CN1167853C - 一种新型船闸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型船闸，这种新型船闸通过设置储水系统和减荷门，使船闸上下游水位差大于25～30米时，仍可采用一级船闸，同时克服了中高坝船闸采用一级船闸将会遇到的气蚀、振动、耗水、船闸闸门负荷过大等技术难题，使中高坝采用一级船闸在技术上可行，将会大大提高船闸的过航速度，降低投资与运行成本。

Description

一种新型船闸

本发明所涉及的船闸，是一种过坝通航建筑物。

船闸是用于江河航道中克服航道水位差而设置的一种过航建筑物。例如国外的巴拿马运河、国内的葛洲坝水电工程枢纽都使用了船闸。船闸由上下游引航道、上下闸首主闸门、导航建筑物、靠船建筑物、辅助导航建筑物、输水廊道和闸室所构成。通过调节闸室内水位使之与船舶要进入的航道水位齐平，使船舶完成过坝通航。

目前，当上下游水位差大于20～25m时，一般采用多级船闸，这是由于当采用一级船闸时耗水量太大，船闸主闸门由于承受巨大水压，使得实施起来技术上很困难，同时存在气蚀、振动、消能布置等难题，现有技术较难克服。

本发明的目的就是提供一种新型船闸，这种船闸当上下游水位差超过20～25m时，在结构布置上使船闸级数大大减少，在技术上使气蚀、振动、耗水量、消能布置等问题得到有效控制，从而使船舶过闸时间大大减少，大幅度降低船闸的投资与运行费用。

为实现上述目的，本发明的解决方案是：船闸设置调水系统，在船闸同一闸首主闸门背水面方向设置有起到分担前道船闸闸门荷载作用的船闸闸门。

调水系统由一个或多个调水池、输水道和闸室所组成，调水池设置在闸墙内，当调水池数量较多时，也可以将调水池设置在闸墙外，调水池布置在不同高程上，其进出口通过输水道与闸室底板处的配水格栅相连，并设置有控制进出口水流的闸门及其闸门启闭设备。

为了便于船闸的初次运行、检修后的运行充水，相邻调水池之间可以设连通管和闸门。

在船闸主闸门背水面一定距离内设置减荷门，根据水力学原理，一部分静水压力已由减荷门承担，船闸主闸门由于工作主荷载的减少，闸门结构可以承受船闸减少级数后的水位差，为中高坝船闸在设计时减少级数提供了技术上的可能性。

减荷门设置道数视减荷需要而定。

由于储水池布置在不同高程上，并且保证在船闸闸室向储水池充水时或储水池向闸室放水时有保证在一定时间内完成工作的水位差，由于这种水位差都控制在一定范围内，因此流速也只能在一定范围内变化，使现有技术的消能问题变得简单，气蚀、振动、噪音的危害都得到了有效控制，储水池这种水的储放功能，大大减少了船闸耗水量。

当船闸采用减荷门后，根据水力学原理，一部分静水压力已由减荷门承担，，船闸主闸门的工作负荷因此减少，为中高坝船闸采用一级船闸在技术上提供了保证。并且由于一级船闸是双向运行，与多级船闸的单向运行相比，不存在船闸充(放)水空程工作时间，减少了船队在船闸内过闸级次数，船队进出闸的速度可以加快，提高了船闸运行效率，减少了部分设备的空程工作。采用一级船闸可以大大降低投资费用与施工时间，大大减少了运行设备，同时使设备运行维护费用大大减少。

以下通过实施例对本发明作进一步的说明。

本船闸为高坝船闸，拟定储水池为10个，最上面一个设置在船闸闸墙内，其余均设在闸墙外侧按不同高程均匀布置，从上往下数其编号分别为：A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10。各相邻储水池，通过管道与阀门连通。由于上游水位在丰水期与枯水期存在大于30米的波动，因此在上闸首主闸门与闸室之间设置一道减荷门。在船闸下闸首和下游引航道之间设置三道减荷门，三道减荷门由内向外分别编号为B1、B2、B3。上游那道减荷门本发明的最佳构思是隐没在水下的坎闸门，只有当这道减荷门的上部由于上游水位降低与船舶底部接近时，才将这块坎闸门吊走以备将来使用。

当船舶由上游进入闸室后，关闭上闸首船闸，A1进水闸门打开，闸室内的水进入A1，闸室水位开始下降，当A1充满后，关闭A1进水闸门打开A2进水闸门，按上述操作方式，循A3→A4→A5→A6→A7→A8→A9→A10的顺序，分别启闭相应闸门，与此同时，当闸室内水位降至B1最高工作水位时，将下闸首闸门打开，当闸室内水位降至B2最高工作水位时，将B1打开，当水位降至B3最高工作水位时，将B2打开，当闸室内水位与下游水位相差很小时，将B3打开，当船闸内水位与下游水位平齐时，船舶驶离船闸。

当船舶由下游进入船闸后，关闭B3打开A10出水闸门，由A10向船闸放水，闸室内水位上升，当A10放空后，关闭A10闸门，打开A9出水闸门，循A8→A7→A6→A5→A4→A3→A2→A1的顺序分别启闭相应闸门。当A1将水放空后，由上游向闸室注水直至使上游水位与闸室水位齐平。与此同时，当船闸闸室内水位上升至B3最高工作水位时，关闭B2，当闸室内水位达到B2最高工作水位时，关闭B1，当闸室内水位上升至B1最高工作水位时，关闭下闸首船闸，当闸室水位与上游水位相同时，开启上闸首船闸，船舶驶离闸室，完成过坝通航工作，进入下一工作循环。

Claims (3)

1、一种由闸室、上下游引航道、上下闸首主闸门、导航建筑物、靠船建筑物、输水系统所组成的船闸，其特征在于：在闸室侧向不同高程设置有调水池，每个调水池的进出口都通过输水道与闸室底板上的配水格栅相连，并相应设置有控制每个调水池进出水流的闸门及其启闭设备，分担静水压力的船闸闸门位于同一闸首被分担静水压力的那道闸门下游向。

2、一种如权利要求1所述船闸的使用方法，其特征是：当船闸闸室需要充水时，先放弃闸室内最下层水量，使调水池始终保持对闸室充水时的水位差，最先开启最低位置上的调水池出水闸门，使该调水池里的水量通过输水道经闸室底板上的配水格栅进入闸室，当该调水池水量放完后，关闭该调水池的出水闸门，然后照此操作方式由下至上逐级开启与关闭上一高程的调水池的出水闸门，当该船闸最高位置处的调水池放水完毕后，由上游水库通过输水系统向闸室补水，使闸室水位与上游齐平，当闸室需要降低水位时，首先打开最高位置处调水池的进水闸门，使闸室内的水由配水格栅经输水道进入该调水池，当向该调水池充水完毕后，关闭该进水闸门，然后照此操作方式由上至下逐级开启与关闭下一高程的调水池的进水闸门，当向最低位置上的调水池充水完毕后，放弃闸室最下层水量，当船队由下游进入闸室后，船闸闸室重新进入充水工作过程。

3、一种如权利要求1所述船闸的使用方法，其特征是：当船队由下游进入船闸闸室后，关闭下闸首最外面的那道船闸，船闸开始充水，当充水水位到达该道船闸的最高工作水位后，关闭上一级船闸闸门，根据闸室充水水位相应按照此操作方式由下游向上游方向的顺序逐个关闭下闸首的各道船闸闸门，当闸室水位与上游水位齐平时，打开上闸首主闸门，船队完成过坝通航，当船队由上游进入船闸闸室后，关闭上闸首船闸主闸门，闸室向调水池充水，当闸室水位降低至与紧挨下闸首主闸门的那道减荷门的工作水位相近时，打开下闸首主闸门，照此操作方式根据闸室不断降低的相应水位按由上游向下游向的顺序相应打开下闸首各道船闸闸门，船队出闸，船闸又重新进入将船队由下游送往上游的过坝通航过程。