輸水洞洞內消能工結構的製作方法

2023-05-01 14:20:51 1

專利名稱：輸水洞洞內消能工結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種輸水洞洞內消能結構，主要用於水利水電工程洩洪消能建築 物，特別是流速高、上遊水位變幅大的水利水電工程。
背景技術：
輸水工程，大部分時段在高水位、小開度的工況下運行，閘門出口水流流速較高， 為了滿足不同的上遊水位及輸水量情況下，下遊輸水管道水流的穩定性，要求經下遊消能 後水流或水位平穩，因此消能必須充分。目前在國內，針對輸水規模較小的工程，最常見的 是採用消能閥消能形式，而對於輸水規模較大的工程，消能閥投資及運行維護就顯得不夠 優越，而採用常規的消力池消能又很難達到不同水位、流量情況下，出池水流或水位的平 穩。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是針對上述存在的問題提供一種結構簡單、消能 效果好的輸水洞洞內消能工結構，保證不同流量下出池水位的穩定，以達到降低水面波動， 確保水面平穩的目的。本實用新型所採用的技術方案是輸水洞洞內消能工結構，具有上遊輸水管道和 下遊輸水隧洞，其特徵在於所述上遊輸水管道出水口處布置工作閘室，工作閘室下遊側依 次布置下拋物線形洩槽和消力池與下遊輸水隧洞連通，所述消力池內部靠近下遊側設置穩 水消波格柵，尾部設置差動式尾坎。所述下遊輸水隧洞進水口處設置穩水消波格柵。位於消力池內部的穩水消波格柵為一層，位於下遊輸水隧洞進水口處的穩水消波 格柵布置成若干層。所述差動式尾坎由一組相互間隔的高坎和低坎組成。本實用新型的有益效果是本實用新型在消力池尾部設置差動式尾坎(高坎和低 坎組成)，能夠很好的適應不同流量的水流，降低了坎前後的水位差，提高了輸水工程洞內 消能的效率，同時，由於水躍消能消力池上部水體基本為水汽混合物，水流在過差動式尾坎 後可有效的將氣體濾出，大大減少了隧洞的進氣量；布置在消力池中的穩水消波格柵，可有 效的降低消力池內的水面波動，並增加消能效率；布置於下遊隧洞進口前的穩水消波格柵， 能夠有效降低水面波動，確保水面平穩，且起到消窩梁的作用，降低了吸氣漩渦發生的可能 性。

圖1是本實用新型平面布置圖。圖2是本實用新型剖面圖。圖3是本實用新型水流流態示意圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，為改進輸水工程洞內消力池的消能效率，經過理論分析，並通過 試驗驗證，提出了「消力池+差動式尾坎+穩水消波格柵」消能組合形式，很好的達到了消 能的預期目的。本實施例結構布置在上遊輸水管道1和下遊輸水隧洞9之間，其中上遊輸 水管道1出水口處布置工作閘室2，用於控制洩流量，工作閘室2下遊側依次布置下拋物線 形洩槽3和消力池4，消力池4作為水流消能的主要承載體，其尾部設置差動式尾坎，本例中 差動式尾坎由一組相互間隔的高坎6和低坎7組成，可以滿足不同流量下過坎水流跌落均 較小，所述消力池4內部和下遊輸水隧洞9進水口處設置穩水消波格柵8 (其中位於消力池 內部的穩水消波格柵為一層，位於下遊輸水隧洞進水口處的穩水消波格柵布置成若干層)， 進一步平穩水流，同時降低吸氣漩渦發生的可能性。本實例的水流洩洪流態示意見圖3，簡述如下1)經工作閘室2控制的水流A經洩槽3下洩至消力池4，該段為洩流段H。2)沿洩槽3下洩的水流A，在消力池4中形成旋滾B，達到消能效果，在水流向下遊 行進至消力池4內的穩水消波格柵8時，穩水消波格柵8產生消能降低水面波動的作用，即 在該位置形成水流流態C ；在小流量情況下，利用高坎6在消力池4內形成足夠水深，達到 消能充分的效果，同時由於小流量下遊水位較低，水流在過坎時利用低坎7過流，降低了過 坎前後的水位差E ；在大流量時由於下遊水位較高，高坎6和低坎7處於淹沒狀態，消力池 4消能達到要求，過坎後水位差E也較小。差動式尾坎處形成D水流，並在過坎過程中將大 量氣泡濾出。從洩槽3末端至差動式尾坎末端範圍為消能區I。3)水流D，在坎後水流E仍有一定的水面差，且水流有一定的行進流速，在穩水區 J範圍、下遊輸水隧洞9進水口處布置有穩水消波格柵8，水流波動在穩水消波格柵8的作 用下，波動F得到了有效的降低，形成較為平穩的水面，通過下遊輸水隧洞9將水流下洩即 水流G。此外穩水消波格柵8還有效的降低了下遊輸水隧洞9進口吸氣漩渦的發生。由於輸水量的變化，導致下遊水位即穩水區J的水位變幅較大，而穩水消波格柵8 為固定式，因此為了滿足不同的洩流要求，穩水區J的穩水消波格柵8可根據實際情況布置 多層，以達到穩水消波之要求。消力池4規模尺寸、高坎6和低坎7的高程、消力池4中及穩水區穩水消波格柵8 的布置及型式，是新型的輸水洞洞內消能工設計成敗的關鍵，一般需要經過相關的水力計 算，並經模型試驗研究加以確定。
權利要求1.一種輸水洞洞內消能工結構，具有上遊輸水管道(1)和下遊輸水隧洞(9)，其特徵在 於所述上遊輸水管道(1)出水口處布置工作閘室O)，工作閘室( 下遊側依次布置下拋 物線形洩槽(3)和消力池(4)與下遊輸水隧洞(9)連通，所述消力池內部靠近下遊側 設置穩水消波格柵(8)，尾部設置差動式尾坎。
2.根據權利要求1所述的輸水洞洞內消能工結構，其特徵在於所述下遊輸水隧洞(9) 進水口處設置穩水消波格柵(8)。
3.根據權利要求2所述的輸水洞洞內消能工結構，其特徵在於位於消力池內部 的穩水消波格柵(8)為一層，位於下遊輸水隧洞(9)進水口處的穩水消波格柵(8)布置成 右幹層。
4.根據權利要求1所述的輸水洞洞內消能工結構，其特徵在於所述差動式尾坎由一 組相互間隔的高坎(6)和低坎(7)組成。
專利摘要本實用新型涉及一種輸水洞洞內消能工結構。本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、消能效果好的輸水洞洞內消能工結構，保證不同流量下出池水位的穩定，以達到降低水面波動，確保水面平穩的目的。解決該問題的技術方案是輸水洞洞內消能工結構，具有上遊輸水管道和下遊輸水隧洞，其特徵在於所述上遊輸水管道出水口處布置工作閘室，工作閘室下遊側依次布置下拋物線形洩槽和消力池與下遊輸水隧洞連通，所述消力池內部靠近下遊側設置穩水消波格柵，尾部設置差動式尾坎。本實用新型主要適用於水利水電工程洩洪消能建築物，特別是流速高、上遊水位變幅大的水利水電工程。
文檔編號E02B8/06GK201873973SQ20102061192
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月9日 優先權日2010年11月9日
發明者姜忠見, 戚海峰, 楊志勇, 湯暘, 汪振, 郎玲芳 申請人:中國水電顧問集團華東勘測設計研究院