CN217923437U - 一种潜式发电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了潜式发电站，适合5‑28米的水头，包括水电站大坝坝体，所述水电站大坝坝体的边侧设置有主厂房坝段，所述主厂房坝段的边侧设置有重力式挡水坝，所述主厂房坝段上端的前侧安装有进水口建筑物。该潜式发电站，利用已建成水库在丰枯季水位变化的库尾河段，在水库高水位时，拦河闸坝闸门开启，“库中库、坝中坝”形成一库，潜式发电厂房淹没，此时段不发电，当水库水位下降至潜式发电站具有最下发电水头时，关闭拦河闸坝闸门，上游来水经潜式发电厂房内的水轮发电组发电，尾水又回入原水库，不增加新的占地，又能充分利用水能资源，又可以起调峰蓄能作用，有着较大的前景，同时也改变了枯季库尾河段干枯、淤泥的现象，改善环境，不影响原水库的功能及库容。

Description

一种潜式发电站

技术领域

本实用新型涉及水利发电技术领域，具体为潜式发电站。

背景技术

水力发电向社会提供了清洁、再生、廉价的电力，水力发电用途广泛，能够在“资源中立”市场环境中取得较大发展，在水能开发利用中，有较多的是在一条河流上进行梯级开发建水电站、或在一条河流上修建几个水库，这样就形成在枯季上库坝与下库尾水之间有一定的落差，这时上级水库仍有一定流量流入下级水库，在梯级开发建水电站的河段仍有这种现象。这也是一种水能资源，若加以开发利用，将有利于发挥水力发电的最大作用。

现有的发现水库(或具有调节性能的水电站)在丰枯季水位变化有20～ 30m，这就形成20～30m的水头，在丰季水位处于高水位，枯季处低水位，水库中的水位处于变化之中，为适应这种变化，设想在丰枯季水位变化有20～ 30m，库尾适当位置设置拦河坝及水力发电站厂房，利用本库尾丰枯季水位变化之间有的落差发电，这就是“库中库、坝中坝”潜式水力发电站的设想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供潜式发电站，以解决上述背景技术中提出的现有的发现水库(或具有调节性能的水电站)在丰枯季水位变化有20～30m，这就形成20～30m的水头，在丰季水位处于高水位，枯季处低水位，水库中的水位处于变化之中，为适应这种变化，设想在丰枯季水位变化有20～30m，库尾适当位置设置拦河坝及水力发电站厂房，利用本库尾丰枯季水位变化之间有的落差发电，这就是“库中库、坝中坝”潜式水力发电站的设想。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种潜式发电站，包括水电站大坝坝体，所述水电站大坝坝体的边侧设置有主厂房坝段，所述主厂房坝段的边侧设置有重力式挡水坝，所述主厂房坝段上端的前侧安装有进水口建筑物，所述主厂房坝段上端的后侧安装有尾水建筑物，所述主厂房坝段的内部设置有主机段，所述主机段的右侧位于重力式挡水坝的后侧设置有安装间，所述主机段的后侧设置有电气副厂房，所述主厂房坝段的内部位于电气副厂房的上方设置有升压站，所述主厂房坝段的左侧设置有第一非溢流坝段，所述第一非溢流坝段的左侧设置有泄洪冲沙底孔坝段，所述泄洪冲沙底孔坝段的左侧设置有泄洪表孔坝段，所述泄洪表孔坝段的左侧设置有溢流坝段，所述溢流坝段的左侧设置有第二非溢流坝段。

优选的，所述水电站大坝坝体的坝段上游顶高程为31.0m，下游尾水闸顶高程为31.00m，在库区高水位时，主厂房处于封闭可淹没不发电，库区水位下降至可发时不增加新的占地，同时也改变了枯季库尾河段干枯、淤泥的现象，改善环境，不影响原水库的功能及库容，又能充分再次利用水能资源。

优选的，所述主厂房坝段坝段长51.02m，最大坝高50.6m，坝顶宽8m，所述主厂房坝段包括拦沙坎、电站进水口、拦污栅、平板检修工作闸门、尾水渠接，所述主厂房坝段的前端设置有拦沙坎，所述拦沙坎的后侧设置有电站进水口，所述电站进水口内设置有拦污栅，所述拦污栅的后侧设置有平板检修工作闸门，所述主厂房坝段的后端设置有尾水渠接，所述拦污栅共设置有六道，所述平板检修工作闸门与尾水渠接均设置有三孔，尾水渠接将通过的水流进行有效的引导，保证了发电站的安全，同时降低了对原水库的影响。

优选的，所述主机段包括机坑廊道层、流道层、管线层和操作层，所述机坑廊道层的上端设置有流道层，所述流道层的上端设置有管线层，所述管线层的上端设置有操作层，所述流道层的横截面由方变圆再由圆变方，所述流道层的进口端与出口端均设置有阀门，所述管线层与操作层通过层面开孔相互接通，通过主机段中设置的贯流式水轮发电机组将水能进行转化，实现了发电站的发电功能，提高了对水能资源的利用。

优选的，所述电气副厂房包括供水设备层、电缆夹层、高低压开关层、中控室层，所述供水设备层的上端设置有电缆夹层，所述电缆夹层的上端设置有高低压开关层，所述高低压开关层的上端设置有中控室层，所述供水设备层、电缆夹层、高低压开关层、中控室层的两侧均通过楼梯相互连接,利用电气副厂房有效对发电站进行管理与控制，有效满足了发电站的实用需求。

优选的，所述升压站包括变压器与送电机构，所述升压站的下端安装有变压器，所述升压站的顶端安装有送电机构，所述送电机构与外界电线连接，将发电机组的电力转化为110kv电压，并利用送电机构输运至外界，实现了水能资源的充分利用。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该潜式发电站设置有主机段与电气副厂房，利用已建成水库在丰枯季水位变化的库尾河段，在水库高水位时，拦河闸坝闸门开启，“库中库、坝中坝”形成一库，潜式发电厂房淹没，此时段不发电，当水库水位下降至潜式发电站具有最下发电水头时，关闭拦河闸坝闸门，上游来水经潜式发电厂房内的水轮发电组发电，尾水又回入原水库，不增加新的占地，又能充分利用水能资源，有着较大的前景，同时也改变了枯季库尾河段干枯、淤泥的现象，改善环境，不影响原水库的功能及库容。

附图说明

图1为本实用新型的中心线横截面结构示意图；

图2为本实用新型的内部平面结构示意图；

图3为本实用新型的大坝上立视结构示意图；

图4为本实用新型的大坝下立视结构示意图。

图中：1、水电站大坝坝体；2、主厂房坝段；3、重力式挡水坝；4、进水口建筑物；5、尾水建筑物；6、主机段；7、安装间；8、电气副厂房；9、升压站；10、第一非溢流坝段；11、泄洪冲沙底孔坝段；12、泄洪表孔坝段； 13、溢流坝段；14、第二非溢流坝段；201、拦沙坎；202、电站进水口；203、拦污栅；204、平板检修工作闸门；205、尾水渠接；601、机坑廊道层；602、流道层；603、管线层；604、操作层；801、供水设备层；802、电缆夹层； 803、高低压开关层；804、中控室层；901、变压器；902、送电机构。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：潜式发电站，包括水电站大坝坝体1，水电站大坝坝体1的坝段上游顶高程为31.0m，下游尾水闸顶高程为31.00m，在库区高水位时，主厂房处于封闭可淹没不发电，库区水位下降至可发时不增加新的占地，同时也改变了枯季库尾河段干枯、淤泥的现象，改善环境，不影响原水库的功能及库容，又能充分再次利用水能资源，水电站大坝坝体1的边侧设置有主厂房坝段2；

主厂房坝段2坝段长51.02m，最大坝高50.6m，坝顶宽8m，主厂房坝段 2包括拦沙坎201、电站进水口202、拦污栅203、平板检修工作闸门204、尾水渠接205，主厂房坝段2的前端设置有拦沙坎201，拦沙坎201的后侧设置有电站进水口202，电站进水口202内设置有拦污栅203，拦污栅203的后侧设置有平板检修工作闸门204，主厂房坝段2的后端设置有尾水渠接205，拦污栅203共设置有六道，平板检修工作闸门204与尾水渠接205均设置有三孔，拦沙坎201后接1:4底坡引渠进入电站进水口202，进水口底板高程 -16.80m，拦污栅203与平板检修工作闸门204的尺寸分别为)5.8×35.5m与 9.7×13.4m，尾水渠接205为明渠且断面为矩形结构，底板宽30.5m，钢筋混凝土衬砌，底板衬砌厚50～60cm，靠左岸坡翘尾水段设衡重式钢筋混凝土挡墙，反坡结束后设重力式浆砌石挡墙弧形转弯接入蒙江，右侧导水墙与下游混凝土纵向围堰共用，尾水明渠段包括1:5底坡翘尾水段，平面转弯段及入河段，总长130m左右，便于主厂房坝段2水流的进出，提高了对水利资源的利用，主厂房坝段2的边侧设置有重力式挡水坝3，主厂房坝段2上端的前侧安装有进水口建筑物4，主厂房坝段2上端的后侧安装有尾水建筑物5，主厂房坝段2的内部设置有主机段6，主机段6包括机坑廊道层601、流道层602、管线层603和操作层604，机坑廊道层601的上端设置有流道层602，流道层602的上端设置有管线层603，管线层603的上端设置有操作层604，流道层 602的横截面由方变圆再由圆变方，流道层602的进口端与出口端均设置有阀门，管线层603与操作层604通过层面开孔相互接通，主机段6内安装有三台贯流式水轮发电机组及相关配套机电设备，每台容量为16MW，机组中心距 15m，且操作层604内布置一台75T/20T Lk＝16.5m慢速桥式起重机，以满足吊装各种大型设备的需要，降低了水坝的投资成本，且提高了施工速度，保证了水坝的实用性，主机段6的右侧位于重力式挡水坝3的后侧设置有安装间7，主机段6的后侧设置有电气副厂房8，电气副厂房8包括供水设备层801、电缆夹层802、高低压开关层803、中控室层804，供水设备层801的上端设置有电缆夹层802，电缆夹层802的上端设置有高低压开关层803，高低压开关层803的上端设置有中控室层804，供水设备层801、电缆夹层802、高低压开关层803、中控室层804的两侧均通过楼梯相互连接,电气副厂房8采用重叠布置于主机段6背部，顺水向长13.28m，宽34.0m，高18.6m，提高了空间的利用，且左右两侧均设置有楼梯连接，满足交通与消费的要求，主厂房坝段2的内部位于电气副厂房8的上方设置有升压站9；

升压站9包括变压器901与送电机构902，升压站9的下端安装有变压器 901，升压站9的顶端安装有送电机构902，送电机构902与外界电线连接，升压站平台高程17.90m，与厂区平台同高，布置于主厂房下游左侧，变压器901为一台SF10-38000/110、SF10-20000/110型变压器，一回110kV通过送电机构902向外运输电力，主厂房坝段2的左侧设置有第一非溢流坝段10，第一非溢流坝段10的左侧设置有泄洪冲沙底孔坝段11，泄洪冲沙底孔坝段11的左侧设置有泄洪表孔坝段12，泄洪表孔坝段12的左侧设置有溢流坝段 13，溢流坝段13的左侧设置有第二非溢流坝段14。

工作原理：首先潜式水力发电站的设想，整个枢纽布置利用已建成水库在丰枯季水位变化的库尾河段，不增加新的占地，又能充分利用水能资源，有着较大的前景，在水库高水位时，拦河闸坝闸门开启，“库中库、坝中坝”形成一库，潜式发电厂房淹没，此时段不发电，当水库水位下降至潜式发电站具有最下发电水头时，关闭拦河闸坝闸门，上游来水经潜式发电厂房内的水轮发电组发电，尾水又回入原水库，潜水水电站发电站建设在水库库尾，在水库高水时，无法施工，施工期较长，合理安排工序、工期，是施工的关键，且在水库高水时，发电厂房将会淹没，进水口闸门、尾水闸门关闭，必须不漏水，是设计及设备制造、安装的关键，潜式水力发电站枢纽工程包括：主厂房坝段2、重力式挡水坝3、第一非溢流坝段10、泄洪冲沙底孔坝段11、泄洪表孔坝段12、溢流坝段13及第二非溢流坝段14，水电站大坝坝体1的坝段上游顶高程为31.0m，下游尾水闸顶高程为31.00m，主厂房坝段2坝段长51.02m，最大坝高50.6m，坝顶宽8m，重力式挡水坝3坝顶高程为31.00m，与主机段发电坝段同高，坝顶设置检修门库，大坝背坡坡比为1:0.75，建基于弱风化灰岩基础，第一非溢流坝段10坝段长12.5m，坝顶宽8m，上游坝坡 1:0.2，下游坝坡1:0.75，便于工程的施工，泄洪冲沙底孔坝段11坝段长15m，底孔进口高程14.90m，进口设有平板检修闸门一套，孔口尺寸4×6.5m，出口设有一套弧形工作闸门，孔口尺寸4×5.5m，泄洪表孔坝段12包括五个泄洪闸孔，坝段长5×16m，坝顶宽8m，表孔堰顶高程16.90m，为WES型曲线实用堰，设有五套弧形工作闸门，孔口尺寸10×13.9m，进口设有一套平板检修闸门(五孔共用)，孔口尺寸10×13.9m。泄洪冲沙底孔和泄洪表孔坝段后接消能护坦段，消能护坦底板高程8.40m，护坦长30m，消能坎高5.5m，溢流坝段13坝顶高程29.50m，对小洪水泄流，第二非溢流坝段14坝段19.1m，坝顶宽8m，上游坝坡1:0.2，起坡点高程783.00m，下游坝坡1:0.75，且因潜式发电站水头变幅较大，有15m左右的变幅，选择的机型应能适应较大的水头变幅，又具有较好的性能指标，由于贯流式机组特性，为最大限度的利用水头，除满足机组吸出高度的限制外，结合厂房布置的需要，一般选择灯泡贯流式机组，潜式发电站将有利于发挥水力发电的最大作用，将促进当地经济的发展和社会进步。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.潜式发电站，包括水电站大坝坝体(1)，其特征在于：所述水电站大坝坝体(1)的边侧设置有主厂房坝段(2)，所述主厂房坝段(2)的边侧设置有重力式挡水坝(3)，所述主厂房坝段(2)上端的前侧安装有进水口建筑物(4)，所述主厂房坝段(2)上端的后侧安装有尾水建筑物(5)，所述主厂房坝段(2)的内部设置有主机段(6)，所述主机段(6)的右侧位于重力式挡水坝(3)的后侧设置有安装间(7)，所述主机段(6)的后侧设置有电气副厂房(8)，所述主厂房坝段(2)的内部位于电气副厂房(8)的上方设置有升压站(9)，所述主厂房坝段(2)的左侧设置有第一非溢流坝段(10)，所述第一非溢流坝段(10)的左侧设置有泄洪冲沙底孔坝段(11)，所述泄洪冲沙底孔坝段(11)的左侧设置有泄洪表孔坝段(12)，所述泄洪表孔坝段(12)的左侧设置有溢流坝段(13)，所述溢流坝段(13)的左侧设置有第二非溢流坝段(14)。

2.根据权利要求1所述的潜式发电站，其特征在于：所述水电站大坝坝体(1)的坝段上游顶高程为31.0m，下游尾水闸顶高程为31.00m。

3.根据权利要求1所述的潜式发电站，其特征在于：所述主厂房坝段(2)坝段长51.02m，最大坝高50.6m，坝顶宽8m，所述主厂房坝段(2)包括拦沙坎(201)、电站进水口(202)、拦污栅(203)、平板检修工作闸门(204)、尾水渠接(205)，所述主厂房坝段(2)的前端设置有拦沙坎(201)，所述拦沙坎(201)的后侧设置有电站进水口(202)，所述电站进水口(202)内设置有拦污栅(203)，所述拦污栅(203)的后侧设置有平板检修工作闸门(204)，所述主厂房坝段(2)的后端设置有尾水渠接(205)，所述拦污栅(203)共设置有六道，所述平板检修工作闸门(204)与尾水渠接(205)均设置有三孔。

4.根据权利要求1所述的潜式发电站，其特征在于：所述主机段(6)包括机坑廊道层(601)、流道层(602)、管线层(603)和操作层(604)，所述机坑廊道层(601)的上端设置有流道层(602)，所述流道层(602)的上端设置有管线层(603)，所述管线层(603)的上端设置有操作层(604)，所述流道层(602)的横截面由方变圆再由圆变方，所述流道层(602)的进口端与出口端均设置有阀门，所述管线层(603)与操作层(604)通过层面开孔相互接通。

5.根据权利要求1所述的潜式发电站，其特征在于：所述电气副厂房(8)包括供水设备层(801)、电缆夹层(802)、高低压开关层(803)、中控室层(804)，所述供水设备层(801)的上端设置有电缆夹层(802)，所述电缆夹层(802)的上端设置有高低压开关层(803)，所述高低压开关层(803)的上端设置有中控室层(804)，所述供水设备层(801)、电缆夹层(802)、高低压开关层(803)、中控室层(804)的两侧均通过楼梯相互连接。

6.根据权利要求1所述的潜式发电站，其特征在于：所述升压站(9)包括变压器(901)与送电机构(902)，所述升压站(9)的下端安装有变压器(901)，所述升压站(9)的顶端安装有送电机构(902)，所述送电机构(902)与外界电线连接。

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