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1、浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 电电 站站2007年年7月月第二篇第二篇 引水建筑物引水建筑物调压室调压室水击与调节保证计算水击与调节保证计算水电站压力管道水电站压力管道水电站引水道建筑物水电站引水道建筑物水电站进水口建筑物水电站进水口建筑物 浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 水电站进水口建筑物水电站进水口建筑物 q 主要内容n进水口的功用和要求进水口的功用和要求n进水口的防沙、防污和防冰进水口的防沙、防污和防冰n有压进水口的类型及适用条件有压进水口的类型及适用条件n有压进水口的位置高程及尺寸有压进水口的位置高程及尺寸n有压进水
2、口的主要设备有压进水口的主要设备n无压进水口及沉沙池无压进水口及沉沙池n进水口运行中存在的问题进水口运行中存在的问题浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 进水口的功用和要求进水口的功用和要求一、功用：是水电站水流的进口，按照发电要求将水引入水电站的引水道。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 进水口的防沙、防污和防冰进水口的防沙、防污和防冰一、防沙v所需的泥沙资料：推移质和悬移质的含量，颗粒硬度，容重及其运动规律。v防沙设计应恰当估计治理泥沙来源措施的实效，充分考虑上下游梯级电站的相互影响，以及统筹规划水库防淤和进水口防沙问题。v防沙措施
3、有：导(将泥沙导离进水口)、拦(将泥沙阻拦在进水口前缘)、排(将进水口前的泥沙排往下游)、沉(将越过进水口的泥沙沉淀在沉沙池内)和冲(将沉沙池内的泥沙冲往下游)。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 有压进水口的类型和适用条件有压进水口的类型和适用条件隧洞式进水口隧洞式进水口墙式进水口墙式进水口塔式进水口塔式进水口坝式进水口坝式进水口浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 有压进水口的位置、高程及尺寸有压进水口的位置、高程及尺寸 一、位置一、位置v原则原则：水流平顺、对称，不
4、发生回流和漩涡，：水流平顺、对称，不发生回流和漩涡，不出现淤积，不聚集污物，泄洪时仍能正常进不出现淤积，不聚集污物，泄洪时仍能正常进水。进水口后接压力隧洞，应与洞线布置协调水。进水口后接压力隧洞，应与洞线布置协调一致，要选择地形、地质及水流条件均较好的一致，要选择地形、地质及水流条件均较好的位置。位置。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 等于洞径等于洞径D，门高略大于洞径门高略大于洞径D。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ ；v渐变段的长度：一般为隧洞直径的渐变段的长度：一般为隧洞直径的1.52.0倍；侧倍；侧面收缩角为面收缩角为68
5、为宜，一般不超过为宜，一般不超过10。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 有压进水口的主要设备有压进水口的主要设备一、拦污设备一、拦污设备(trash rack或或trash screen)1.作用作用：防止有害污物、漂浮物等进入进水口，影：防止有害污物、漂浮物等进入进水口，影响过水能力。响过水能力。2.布置布置：平面倾斜：倾角一般为平面倾斜：倾角一般为60-70。过水断面大，易。过水断面大，易于清污，适用于洞式、岸墙式。于清污，适用于洞式、岸墙式。平面直立：适用塔式、坝式。平面直立：适用塔式、坝式。多边形：适用坝式水口。多边形：适用坝式水口。浙江水专国家精品课程
6、浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 过栅流速：过栅流速：v 1m/s(2) 栅条间距栅条间距b：根据水轮机的型式确定。根据水轮机的型式确定。 HL：b=D1/30 ZL: b=D1/20 CJ: b=d/5(3) 拦污栅与进水口之间的距离不小于拦污栅与进水口之间的距离不小于D（洞径或洞径或管道直径）管道直径）(4) 设计荷载：按设计荷载：按45m水头的水压力设计。超过水头的水压力设计。超过45m时，自动停机。时，自动停机。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ gate)v作用：作用：紧急情况下切断水流，以防事故扩大。紧急情况下切断水流，以防事故扩大。v运用
7、要求：运用要求：动水中快速动水中快速(12min)关闭，静水中关闭，静水中开启。开启。v布置方式布置方式：一般为平板门。一口、一门、一机：一般为平板门。一口、一门、一机(固定卷扬启闭机固定卷扬启闭机)，以便随时操作。，以便随时操作。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ gate)：v作用：作用：设在工作闸门上游侧，检修事故闸门和及设在工作闸门上游侧，检修事故闸门和及其门槽时用以堵水。其门槽时用以堵水。v运用要求：运用要求：静水中启闭。静水中启闭。v布置方式：布置方式：平板闸门，几个进水口共用一套检修平板闸门，几个进水口共用一套检修闸门，启闭可用移动式或临时启闭设备，
8、平时检闸门，启闭可用移动式或临时启闭设备，平时检修闸门存放在储门室内。修闸门存放在储门室内。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ hole)v位置：有压进水口的事故闸门之后位置：有压进水口的事故闸门之后v作用：引水道充水时用以排气，事故闸门紧急关作用：引水道充水时用以排气，事故闸门紧急关闭放空引水道时，用以补气以防出现有害真空。闭放空引水道时，用以补气以防出现有害真空。v面积面积=最大进气流量最大进气流量/允许进气流速允许进气流速Vav露天式管道进水口，露天式管道进水口，Va一般取一般取3050m/s，坝内管坝内管道和隧洞：道和隧洞：Va取取7080m/s。v规范：
9、通气孔面积可取管道面积的规范：通气孔面积可取管道面积的5%左右。左右。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ valve)v作用：作用：开启闸门前向引水道充水，平衡闸门前后开启闸门前向引水道充水，平衡闸门前后水压，以便在静水中开启闸门，从而减小启门力。水压，以便在静水中开启闸门，从而减小启门力。v尺寸：尺寸：根据充水容积、下游漏水量及要求的充水根据充水容积、下游漏水量及要求的充水时间来确定。时间来确定。v位置：位置：设置在坝内廊道。坝式进口设旁通管，管的上游通至上设置在坝内廊道。坝式进口设旁通管，管的上游通至上游坝面，下游至事故闸门之后，旁通管穿过坝体廊道，游坝面，下
10、游至事故闸门之后，旁通管穿过坝体廊道，并在廊道内设充水阀。并在廊道内设充水阀。设置在平板门上。设置在平板门上。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 无压进水口及沉沙池无压进水口及沉沙池 一、无压进水口一、无压进水口浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ basin) 浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 3、连续冲洗式沉沙池的布置、连续冲洗式沉沙池的布置组成：引渠、上游连接段、工作段、下游连接段、组成：引渠、上游连接段、工作段、下游连接段、旁侧溢流
11、堰、排沙廊道系统。旁侧溢流堰、排沙廊道系统。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 。为了防止淤堵，该段应设置冲沙廊道。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 2.泥沙问题泥沙问题 3.气锤问题气锤问题 4.漩涡问题漩涡问题 5.冰冻问题冰冻问题 第七节第七节 进水口运行中存在的问题进水口运行中存在的问题浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ v从已建水电站的运行情况来看，不论是低坝还是从已建水电站的运行情况来看，不论是低坝还是高坝进水口，凡是没有防沙设施或防沙措施不力高坝进水口，凡是没有防沙设施或防沙措施不力的，都
12、不同程度地存在着泥沙的，都不同程度地存在着泥沙(sediment)问题，如问题，如进水口淤积、过水部件磨损、厂房管路堵塞等。进水口淤积、过水部件磨损、厂房管路堵塞等。v即使是深孔式进水口，如果不采取有力的防沙措即使是深孔式进水口，如果不采取有力的防沙措施，致使淤积高程高于进水孔底板高程的情况也施，致使淤积高程高于进水孔底板高程的情况也很常见。很常见。v随着淤积的发展，进入水轮机的泥沙逐渐增多，随着淤积的发展，进入水轮机的泥沙逐渐增多，水轮机的磨损也日益加重。此外，厂房的管路堵水轮机的磨损也日益加重。此外，厂房的管路堵塞还会造成厂房内的水力量测系统失灵，冷却器塞还会造成厂房内的水力量测系统失灵，
13、冷却器失效，影响机组的正常运行。失效，影响机组的正常运行。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 对泥沙问题估计不足。对泥沙问题估计不足。在防沙规划思想上，寄希望于上游高坝大库的建设，在防沙规划思想上，寄希望于上游高坝大库的建设，希望能拦截部分泥沙。但实际上即使上游有高坝大希望能拦截部分泥沙。但实际上即使上游有高坝大库，拦沙总有一定年限，迟早还是要排沙。库，拦沙总有一定年限，迟早还是要排沙。河流泥沙帐没有算清。对泥沙来量和库区淤积形态河流泥沙帐没有算清。对泥沙来量和库区淤积形态估计不足，致使防沙设施不完全，进水口高程欠妥。估计不足，致使防沙设施不完全，进水口高程欠妥。
14、进水口位置选择不当，容易造成泥沙聚集。如澄碧进水口位置选择不当，容易造成泥沙聚集。如澄碧河水电站建在山沟出口处，又未采取防沙措施，致河水电站建在山沟出口处，又未采取防沙措施，致使进水口前泥沙淤积使进水口前泥沙淤积34米。米。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ drop hammer，jack hammer)，又称气，又称气浪，是压力水道中剧烈波动的压缩气体由进水口浪，是压力水道中剧烈波动的压缩气体由进水口通道冲出而发出的喷水现象，喷出的水柱高达通道冲出而发出的喷水现象，喷出的水柱高达10多米，破坏力极大，影响电站的运行。多米，破坏力极大，影响电站的运行。v在被调查
15、的在被调查的51座电站中，有座电站中，有21座电站不同程度地座电站不同程度地发生过气锤喷水，有的接连发生。发生过气锤喷水，有的接连发生。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 压力水道中混入空气。而空气的混入一是因为进水压力水道中混入空气。而空气的混入一是因为进水口低水位运行，淹没深度不够，空气随水流进入管口低水位运行，淹没深度不够，空气随水流进入管道；二是因为管道充水过快，管内的空气来不及排道；二是因为管道充水过快，管内的空气来不及排出。由于空气被不稳定的水流囊括，压缩到一定程出。由于空气被不稳定的水流囊括，压缩到一定程度，高压气囊便从进水口的各种通道喷射而出。度，
16、高压气囊便从进水口的各种通道喷射而出。v气锤的防止气锤的防止： 保证足够的淹没深度，进流要具有良好的流态，应保证足够的淹没深度，进流要具有良好的流态，应提出进水口闸门的运行方式和管道充水要求，供运提出进水口闸门的运行方式和管道充水要求，供运行单位制定严格的操作程序。行单位制定严格的操作程序。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 进水口地形边界条件差，来流方向与进水口轴进水口地形边界条件差，来流方向与进水口轴线夹角不合理，进水口淹没深度不够，进水口流线夹角不合理，进水口淹没深度不够，进水口流速和尺寸不合理等。前两个因素是至关重要的因速和尺寸不合理等。前两个因素是至关重要的因素，在设计中应给与足够的重视。素，在设计中应给与足够的重视。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 考考 题题1.简述有压进水口的主要型式、各种型式布置特点及适用条件，并说明其位置、高程、轮廓尺寸是如何确定的?2.拦污栅的工作要求?拦污栅的布置设计如何进行?3.沉沙池的工作特点和设计要求?4.无压进水口的运行特点？其位置如何选择？浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/
