一种水电站分层取水进水口结构的制作方法

专利2025-05-16  17


本发明涉及水环境治理,尤其涉及一种水电站分层取水进水口结构,主要应用于电站进水口前围挡截流下层异温水体。


背景技术:

1、具有高坝大库的大中型水电工程,其库容大、库水深,使原有天然河道水温在时空分布上发生一定程度的改变,库内水温一般形成垂向温度分层,存在表层温度与底层温度差异较大的问题。而引水发电系统进水口则一般采用深孔取水,因此在某些时段下泄水温与天然河道水温存在较大差异,下泄异温水会对下游生态环境造成一定程度的不利影响。

2、水利水电工程通过设置分层取水措施,控制电站取水高程,改善下泄异温水问题。目前国内外中大型水电工程采用的措施有围挡式(如叠梁门、前置挡墙)和拦河式(如隔水幕墙)。但现有措施存在较多问题,如叠梁门是在进水口门槽内建设,存在无法适应高水位工况、水温恢复效果较差等问题。隔水幕墙是在进水口前端数百米处建设,其为拦河式百米大跨度不透水柔性结构,存在施工难度较大、工程投资较大、影响泄洪和航道通行等问题。

3、现有分层取水措施难以兼顾水温恢复效果、不影响泄洪和航道通行、运行调度便捷及工程投资友好等各方面影响。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水温恢复效果好、不影响泄洪和航道通行、运行调度便捷、造价较低的水电站分层取水进水口结构。

2、本发明的技术方案是:一种水电站分层取水进水口结构,包括柔性结构、垂直于水流方向布置于水库进水口内的多个翼墙,每两个翼墙下端之间设置围挡墙,每两个翼墙上端之间通过能随水位变化为变化的连接装置连接所述柔性结构,所述连接装置在所述柔性结构的高度方向上布设多个,所述柔性结构的下端与所述围挡墙可拆卸连接。

3、上述方案中,优化围挡装置的结构,使其能设置在水库进水口,建设位置不与泄洪通道和航运通道产生交叉,避开泄洪区域和航道运行区域,不影响水库正常泄洪和航道通行。

4、优选的,所述翼墙的两侧内均设有滑槽,且所述翼墙的侧壁上设有与所述滑槽贯通的滑孔;所述连接装置包括滚轴及转动设于所述滚轴两端的滚轮,所述滚轮适配于所述滑槽中,所述柔性结构的端部自所述滑孔伸入与所述滚轴连接。这种结构设计能够随水位变化而自适应变化,且能够根据需要旋转连接装置的材质(如金属材料),减少电子元器件使用,运行期检修便捷、故障率较小、维护费用较低。

5、优选的,所述滑槽的内壁上设有与所述滚轮接触的滑轨。滑轨能够减少与滚轮的滑动摩擦力,使幕布自适应调节效果更好,且滑轨可选型金属材料制成,降低故障率。

6、优选的,所述柔性结构的顶部设有浮箱,所述浮箱靠近所述连接装置设置。通过浮箱这种简单的方式,实现柔性结构的顶部与水位保持一致,无需使用感应水位的感应设备和与感应设备电连接的用于调节水位的电动升降装置等一系列复杂结构,实现更加简单、维护成本更低、可靠性更高。

7、优选的,所述柔性结构的底部设有配重链,所述柔性结构与围挡墙连接的位置高于所述配重链。配重链能使柔性结构的下端始终保持下垂,能减少底部异温水泄漏。

8、优选的,所述柔性结构通过锚钉与所述围挡墙可拆卸连接。一方面,锚钉安装方便,能与混凝土的围挡墙稳固连接,有效固定柔性结构,另一方面,拆卸后能够调节柔性结构固定的长度。

9、优选的,所述柔性结构包括幕布、位于所述幕布顶部或上方的第一牵引绳、横向位于所述幕布上的多个第二牵引绳和纵向位于所述幕布上的多个第三牵引绳,多个所述第二牵引绳与第一牵引绳平行,多个所述第三牵引绳与翼墙平行,所述第二牵引绳和第一牵引绳的两端均连接有所述连接装置,所述第三牵引绳与所述围挡墙可拆卸连接。第一牵引绳、第二牵引绳和第三牵引绳横纵布置形成幕布的加强筋,保证柔性的幕布随水位变化为形态变化,且具有承载受力的能够,保障结构安全。

10、为减缓水流冲击力,所述翼墙的迎水面为圆弧面。

11、优选的,所述水电站分层取水进水口结构还包括横跨于水库的混凝土立墙,所述混凝土立墙上开设有流水孔,每个所述翼墙与混凝土立墙之间均连接有连接桥。

12、优选的,所述水电站分层取水进水口结构还包括滑动设于所述连接桥上的架体及升降于所述架体上的检修设备。设置连接桥给检修设备提供安装平台,实现进水口结构中各部件的检修,且所述架体在连接桥上滑动设置,增加检修的作业范围。

13、与相关技术相比,本发明的有益效果为:

14、一、所述水电站分层取水进水口结构设置在水库进水口,并在水库内设置围挡墙,不改造进水口构筑物,对进水口引水管道内流场及流态影响较小,不影响机组正常运行发电;

15、二、优化围挡装置的结构,使其能设置在水库进水口,建设位置不与泄洪通道和航运通道产生交叉,避开泄洪区域和航道运行区域,不影响水库正常泄洪和航道通行;

16、三、所述水电站分层取水进水口结构的下端通过围挡墙形成刚性围挡,在进水口前端形成稳固承载主体,保证围挡装置安全可靠,且可拦挡底部水流与泥沙,减少泥沙对柔性结构的影响;

17、四、所述水电站分层取水进水口结构的上端通过柔性结构形成柔性围挡,并通过连接装置使柔性结构随水位变幅而自适应调节表层高温水取水深度,且围挡装置靠近进水口设置,对下泄水温恢复效果较好,运行调度便捷;

18、五、本发明长期水下运行,主要零部件(如连接装置、滑轨等)采用金属机械结构,较少采用电子电气化设备,运行期检修便捷、故障率较小、维护费用较低;

19、六、翼墙、围挡墙为钢筋混凝土,与幕布结合,使进水口前端围挡工程量较小,工程整体建设投资较低。



技术特征:

1.一种水电站分层取水进水口结构,包括柔性结构(15),其特征在于,还包括垂直于水流方向布置有多个的翼墙(3),每两个翼墙(3)下端之间设置围挡墙(1),每两个翼墙(3)上端之间通过能随水位变化为变化的连接装置(9)连接所述柔性结构(15),所述连接装置(9)在所述柔性结构(15)的高度方向上布设多个,所述柔性结构(15)的下端与所述围挡墙(1)可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的水电站分层取水进水口结构,其特征在于,所述翼墙(3)的两侧内均设有滑槽(8),且所述翼墙(3)的侧壁上设有与所述滑槽(8)贯通的滑孔(16);所述连接装置(9)包括滚轴(13)及转动设于所述滚轴(13)两端的滚轮(14),所述滚轮(14)适配于所述滑槽(8)中,所述柔性结构(15)的端部自所述滑孔(16)伸入与所述滚轴(13)连接。

3.根据权利要求2所述的水电站分层取水进水口结构,其特征在于,所述滑槽(8)的内壁上设有与所述滚轮(14)接触的滑轨(12)。

4.根据权利要求1所述的水电站分层取水进水口结构,其特征在于,所述柔性结构(15)的顶部设有浮箱(7),所述浮箱(7)靠近所述连接装置(9)设置。

5.根据权利要求1所述的水电站分层取水进水口结构,其特征在于,所述柔性结构(15)的底部设有配重链(11),所述柔性结构(15)与围挡墙(1)连接的位置高于所述配重链(11)。

6.根据权利要求1所述的水电站分层取水进水口结构,其特征在于,所述柔性结构(15)通过锚钉(10)与所述围挡墙(1)可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的水电站分层取水进水口结构,其特征在于,所述柔性结构(15)包括幕布(2)、位于所述幕布(2)顶部或上方的第一牵引绳(4)、横向位于所述幕布(2)上的多个第二牵引绳(5)和纵向位于所述幕布(2)上的多个第三牵引绳(6),多个所述第二牵引绳(5)与第一牵引绳(4)平行,多个所述第三牵引绳(6)与翼墙(3)平行,所述第二牵引绳(5)和第一牵引绳(4)的两端均连接有所述连接装置(9),所述第三牵引绳(6)与所述围挡墙(1)可拆卸连接。

8.根据权利要求1所述的水电站分层取水进水口结构,其特征在于,所述翼墙(3)的迎水面为圆弧面。

9.根据权利要求1所述的水电站分层取水进水口结构,其特征在于,还包括横跨于水库的混凝土立墙(19),所述混凝土立墙(19)上开设有流水孔,每个所述翼墙(3)与混凝土立墙(19)之间均连接有连接桥(17)。

10.根据权利要求1所述的水电站分层取水进水口结构,其特征在于,还包括滑动设于所述连接桥(17)上的架体(20)及升降于所述架体(20)上的检修设备(18)。


技术总结
本发明提供一种水电站分层取水进水口结构。所述水电站分层取水进水口结构包括柔性结构、垂直于水流方向布置于水库进水口内的多个翼墙,每两个翼墙下端之间设置围挡墙,每两个翼墙上端之间通过能随水位变化为变化的连接装置连接所述柔性结构,所述连接装置在所述柔性结构的高度方向上布设多个,所述柔性结构的下端与所述围挡墙可拆卸连接。本发明的围挡装置设置在水库进水口,建设位置不与泄洪通道和航运通道产生交叉,避开泄洪区域和航道运行区域,不影响水库正常泄洪和航道通行。

技术研发人员:张琦,黄膺翰,肖武,覃玉兰,徐永新
受保护的技术使用者:中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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