CN212375824U - 一种水电工程双机共用调压井的阻抗孔连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水电工程双机共用调压井的阻抗孔连接结构，所述水电工程包括相互平行的左侧有压隧洞和右侧有压隧洞，阻抗孔连接结构其特征在于包括：一大井，位于最上方；一倒Y型岔管，包括主管、壳状岔管连接处、左侧斜连支管和右侧斜连支管，壳状岔管连接处的顶部连通垂直竖立其上的主管、两侧分别连通所述左侧斜连支管和右侧斜连支管，左侧斜连支管和右侧斜连支管与主管的皆为交角120°；倒Y型岔管的主管上端连通大井且与大井底板平面垂直、两分叉下端连通左侧有压隧洞和右侧有压隧洞，连接角度均为60°。本实用新型结构简单、施工方便，用以改善水电站引水系统的水力学条件，控制调压室部分的水头损失。

Description

一种水电工程双机共用调压井的阻抗孔连接结构

技术领域

本实用新型涉及一种水电工程双机共用调压井的阻抗孔连接结构。

背景技术

对于长引水隧洞的水电站，为缓解过渡过程中的水击压力，一般会在有压引水隧洞与压力管道衔接处设置调压室。两管平行布置的引水隧洞，按要求需设置调压室，但往往由于地形地质条件及建设成本的原因，无法建立两个调压室，便采取双机共用调压室的结构形式，且大多为阻抗式调压室。

阻抗孔式调压室的典型布置形式为用断面较小的连接管与隧洞垂直相连。对于双机共用一个调压室的系统，两根连接管的连接形式，不仅会增加调压室的局部水头损失，降低水电站发电效益，还会使过渡过程中的调压室流态变差，极易形成速度环量，进而产生立轴漩涡等不利流态，不利于水电站的安全稳定。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，就是提供一种结构简单、施工方便的调压室阻抗孔连接结构，用以改善水电站引水系统的水力学条件，控制调压室部分的水头损失。

解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种水电工程双机共用调压井的阻抗孔连接结构，所述水电工程包括相互平行的左侧有压隧洞和右侧有压隧洞，所述阻抗孔连接结构其特征在于包括：

一大井，位于最上方；

一倒Y型岔管，包括主管、壳状岔管连接处、左侧斜连支管和右侧斜连支管，壳状岔管连接处的顶部连通垂直竖立其上的主管、两侧分别连通所述左侧斜连支管和右侧斜连支管，左侧斜连支管和右侧斜连支管与主管的交角皆为120°；

所述倒Y型岔管的主管上端连通大井且与大井底板平面垂直、两分叉下端连通所述的左侧有压隧洞和右侧有压隧洞，连接角度均为60°。

在上述基础上，本实用新型还可以有如下优选方案：

所述倒Y型岔管的主管、壳状岔管连接处、左侧斜连支管和右侧斜连支管位于一个平面内且该平面平行于左、右侧有压隧洞的横截面。

所述左侧斜连支管和右侧斜连支管直径相同，左侧有压隧洞和右侧有压隧洞的横截面相等，支管的横截面面积与有压隧洞面积比为20％～25％。

所述主管横截面面积与单个有压隧洞面积比为30％～35％。

所述左侧斜连支管、右侧斜连支管与两压力隧洞连接处设有加密钢筋。

作为改进，所述壳状岔管连接处与左侧斜连支管和右侧斜连支管连接处设加密钢筋。

作为改进，所述壳状岔管连接处之内主管至左、右侧斜连支管处设有导流板。

本实用新型对阻抗孔连接结构进行优化，将两个阻抗孔改为一个阻抗孔，减少了一个阻抗孔的面积，会大大减小立轴漩涡形成的概率。当运行条件不对称时，一个阻抗孔的体型能够保证调压室内部流态对称分布，而两个阻抗孔的体型会流态的不对称分布，会引起水力干扰，加剧液面扰动。采用Y型岔管与有压隧洞相连接，内设导流板引流，可控制水头损失大小。

本实用新型有益效果是：

(1)本实用新型结构简单、施工方便，可节约工程成本；

(2)本实用新型可用于双机共用调压室的情形，解决了因地形地质原因不能分别建设调压室的问题；

(3)本实用新型采用了压力隧洞和调压室的新型阻抗孔连接结构，通过CFD软件进行了数值计算，发现该结构使得引水系统过流条件得到改善，减小了大波动工况下的立轴旋涡出现的几率，为水电站安全稳定运行提供了保障。

附图说明

图1为本实用新型的三维示意图；

图2为本实用新型阻抗孔连接结构细部示意图；

图3为本实用新型整体结构正视图；

图4为改进前结构正视图。

图5改进前后甩负荷工况涌浪水位对比示意图。

附图标记注释：1-大井，2-主管，3-壳状岔管连接处，4-右侧斜连支管，5-左侧斜连支管，6-左侧有压隧洞，7-右侧有压隧洞，8-钢筋加密区，9-导流板，10-左侧升管，11-右侧升管。

具体实施方式

为了清晰地阐释本实用新型所要解决的技术问题、所采用的技术方案，以下结合附图1～图4，对本实用新型做进一步的详细说明。

图1-图3为本实用新型的水电工程双机共用调压井的阻抗孔连接结构实施例，水电工程包括相互平行的左侧有压隧洞和右侧有压隧洞。

阻抗孔连接结构包括：一大井1，位于最上方；一倒Y型岔管，包括主管2、球壳状岔管连接处3、左侧斜连支管4和右侧斜连支管5。

球壳状岔管连接处3的顶部连通垂直竖立其上的主管1、两侧分别连通左侧斜连支管4和右侧斜连支管5，左侧斜连支管和右侧斜连支管与主管的交角皆为120°。

倒Y型岔管的主管上端连通大井1且与大井底板平面垂直、两分叉下端连通所述的左侧有压隧洞和右侧有压隧洞，连接角度均为60°。

本实施例的倒Y型岔管的主管、壳状岔管连接处、左侧斜连支管和右侧斜连支管位于一个平面内且该平面平行于左、右侧有压隧洞的横截面；左侧斜连支管和右侧斜连支管直径相同，左侧有压隧洞和右侧有压隧洞的横截面相等，支管的横截面面积与有压隧洞面积比为20％～25％，主管横截面面积与单个有压隧洞面积比为30％～35％。

在左侧斜连支管、右侧斜连支管与两压力隧洞连接处的钢筋加密区8设有加密钢筋，岔管连接处也设加密钢筋，在壳状岔管连接处的内部还设有导流板9。

如图1和图3所示，为本实用新型的水电工程双机共用调压井的阻抗孔连接结构实施例，水电工程包括左侧有压隧洞6和右侧有压隧洞7。

采用某电站上游调压室作为本实施例改进前体型，作为对比，建立相同形式的调压室模型，区别仅在于有压隧洞和调压室连接结构，并设有压隧洞底板高程为0m。改进前，模型通过两个平行的左、右侧升管10和11连接有压隧洞和调压室，阻抗孔直径为7m，如图4所示。

改进后，将平行连接管改进为Y型岔管，阻抗孔直径为14m。对改进前的双连接管结构及改进后的Y型岔管结构进行网格划分及数值模拟，对比其在恒定流工况、双机甩负荷工况的调压室典型参数，如表1所示，调压室涌浪水位随时间的变化曲线如图5所示。

在机组正常运行的恒定流工况下，双连接管结构调压室损失为0.16m，Y型岔管结构调压室损失为0.08m，改进后的体型调压室水头损失为改进前的1/2，改进效果明显。

由表1和图5甩负荷工况调压室的涌浪波动情况可以看出，改进前后调压室涌浪水位随时间的变化曲线趋势相同，都随时间周期性衰减。双机甩负荷工况下，改进前的体型调压室最高涌浪较高，最低涌浪较低，涌浪波动较大。

由于双阻抗孔的体型阻抗孔面积较小，当流入调压室流量较大时，会在阻抗孔上方形成液面凸起，液面波动加剧，液面扰动极易携带部分气体进入调压室，气泡甚至会随着水流流进升管和隧洞内，造成严重的后果。而改进后的体型在甩负荷工况下液面波动更为平稳。

表1改进前后数据对比

最后应说明的是：以上仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照具体实施方式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：其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，需要强调的是，本实用新型所述的Y型岔管为钢岔管，但不限于钢岔管，对于钢筋混凝土岔管同样适用。两斜连支管与主管连接部分为球壳，但不局限与球壳，对于月牙肋岔管、无梁岔管等其他形式同样适用；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本实用新型具体实施方式技术方案的精神与范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水电工程双机共用调压井的阻抗孔连接结构，所述水电工程包括相互平行的左侧有压隧洞和右侧有压隧洞，所述阻抗孔连接结构其特征在于包括：

一大井，位于最上方；

一倒Y型岔管，包括主管、壳状岔管连接处、左侧斜连支管和右侧斜连支管，壳状岔管连接处的顶部连通垂直竖立其上的主管、两侧分别连通所述左侧斜连支管和右侧斜连支管，左侧斜连支管和右侧斜连支管与主管的交角皆为120°；

所述倒Y型岔管的主管上端连通大井且与大井底板平面垂直、两分叉下端连通所述的左侧有压隧洞和右侧有压隧洞，连接角度均为60°。

2.根据权利要求1所述的水电工程双机共用调压井的阻抗孔连接结构，其特征是：所述倒Y型岔管的主管、壳状岔管连接处、左侧斜连支管和右侧斜连支管位于一个平面内且该平面平行于左、右侧有压隧洞的横截面。

3.根据权利要求2所述的水电工程双机共用调压井的阻抗孔连接结构，其特征是：所述左侧斜连支管和右侧斜连支管直径相同，左侧有压隧洞和右侧有压隧洞的横截面相等，斜连支管的横截面面积与有压隧洞面积比为20％～25％。

4.根据权利要求3所述的水电工程双机共用调压井的阻抗孔连接结构，其特征是：所述主管横截面面积与单个有压隧洞面积比为30％～35％。

5.根据权利要求4所述的水电工程双机共用调压井的阻抗孔连接结构，其特征是：所述左侧斜连支管、右侧斜连支管与两压力隧洞连接处设有加密钢筋。

6.根据权利要求5所述的水电工程双机共用调压井的阻抗孔连接结构，其特征是：所述壳状岔管连接处与左侧斜连支管和右侧斜连支管连接位置设加密钢筋。

7.根据权利要求6所述的水电工程双机共用调压井的阻抗孔连接结构，其特征是：所述壳状岔管连接处之内主管至左、右侧斜连支管处设有导流板(9)。

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