以上实施例仅为本发明的一种较优技术方案，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的原理和本质情况下可以对实施例中的技术方案或参数进行修改或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高落差出线竖井的防淹监测装置，其特征在于：包括设置在出线竖井(1)内的渗水收集机构和水位监测机构，以及通过底层楼板(6)将所述出线竖井(1)分隔并设置在所述出线竖井(1)底部的聚水部；所述渗水收集机构包括落水孔(4)、集水孔(7)、落水管(8)和集水箱(12)；
所述出线竖井(1)内分层设置层间楼板(22)，所述落水孔(4)贯通设置在所述层间楼板(22)上，且落水孔(4)围绕在供排水管路(2)外；
所述聚水部内设置分层防溢机构，所述分层防溢机构内横向铺设将所述聚水部分隔的若干个隔断楼板(23)，所述集水孔(7)贯通设置于所述底层楼板(6)和所述隔断楼板(23)内，所述落水管(8)分层连接于相邻的所述集水孔(7)之间；
所述集水箱(12)设置在所述聚水部最底层内，且所述落水管(8)与所述集水箱(12)连通；所述水位监测机构设置于所述集水箱(12)内，所述水位监测机构包括定点监测的液位开关(10)和实时监测的液位计(11)；
所述隔断楼板(23)内设置有通往下一层所述隔断楼板(23)或排水廊道(24)的溢流口。
2.根据权利要求1所述的一种高落差出线竖井的防淹监测装置，其特征在于：各楼板的所述落水孔(4)靠近所述供排水管路(2)，且下层的所述落水孔(4)位于上层所述落水孔(4)的正下方。
3.根据权利要求1所述的一种高落差出线竖井的防淹监测装置，其特征在于：各楼层的所述落水管(8)的出水口与下一层所述集水孔(7)之间具有高度间隔，所述落水管(8)的出水口对准所述集水孔(7)。
4.根据权利要求1所述的一种高落差出线竖井的防淹监测装置，其特征在于：最上层的所述隔断楼板(23)将所述出线竖井(1)上部分分隔为电缆廊道(25)，所述出线竖井(1)内通过所述隔断楼板(23)将所述电缆廊道(25)和与其下层的进人廊道(26)分隔，上两层的所述隔断楼板(23)以及所述底层楼板(6)上设置挡水坎(5)；
通过所述挡水坎(5)的分隔将所述隔断楼板(23)或所述底层楼板(6)上排水部分分为聚流部和溢流部，所述集水孔(7)设置于所述聚流部内，所述溢流部与所述溢流口连通。
5.根据权利要求1所述的一种高落差出线竖井的防淹监测装置，其特征在于：所述聚水部内设置观察渗漏水情况的摄像机(9)。
6.根据权利要求1所述的一种高落差出线竖井的防淹监测装置，其特征在于：单独的所述液位开关(10)和所述液位计(11)上设置有套管(18)，所述套管(18)外设置有抱箍(14)，所述抱箍(14)与所述出线竖井(1)端壁之间连接有第一膨胀螺栓(13)。
7.根据权利要求1所述的一种高落差出线竖井的防淹监测装置，其特征在于：所述分层防溢机构包括排水阀(15)、排水沟(17)、底座(19)和排水槽(21)；
所述排水沟(17)开设在所述聚水部最底层的底面内，所述排水沟(17)位于所述集水箱(12)下方，所述排水沟(17)与所述排水廊道(24)相连；
所述底座(19)设置在集水箱(12)底部，所述底座(19)上设置有与所述聚水部或所述排水沟(17)连接的第二膨胀螺栓(20)；
所述排水阀(15)连通设置在所述集水箱(12)上，所述排水阀(15)上设置排水管(16)，所述排水管(16)的排水方向朝向所述排水沟(17)；
所述排水槽(21)设置在所述集水箱(12)顶部的一端，且所述排水槽(21)朝向所述排水沟(17)。
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2022
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