參數可調的阻抗式調壓室模型試驗裝置製造方法
2023-05-15 02:46:36 3
參數可調的阻抗式調壓室模型試驗裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種參數可調的阻抗式調壓室模型試驗裝置，包括固定部分和活動部分，其中，固定部分包括上遊管道、下遊管道、大井底板和三面側壁，活動部分包括阻抗片和擋水板；大井底板、三面側壁和擋水板圍成調壓室大井，其中，擋水板兩端以可拆卸方式固定於三面側壁中兩相對側壁內側；上遊管道和下遊管道相連通且位於大井底板底部，採用連接管道連通上遊管道和下遊管道之間的過流管道與調壓室大井，阻抗片以可拆卸方式固定於連接管道內。本實用新型可用於水電站的物理模型試驗，實現了阻抗孔口面積和大井斷面面積可調，達到優化調壓室參數的目的。
【專利說明】參數可調的阻抗式調壓室模型試驗裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種水電站模型試驗裝置，特別是涉及一種參數可調的阻抗式調壓室模型試驗裝置。
【背景技術】
[0002]隨著水電建設快速發展，國內在建或擬建一批單機容量大、水頭不高的巨型水電站，為滿足調節保證設計的要求，其中絕大多數巨型水電站需設置調壓室，而阻抗式調壓室越來越多地運用於水電站。阻抗式調壓室有兩個關鍵參數，一是阻抗孔口面積，另一是調壓室的大井斷面面積。阻抗孔口面積越小，進出調壓室的水流消耗的能量越多，水位波動的振幅越小，衰減越快。但由於阻抗孔的存在，使得大井的自由水面不能完全反射水錘波，可能發生水擊穿室的現象，導致隧洞中受到水錘影響。調壓室的大井斷面面積越大，水位振幅越小，衰減越快，對於大波動和小波動穩定均有益處，但過大的調壓室面積意味著增加開挖量，較大的調壓室群的集中一方面不利於圍巖的穩定，另一方面增加工程投資成本，因此，合理選擇阻抗式調壓室的阻抗孔口和斷面面積極其關鍵。
[0003]巨型水電站單機容量大、輸水系統規模大、布置複雜，尾水系統往往集成了二機一洞一室、尾導結合明滿流隧洞等布置形式，同岸多個水力單元的集合形成了巨大的調壓室群。從運行安全穩定和經濟的角度考慮，這些大型水電站在設計階段往往需要進行引水發電系統整體或局部的物理模型試驗，開展機組導葉啟閉規律的優化、調速器參數的整定、機組啟動和停機控制策略等方面優化和論證的試驗。
[0004]調壓室大井斷面面積和阻抗孔口大小對上述大波動、小波動、水力幹擾都存在很大的影響。以往的模型試驗中往往採用固定的調壓室參數，即固定阻抗孔口大小和大井斷面面積，這樣只能分析當前固定的調壓室參數對過渡過程的影響，而達不到優化調壓室的目的。
實用新型內容
[0005]本發明的目的是提供一種阻抗孔口面積和大井斷面面積可調的阻抗式調壓室模型試驗裝置。
[0006]為達到上述目的，本實用新型提供的參數可調的阻抗式調壓室模型試驗裝置，包括固定部分和活動部分，其中，固定部分包括上遊管道、下遊管道、大井底板和三面側壁，活動部分包括阻抗片和擋水板；大井底板、三面側壁和擋水板圍成調壓室大井，其中，擋水板兩端以可拆卸方式固定於三面側壁中兩相對側壁內側；上遊管道和下遊管道相連通且位於大井底板底部，採用連接管道連通上遊管道和下遊管道之間的過流管道與調壓室大井，阻抗片以可拆卸方式固定於連接管道內。
[0007]上述擋水板兩端以拆卸方式固定於三面側壁中兩相對側壁內側，具體為:
[0008]三面側壁中兩相對側壁的內側對應設有不少於I對的卡槽，擋水板兩端卡在卡槽內。[0009]作為優選:擋水板的背水面設有不少於I條的加強肋，以避免擋水板在模型試驗中因承受水壓而導致的變形。
[0010]所述的加強肋的一種優選方案為:任意兩條加強肋的位置關係為平行或垂直，且至少兩條加強肋的位置關係為垂直。
[0011]上述採用連接管道連通上遊管道和下遊管道之間的過流管道與調壓室大井具體為:
[0012]上遊管道和下遊管道之間的過流管道頂部設置缺口，位於過流管道上部的大井底板的對應位置也開設有缺口，採用連接管道連通過流管道頂部缺口和大井底板缺口。
[0013]所述的連接管道內壁設有阻抗槽，阻抗片通過螺栓固定於阻抗槽內，所述的阻抗片厚度等於連接管道高度。
[0014]上述擋水板和阻抗片採用有機玻璃製備。
[0015]本實用新型的活動部分用於調節阻抗孔口面積和大井斷面面積大小。阻抗片位於調壓室大井底部，用於封閉過流管道與調壓室大井之間的過水通道，通過阻抗片數量調整過流管道與調壓室大井之間過水通道口的面積，即阻抗孔口面積。擋水板位於調壓室大井側面，構成大井側壁之一，通過擋水板的安放位置來調節大井斷面面積。
[0016]和現有技術相比，本實用新型具有如下的有益效果:
[0017]1、在水電站的物理模型試驗中，可調節阻抗式調壓室模型的阻抗孔口面積和大井斷面面積，以獲得不同的阻抗孔口面積和大井斷面面積的組合，研究阻抗式調壓室參數變化對各調保參數的影響，達到優化調壓室參數的目的，對原型電站的穩定運行和增加調壓室洞室群圍巖穩定具有重要意義。
[0018]2、操作簡單，不需要大範圍改動模型試驗裝置即可實現調壓室模型的參數調節，可減小模型試驗成本，提高試驗效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的一種【具體實施方式】示意圖；
[0020]圖2為擋水板的一種【具體實施方式】示意圖；
[0021]圖3為阻抗片的一種【具體實施方式】示意圖。
[0022]圖中，1-上遊管道；2_漸變段；3_下遊管道；4_第一側壁；5_第二側壁；6_第三偵_ ;7_大井底板；8_擋水板；9_阻抗孔；10_阻抗片；11_卡槽；12_螺栓孔；13_加強肋；14-過流管道。
【具體實施方式】
[0023]下面將結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明。
[0024]尾水調壓室前的尾水支管和調壓室後尾水隧洞的斷面一般為圓形或城門洞形，為了便於安置閘門和設置阻抗孔，管道截面在調壓室底部一般均會漸變為方形。見圖1，本實用新型包括固定部分和活動部分，固定部分包括上遊管道1、漸變段2、過流管道14、下遊管道3、大井底板7和三面側壁，三面側壁具體包括第一側壁4、第二側壁5和第三側壁6 ；上遊管道I通過漸變段2、過流管道14與下遊管道3連通；三面側壁、擋水板8和大井底板7圍成調壓室大井。活動部分包括阻抗片10和擋水板8。[0025]第一側壁4和第三側壁6的內側對應設有多對豎向卡槽11，擋水板8兩端卡在其中一對卡槽11內，通過將擋水板8卡在不同位置的卡槽11內可實現大井斷面面積的調節，即實現調壓室斷面面積的調節。
[0026]擋水板8的長度和高度均與第二側壁5的長度和高度一致；第一側壁4和第三側壁6內側上間隔且對應地設置的安放擋水板的卡槽11，其寬度與擋水板厚度相匹配。卡槽11內塗覆有止水材料，卡槽11位置和各卡槽11之間的間距可根據模型試驗要求進行設置。大井斷面面積即為擋水板距第二側壁的距離與第二側壁長度的乘積。為了避免擋水板在模型試驗中因承受水壓力導致變形，擋水板8的背水面設有5條加強肋13，其中3條加強肋相互平行，另外2條加強肋與3條平行的加強肋均垂直，見圖3。
[0027]上遊管道I和下遊管道3之間的過流管道14頂部設置缺口，位於過流管道14上部的大井底板7的對應位置也開設有缺口，採用連接管道連通過流管道頂部缺口和大井底板缺口。連接管道內壁設有阻抗槽，阻抗片通過螺栓固定於連接管道內，阻抗片厚度等於連接管道高度，即阻抗片厚度等於阻抗孔長度。
[0028]圖2所示為用於調節阻抗孔口面積的阻抗片10，阻抗片10兩端和連接管道內設的阻抗槽內均設有螺栓孔，通過螺栓將阻抗片10固定於阻抗槽。為了方便阻抗片的安裝固定，所有阻抗片尺寸相同，阻抗片之間接觸的地方覆有止水材料。阻抗槽內安裝的阻抗片越多，未封堵的連接管道口面積越小，未封堵的連接管道口面積即為模型試驗中阻抗孔口面積。通過選擇不同數量的阻抗片固定於阻抗槽內，來實現阻抗孔口面積的可調。
[0029]實際中，阻抗孔沿軸線的長度一般為2?3m，經模型比尺算換後一般僅為幾釐米或十幾釐米，可以採用有機玻璃厚度來表示阻抗孔的長度，所以阻抗片的厚度是通過原型阻抗孔的長度經過模型比尺換算得到的。
【權利要求】
1.參數可調的阻抗式調壓室模型試驗裝置，其特徵在於，包括: 固定部分和活動部分，其中，固定部分包括上遊管道、下遊管道、大井底板和三面側壁，活動部分包括阻抗片和擋水板； 大井底板、三面側壁和擋水板圍成調壓室大井，其中，擋水板兩端以可拆卸方式固定於三面側壁中兩相對側壁內側； 上遊管道和下遊管道相連通且位於大井底板底部，採用連接管道連通上遊管道和下遊管道之間的過流管道與調壓室大井，阻抗片以可拆卸方式固定於連接管道內。
2.如權利要求1所述的參數可調的阻抗式調壓室模型試驗裝置，其特徵在於: 所述的擋水板兩端以可拆卸方式固定於三面側壁中兩相對側壁內側，具體為: 三面側壁中兩相對側壁的內側對應設有不少於I對的卡槽，擋水板兩端卡在卡槽內。
3.如權利要求1所述的參數可調的阻抗式調壓室模型試驗裝置，其特徵在於: 所述的擋水板的背水面設有不少於I條的加強肋。
4.如權利要求3所述的參數可調的阻抗式調壓室模型試驗裝置，其特徵在於: 所述的加強肋，任意兩條加強肋的位置關係為平行或垂直，且至少兩條加強肋的位置關係為垂直。
5.如權利要求1所述的參數可調的阻抗式調壓室模型試驗裝置，其特徵在於: 所述的採用連接管道連通上遊管道和下遊管道之間的過流管道與調壓室大井具體為: 上遊管道和下遊管道之間的過流管道頂部設置缺口，位於過流管道上部的大井底板的對應位置也開設有缺口，採用連接管道連通過流管道頂部缺口和大井底板缺口。
6.如權利要求5所述的參數可調的阻抗式調壓室模型試驗裝置，其特徵在於: 所述的連接管道內壁設有阻抗槽，阻抗片通過螺栓固定於阻抗槽內，所述的阻抗片厚度等於連接管道高度。
7.如權利要求1所述的參數可調的阻抗式調壓室模型試驗裝置，其特徵在於: 所述的擋水板和阻抗片採用有機玻璃製備。
【文檔編號】E02B1/02GK203514250SQ201320662628
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月25日 優先權日:2013年10月25日
【發明者】王超, 楊建東, 王炳豹 申請人:武漢大學