CN209603104U - 用于下游水位变幅较大的厂房尾水布置结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种厂房尾水布置结构，尤其是公开了一种用于下游水位变幅较大的厂房尾水布置结构，属于水利水电工程建筑物设计建造技术领域。提供一种既能满足满负荷发电时的防洪要求，又不会大量增加开挖基坑深度的用于下游水位变幅较大的厂房尾水布置结构。所述的厂房尾水布置结构包括反坡式尾水渠，在所述反坡式尾水渠与下游河道相连的一侧上还设置有大溢流薄壁堰，所述大溢流薄壁堰的堰顶高程满足下述要求，大溢流薄壁堰堰顶高程(H₂)－水轮机安装高程(H₀)≥吸出高度(d)。

Description

用于下游水位变幅较大的厂房尾水布置结构

技术领域

本实用新型涉及一种厂房尾水布置结构，尤其是涉及一种用于下游水位变幅较大的厂房尾水布置结构，属于水利水电工程建筑物设计建造技术领域。

背景技术

目前水电站厂房的尾水结构的布置形式通常为如图1所示结构。现有这种结构厂房尾水结构主要包括以下技术特征：1、从上游至下游，尾水结构分别由尾水管、尾水闸门和尾水渠组成，其中尾水渠包括了尾水渠边墙和尾水渠底板两部分；2、尾水渠底板采用反坡型式与下游河道相连；3、尾水渠底板末端高程低于下游河道低水位。该结构的优点在于：该结构型式上较为简洁，比较适用于下游河道水位变幅不大的水电站工程。但当下游河道水位变幅较大时，该结构将会出现以下问题：1、当下游河道处于低水位(H₁)时，为了满足吸出高度(d)的要求，不得不选择较低的水轮机安装高程(H₀)，水电站厂房基坑深度将随之加深，基坑开挖量也会显著增加；2、由于尾水渠底板为反坡型式直接与下游河道相连，且底板末端高程较低，汛期下游河道中的泥沙容易淤积在尾水渠中，影响水电站的正常运行。

为了解决现有常规尾水结构型式存在的上述问题，目前常用的思路都是在尾水渠底板末端增设1道直线型布置的溢流堰。其结构特征为：1、从上游至下游，尾水结构分别由尾水管、尾水闸门和尾水渠组成，其中尾水渠包括了尾水渠边墙、尾水渠底板和直线型溢流堰等三部分；2、尾水渠底板采用反坡布置型式，溢流堰布置于尾水渠底板末端，采用直线形布置型式；3、溢流堰顶高程(H₂)高于下游河道低水位(H1)；4、溢流堰顶高程(H₂)-水轮机安装高程(H₀)≥吸出高度(d)。该结构的优点为：1、由于溢流堰的设置，尾水渠内水位将高于溢流堰顶高程(H₂)，水轮机吸出高度(d)得以满足，水轮机安装高程(H₀)不再受下游河道低水位(H₁)限制，厂房基坑的开挖深度得以减小，基坑开挖量也将随之减少；2、由于溢流堰堰顶高程远高于下游河道，汛期由下游河道进入尾水渠内的泥沙将大为减少，尾水渠内的泥沙淤积问题也将随之减轻。该结构存在的主要问题为：由于尾水渠末端设置了溢流堰，而溢流堰抬高了尾水渠出口高程，尾水渠泄流能力也将随之降低，当水电站满负荷发电时，尾水渠内的水位将会急剧雍高，给主厂房带来较大的防洪压力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种既能满足满负荷发电时的防洪要求，又不会大量增加开挖基坑深度的用于下游水位变幅较大的厂房尾水布置结构。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于下游水位变幅较大的厂房尾水布置结构，包括反坡式尾水渠，在所述反坡式尾水渠与下游河道相连的一侧上还设置有大溢流薄壁堰，所述大溢流薄壁堰的堰顶高程H₂与水轮机的安装高程H₀之差大于吸出高度d。

进一步的是，所述的反坡式尾水渠还包括上游边墙和下游边墙，所述反坡式尾水渠的底板沿输水方向逐渐抬高的与所述的大溢流薄壁堰连接，所述的上游边墙和所述的下游边墙分别布置在所述反坡式尾水渠的上游侧和下游侧。

上述方案的优选方式是，所述的大溢流薄壁堰在水平面内的投影呈规则的齿条型。

进一步的是，所述的大溢流薄壁堰在水平面内的投影呈规则的连续S型。

上述方案的优选方式是，所述的厂房尾水布置结构还包括尾水闸，所述的尾水闸布置在所述反坡式尾水渠的尾水输入端上。

进一步的是，所述的厂房尾水布置结构还包括数量与所述尾水闸数量相当的多根尾水管，各条所述的尾水管分别与各台水轮机一一对应的布置在相应水轮机的出水口上，各套所述的尾水闸分别一一对应的布置在相应尾水管的靠近反坡式尾水渠的一端上。

上述方案的优选方式是，所述的尾水管为预埋压力钢管、预埋浇筑管或现浇隧道管。

本实用新型的有益效果是：本申请通过将现有直线型的薄壁溢流堰改进为大溢流薄壁堰，并将所述的大溢流薄壁堰设置在与所述反坡式尾水渠位于下游河道相连的一侧上，同时使所述大溢流薄壁堰的堰顶高程满足下述要求，大溢流薄壁堰堰顶高程(H₂)－水轮机安装高程(H₀)≥吸出高度(d)。这样由于有了堰顶高程(H₂)－水轮机安装高程(H₀)≥吸出高度(d)的薄壁堰，从而在开挖厂房基坑时便可以降低开挖深度，减小开挖工作量，同时，由于本申请提供的薄壁堰为大溢流薄壁堰，可以满足水电站满负荷发电时的防洪要求，而且由于有顶部高程满足要求的薄壁堰，又不有担洪水期间泥沙的堆积等风除。

附图说明

图1为本实用新型涉及到的现有厂房尾水布置结构的示意图；

图2为本实用新型用于下游水位变幅较大的厂房尾水布置结构的平面布置示意图；

图3为图2的剖视图。

图中标记为：反坡式尾水渠1、下游河道2、大溢流薄壁堰3、上游边墙4、下游边墙5、底板6、尾水闸7、尾水管8、水轮机9。

具体实施方式

如图2、图3所示是本实用新型提供的一种既能满足满负荷发电时的防洪要求，又不会大量增加开挖基坑深度的用于下游水位变幅较大的厂房尾水布置结构。所述的厂房尾水布置结构包括反坡式尾水渠1，在所述反坡式尾水渠1与下游河道2相连的一侧上还设置有大溢流薄壁堰3，所述大溢流薄壁堰3的堰顶高程满足下述要求，

大溢流薄壁堰堰顶高程(H₂)－水轮机安装高程(H₀)≥吸出高度(d)。本申请通过将现有直线型的薄壁溢流堰改进为大溢流薄壁堰，并将所述的大溢流薄壁堰设置在与所述反坡式尾水渠位于下游河道相连的一侧上，同时使所述大溢流薄壁堰的堰顶高程满足下述要求，大溢流薄壁堰堰顶高程(H₂)－水轮机安装高程(H₀)≥吸出高度(d)。这样由于有了堰顶高程(_H2)－水轮机安装高程(H₀)≥吸出高度(d)的薄壁堰，从而在开挖厂房基坑时便可以降低开挖深度，减小开挖工作量，同时，由于本申请提供的薄壁堰为大溢流薄壁堰，可以满足水电站满负荷发电时的防洪要求，而且由于有顶部高程满足要求的薄壁堰，又不有担洪水期间泥沙的堆积等风除。

上述实施方式中，为了尽量的与现有技术相结合，尽可能避免出现异形非常规结构，以降低设计、建造成本，借鉴现有厂房尾水结构，本申请所述的反坡式尾水渠1还包括上游边墙4和下游边墙5，所述反坡式尾水渠1的底板6沿输水方向逐渐抬高的与所述的大溢流薄壁堰1连接，所述的上游边墙4和所述的下游边墙5分别布置在所述反坡式尾水渠1的上游侧和下游侧。所述的厂房尾水布置结构还包括尾水闸7，所述的尾水闸7布置在所述反坡式尾水渠1的尾水输入端上。所述的厂房尾水布置结构还包括数量与所述尾水闸7数量相当的多根尾水管8，各条所述的尾水管8分别与各台水轮机9一一对应的布置在相应水轮机9的出水口上，各套所述的尾水闸7分别一一对应的布置在相应尾水管8的靠近反坡式尾水渠1的一端上。此时，所述的尾水管8为预埋压力钢管、预埋浇筑管或现浇隧道管。这样，除了本申请作为重点改进的薄壁堰外，在整体上尽量采用现有技术，仅对一引起局部作改进，不仅能实现本申请的发明目的，而且可以尽量的降低设计、建造成本。

而作为本申请改进的重点，本申请所述的大溢流薄壁堰3的结构优选为在水平面内的投影呈规则的齿条型或连续S型的形状。这样，既大量的增加了溢流的长度，又保证了薄壁堰顶程的高度。当然，此时所述的大溢流薄壁堰3的形状也可以是不规则的齿条型或连续S型，只要能有效的增加溢流面和溢流长度即可。同时，在溢流堰上还可以设压力单向开结构，即在某一压力条件可允许从尾水渠1向下游河道内排水，而不以许反应排水，以实现增加水电站满负荷发电时的排水要求，达到降低主厂房防洪压力的目的。

综上所述，采用本申请提供的上述厂房尾水布置结构还具有以下优点，

1、由于薄壁堰的设置，尾水渠内水位将高于薄壁堰顶高程(H₂)，且薄壁堰顶高程(H₂)-水轮机安装高程(H₀)≥吸出高度(d)，则水轮机吸出高度(d)的要求得以满足，水轮机安装高程(H₀)不再受下游河道低水位(H₁)限制，主厂房的开挖深度得以减小，开挖量也将随之减少；

2、由于薄壁堰顶高程(H₂)远高于下游河道，汛期由下游河道进入尾水渠内的泥沙将大为减少，尾水渠内的泥沙淤积问题也将随之减轻；

3、与直线形布置的溢流堰相比，薄壁堰采用了折线、S线形布置型式，溢流宽度大大增加，泄流能力也将显著增强，当水电站满负荷发电时，尾水渠内的水位将不会高于薄壁堰太多，主厂房的防洪负担将随之减轻。

Claims (7)

1.一种用于下游水位变幅较大的厂房尾水布置结构，包括反坡式尾水渠(1)，其特征在于：在所述反坡式尾水渠(1)与下游河道(2)相连的一侧上还设置有大溢流薄壁堰(3)，所述大溢流薄壁堰(3)的堰顶高程H₂与水轮机的安装高程H₀之差大于吸出高度d。

2.根据权利要求1所述的用于下游水位变幅较大的厂房尾水布置结构，其特征在于：所述的反坡式尾水渠(1)还包括上游边墙(4)和下游边墙(5)，所述反坡式尾水渠(1)的底板(6)沿输水方向逐渐抬高的与所述的大溢流薄壁堰(3)连接，所述的上游边墙(4)和所述的下游边墙(5)分别布置在所述反坡式尾水渠(1)的上游侧和下游侧。

3.根据权利要求1或2所述的用于下游水位变幅较大的厂房尾水布置结构，其特征在于：所述的大溢流薄壁堰(3)在水平面内的投影呈规则的齿条型。

4.根据权利要求1或2所述的用于下游水位变幅较大的厂房尾水布置结构，其特征在于：所述的大溢流薄壁堰(3)在水平面内的投影呈规则的连续S型。

5.根据权利要求3所述的用于下游水位变幅较大的厂房尾水布置结构，其特征在于：所述的厂房尾水布置结构还包括尾水闸(7)，所述的尾水闸(7)布置在所述反坡式尾水渠(1)的尾水输入端上。

6.根据权利要求5所述的用于下游水位变幅较大的厂房尾水布置结构，其特征在于：所述的厂房尾水布置结构还包括数量与所述尾水闸(7)数量相当的多根尾水管(8)，各条所述的尾水管(8)分别与各台水轮机(9)一一对应的布置在相应水轮机(9)的出水口上，各套所述的尾水闸(7)分别一一对应的布置在相应尾水管(8)的靠近反坡式尾水渠(1)的一端上。

7.根据权利要求6所述的用于下游水位变幅较大的厂房尾水布置结构，其特征在于：所述的尾水管(8)为预埋压力钢管、预埋浇筑管或现浇隧道管。