CN211624533U - 一种t型消能器及小型水电站坝后旁通管排水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水利排水消能技术领域，公开了一种T型消能器及小型水电站坝后旁通管排水系统。其中，T型消能器包括进水管道和出水管道，二者相互垂直固定连通，T型消能器的进水口连接于排水系统出口处，出水管道沿水流方向固定于水电站尾水渠道内；排水系统包括连接于水电站引水管第一进水阀后的母管，母管上并联若干支管，每条支管近进口一侧依次设有两个阀门、出口处连接相适配的T型消能器。本实用新型的T型消能器通过两端的出水口将管道水流分流，减小流水冲击力，同时利用水道内水体阻尼，消能效果好；排水系统并联设置多条支管，在支管出口处设置T型消能器，有效解决小型水电站排水消能问题，满足及控制放水流量需求。

Description

一种T型消能器及小型水电站坝后旁通管排水系统

技术领域

本实用新型涉及水利排水消能技术领域，尤其涉及一种T型消能器及小型水电站坝后旁通管排水系统。

背景技术

为了水库安全运行，减少水资源浪费，很多水库都建有小型水电站，水通过发电机组后排至下游，带来经济效益。而一些小型水电站只有一台机组，在唯一的机组故障停机时，没有其它备用放水通道，只能停止放水或通过大坝溢流，存在安全隐患，经济效益也低。若另修建溢流道，可能存在因地形约束、土地权属问题而无法建设或工程建设成本剧增等问题。此时，修建一套旁通管排水系统显得十分必要，旁通管排水系统需要考虑以下问题：排水流量需求、排水消能问题、建设成本问题等。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷和不足，提出一种具有一个进水口和两个相对设置的出水口的T型消能器，将管道水流分流，减轻流水冲击力，有效解决小型水电站的排水消能问题；还提出一种小型水电站坝后旁通管排水系统，通过在母管上并联设置多级支管，在支管末端出口处设置T型消能器，该排水系统运行灵活，可根据实际流量需求进行安排，同时解决了排水消能问题，其成本低、结构简单、维护费用低。

本实用新型的目的是提出一种T型消能器。

本实用新型另一目的是提出一种小型水电站坝后旁通管排水系统。

本实用新型上述目的通过以下技术方案实现：

一种T型消能器，包括进水管道和出水管道，所述进水管道的横截面积小于出水管道两端的横截面积之和，所述进水管道和出水管道相互垂直固定连通，所述进水管道远离出水管道的一端为进水口，所述进水口连接于排水系统的出口处，所述出水管道的两端均为出水口，所述出水管道沿水流方向固定于水电站的尾水渠道内。该T型消能器的进水口连接于排水系统的出口处，出水管道沿水流方向设置于水电站的尾水渠道内，通过两端的出水口将管道水流分流，减小流水冲击力，同时可利用水道内水体阻尼，达到消能的作用，可有效解决小型水电站的排水消能问题；避免了采用常规办法进行水道开挖建消能池，节省了工程费用；且由于T型消能器沿水流方向两端相通，不会影响尾水流态及水轮机运行效率。

进一步的，所述进水管道近进水口的左右两侧管外壁上对称焊接有连接臂，两个所述连接臂呈水平的V字排布，所述连接臂另一端焊接有固定片，所述固定片通过螺钉固定于尾水渠道的内壁上；所述出水管道近地面一侧的管外壁焊接有固定座，所述固定座通过螺钉固定于尾水渠道的底面。通过连接臂、固定座有效固定T型消能器，同时固定座还可以对出水管道提供一定的支撑，提高T型消能器的使用寿命，降低维护成本。

优选的，所述T型消能器材质为碳钢，采用碳钢，原材料充足，简单易得，且成本低。

本实用新型还提出了一种小型水电站坝后旁通管排水系统，包括连接于水电站引水管第一进水阀后、第二进水阀前的母管，所述母管上并联有若干支管，若干所述支管的近进口一侧依次设有两个阀门，若干所述支管的出口处连接有相适配的如前所述的T型消能器。该排水系统母管连接于水电站引水管第一进水阀后、第二进水阀前，通过在母管上并联设置多级支管，在支管末端出口处设置T型消能器，采用阀门控制，有效解决小型水电站排水消能问题，满足及控制放水流量需求，并减少施工建设成本，其结构简单、维护费用低。

优选的，所述支管共两条，自所述母管进口一侧依次并联排布，分别作为主放水管和生态放水管,所述母管的管内径为D1,所述主放水管的管内径为D2,所述生态放水管的管内径为D3,所述D1>D2>D3。该排水系统运行灵活，根据一级小型水电站机组情况及下游各级电站情况，可：(1)生态放水管单管运行；(2)主放水管单管运行；(3)生态放水管与主放水管双管并列运行；(4)小型水电站机组试验时与生态放水管或主放水管短时并列运行，以便在不停水条件下进行机组试验。

进一步的，所述D1＝600mm，所述D2＝500mm，所述D3＝300mm。

进一步的，所述主放水管长60m，所述生态放水管长68m。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

1.本实用新型的T型消能器，结构简单，安装方便，成本低；在水道底部将管道水流分流，减小流水冲击力，同时可利用水道内水体阻尼，达到消能的作用，可有效解决小型水电站的排水消能问题；避免了采用常规办法进行水道开挖建消能池，节省了工程费用；在一级小型水电站机组运行时，由于T型消能器沿水流方向两端相通，不影响尾水流态及水轮机运行效率。

2.本实用新型的排水系统运行灵活，可单管运行，也可多管运行，有效解决小型水电站排水消能问题，满足及控制放水流量需求，并减少施工建设成本，其结构简单、维护费用低；有助于节约水资源、提高经济效益。

附图说明

图1实施例1的T型消能器结构示意图；

图2实施例1的T型消能器使用状态示意图；

图3实施例2的小型水电站坝后旁通管排水系统示意图；

图4实施例2中的DN300管走向示意图；

图中：T型消能器1、进水管道2、出水管道3、连接臂4、固定片5、固定座6、引水管7、第一进水阀8、第二进水阀9、发电机组10、母管11、生态放水管12、主放水管13、DN300阀门14、DN500阀门15、尾水渠道16。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例1:

如图1中所示，本实用新型的T型消能器1包括进水管道2和出水管道3，进水管道2的横截面积小于出水管道3两端的横截面积之和。本实施例中，进水管道2的横截面积小于出水管道3的横截面积，进水管道2的出水口端焊接于出水管道3中部管壁上与进水管道2相适配的孔中，进水管道2和出水管道3相互垂直固定连通。进水管道2远离出水管道3的一端为进水口，进水口连接于排水系统的出口处，出水管道3的两端均为出水口，出水管道3沿水流方向固定于水电站的尾水渠道16内。该T型消能器1的进水口连接于排水系统的出口处，出水管道3沿水流方向设置于水电站的尾水渠道16内，通过两端的出水口将管道水流分流，减小流水冲击力，同时可利用水道内水体阻尼，达到消能的作用，可有效解决小型水电站的排水消能问题；避免了采用常规办法进行水道开挖建消能池，节省了工程费用；且由于T型消能器1沿水流方向两端相通，不会影响尾水流态及水轮机运行效率。优选的，该T型消能器1材质为碳钢，碳钢原材料充足，简单易得，且成本低。

如图2中所示，安装时，T型消能器1呈倒T字置于尾水渠道16底面，其进水口连接于排水系统的出口处，两端出水口沿水流方向相通。在进水管道2近进水口的左右两侧管外壁上对称焊接有连接臂4，两个连接臂4呈水平的V字排布，每个连接臂4另一端焊接有固定片5，通过固定片5打螺钉(图中未示出)将连接臂4固定于尾水渠道16的内壁上；出水管道3近地面一侧的管外壁焊接有固定座6，通过固定座6打螺钉(图中未示出)将出水管道3固定于尾水渠道16的底面，从而完成T型消能器1的安装固定。其安装操作简单可靠，连接臂4、固定座6可有效固定T型消能器1，同时固定座6还可以对T型消能器1提供一定的支撑，有助于提高T型消能器的使用寿命，降低维护成本。

实施例2:

如图3中所示，本实用新型的小型水电站坝后旁通管排水系统包括连接于水电站引水管7的第一进水阀8后、第二进水阀9前的母管11，当第一进水阀8、第二进水阀9同时开启时，发电机组10处于工作状态；当第一进水阀8开启、第二进水阀9关闭时，发电机组10处于停机状态。本实施例中，支管共两条，自母管11进口一侧依次并联排布，分别作为主放水管13和生态放水管12,母管11的管内径为D1,主放水管13的管内径为D2,生态放水管12的管内径为D3,所述D1>D2>D3。具体的，本实施例中的母管11为DN600管(即D1＝600mm)，主放水管13为DN500管(即D2＝500mm)，生态放水管12为DN300管(即D3＝300mm)，其中，DN300管长度为68m，DN500管长度为60m。

以DN300管进行试验，取得测量数据，验证流量和消能问题。DN300管如图4中所示走向，实测的数据及计算记录如下：

实测水库水位	水位(189.13m)	水位(190.60m)
			实测流量(m<sup>3</sup>/s)	0.4583	0.4722
计算平均流速(m/s)	6.0382	6.2213
			计算平均流速公式	C<sub>1</sub>＝Q<sub>1</sub>/S<sub>1</sub>	C<sub>2</sub>＝Q<sub>2</sub>/S<sub>1</sub>
计算实测条件下水头损失	8.8070m	10.2770m
			计算理论条件下水头损失	9.3395m	9.9145

由于水头等其它边界条件相同，将理论计算水头损失与实测计算水头损失相比较，两者大致相等，则说明系统流量满足要求。

在DN300管的近进口一侧依次设有两个DN300阀门14，分别用作备用阀和主用阀；在DN500管的近进口一侧依次设有两个DN500阀门15，分别用作备用阀和主用阀。在DN300管、DN500管的出口处连接有相适配的如实施例1中所述的T型消能器1，其设置于水电站的尾水渠道16内。经测算，DN300+DN500管系统可满足流量要求，而且运行灵活，可根据一级小型水电站机组情况及下游各级电站情况，可：(1)DN300管单管运行；(2)DN500管单管运行；(3)DN300管与DN500管双管并列运行；(4)小型水电站机组试验时与DN300管或DN500管短时并列运行，以便在不停水条件下进行机组试验。

本排水系统母管连接于水电站引水管第一进水阀后、第二进水阀前，通过在母管上并联设置两条支管，在支管末端出口处设置T型消能器，采用阀门控制，有效解决小型水电站排水消能问题，满足及控制放水流量需求，并减少施工建设成本，其结构简单、维护费用低。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种T型消能器，其特征在于，包括进水管道和出水管道，所述进水管道的横截面积小于出水管道两端的横截面积之和，所述进水管道和出水管道相互垂直固定连通，所述进水管道远离出水管道的一端为进水口，所述进水口连接于排水系统的出口处，所述出水管道的两端均为出水口，所述出水管道沿水流方向固定于水电站的尾水渠道内。

2.如权利要求1所述的T型消能器，其特征在于，所述进水管道近进水口的左右两侧管外壁上对称焊接有连接臂，两个所述连接臂呈水平的V字排布，所述连接臂另一端焊接有固定片，所述固定片通过螺钉固定于尾水渠道的内壁上；所述出水管道近地面一侧的管外壁焊接有固定座，所述固定座通过螺钉固定于尾水渠道的底面。

3.如权利要求1或2所述的T型消能器，其特征在于，所述T型消能器材质为碳钢。

4.一种小型水电站坝后旁通管排水系统，其特征在于，包括连接于水电站引水管第一进水阀后、第二进水阀前的母管，所述母管上并联有若干支管，若干所述支管的近进口一侧依次设有两个阀门，若干所述支管的出口处连接有相适配的如权利要求1-3中任一项所述的T型消能器。

5.如权利要求4所述的小型水电站坝后旁通管排水系统，其特征在于，所述支管共两条，自所述母管进口一侧依次并联排布，分别作为主放水管和生态放水管,所述母管的管内径为D1,所述主放水管的管内径为D2,所述生态放水管的管内径为D3,所述D1>D2>D3。

6.如权利要求5所述的小型水电站坝后旁通管排水系统，其特征在于，所述D1＝600mm，所述D2＝500mm，所述D3＝300mm。

7.如权利要求6所述的小型水电站坝后旁通管排水系统，其特征在于，所述主放水管长60m，所述生态放水管长68m。

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