水電站課件第6章

1、第六章 水電站進水口 主要內(nèi)容進水口的功用和要求有壓進水口的類型及適用條件有壓進水口的位置高程及尺寸有壓進水口的主要設備無壓進水口及沉沙池第一節(jié) 進水口的功用和要求一、功用：是水電站水流的進口，按照發(fā)電要求將水引入水電站的引水道。二、基本要求要有足夠的進水能力。合理安排其位置和高程，水流平順并有足夠的斷面尺寸。水質(zhì)要符合要求。要設置攔污、防冰、攔沙、沉沙及沖沙設備。水頭損失小。位置合理，輪廓平順、斷面尺寸足夠，流速較小，盡可能減小水頭損失?？煽刂屏髁?。進水口須設置閘門。滿足水工建筑物的一般要求。足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性，結(jié)構簡單，施工方便，造型美觀，造價低廉，便于運行、維護和檢修。三、分類(按

2、水流條件分)無壓進水口：類似于水閘，水流為明流，引取表層水，后接無壓引水道。適用于無壓引水式電站。有壓進水口：進水口在水庫最低水位以下，水流為有壓流，以引深層水為主，后接有壓隧洞或管道。適用于壩式、有壓引水式、混合式水電站。第二節(jié) 有壓進水口的類型和適用條件洞式進水口墻式進水口塔式進水口壩式進水口一、洞式進水口特征：在隧洞進口附近的巖體中開挖豎井，井壁一般要進行襯砌，閘門安置在豎井中，豎井的頂部布置啟閉機及操縱室，漸變段之后接隧洞洞身。適用：工程地質(zhì)條件較好，巖體比較完整，山坡坡度適宜，易于開挖平洞和豎井的情況。隧洞式進水口二、墻式進水口特征：進口段、閘門段和閘門豎井均布置在山體之外，形成一個

3、緊靠在山巖上的單獨墻式建筑物，承受水壓及山巖壓力。要有足夠的穩(wěn)定性和強度。適用：地質(zhì)條件差，山坡較陡，不易挖豎井的情況。 墻式進水口有時可將墻式結(jié)構連同閘門槽依山做成傾斜的，以減少或免除山巖壓力，同時使水壓力部分或全部傳給山巖承受，這種墻式進水口稱為斜臥式進水口。墻式進水口三、塔式進水口特征：進口段、閘門段及其一部框架形成一個塔式結(jié)構，聳立在水庫中，塔頂設操縱平臺和啟閉機室，用工作橋與岸邊或壩頂相連。承受風浪壓力及地震力，須有足夠的強度及穩(wěn)定性。塔式進水口可一邊或四周進水。適用：當?shù)夭牧蠅?、進口處山巖較差、岸坡又比較平緩。塔式進水口塔式進水口四、壩式進水口特征：進水口依附在壩體的上游面上，并與

4、壩內(nèi)壓力管道連接。進口段和閘門段常合二為一，布置緊湊。適用：混凝土重力壩的壩后式廠房、壩內(nèi)式廠房和河床式廠房。壩式進水口第三節(jié) 有壓進水口的位置、高程及尺寸 一、位置 原則：水流平順、對稱，不發(fā)生回流和漩渦，不出現(xiàn)淤積，不聚集污物，泄洪時仍能正常進水。進水口后接引水隧洞時，應與洞線布置協(xié)調(diào)一致，要選擇地形、地質(zhì)及水流條件均較好的位置。二、高程1、頂部高程：進水口頂部高程應低于最低死水位，并有一定的淹沒深度： 2、底部高程：進水口的底部高程通常在水庫設計淤沙高程以上0.51.0m，當設有沖沙設備時，應根據(jù)排沙情況而定。 三、輪廓尺寸組成：一般由進口段、閘門段、漸變段組成。進水口的輪廓應使水流平順

5、，流速變化均勻，水流與四周側(cè)壁之間無負壓及渦流。進口流速不宜太大，一般控制在1.5m/s左右。 1、進口段作用是連接攔污柵與閘門段。隧洞進口段為平底，兩側(cè)收縮曲線常為圓弧，上唇收縮曲線一般用四分之一橢圓。進口段的長度沒有一定標準，在滿足工程結(jié)構布置與水流順暢的條件下，盡可能緊湊。2、閘門段閘門段是進口段和漸變段的連接段，閘門及啟閉設備在此段布置，閘門段長度應滿足它們布置需要并考慮引水道檢修通道的要求。閘門段一般為矩形，事故閘門凈過水面積為(1.11.25)洞面積；檢修閘門孔口與此相等或稍大。門寬B 等于洞徑D，門高略大于洞徑D。3、漸變段矩形閘門段到圓形隧洞的過渡段。通常采用圓角過渡，圓角半徑

6、r可按直線規(guī)律變?yōu)樗矶窗霃絉 。漸變段的長度一般為隧洞直徑的1.52.0倍，側(cè)面收縮角為68為宜，一般不超過10。壩式進水口長度要縮短（為適應壩體結(jié)構要求），進口段與閘門段常合二為一。壩式進水口一般為矩形喇叭口狀，水頭較高，喇叭口開口較小，以減少閘門尺寸及孔口對壩體結(jié)構的影響；水頭較低時，開口較大，以降低水頭損失。進水口中心線可是水平，也可是傾斜，視與壓力管道連接條件而定。第四節(jié) 有壓進水口的主要設備一、攔污設備(trash rack或trash screen) 1、作用 防止有害污物、漂浮物等進入進水口，影響過水能力。 2、布置 (1) 平面傾斜：傾角一般為6070。過水斷面大，易于清污，適

7、用于洞式、岸墻式。 (2) 平面垂直：適用于塔式、壩式。 (3) 多邊形：適用于壩式水口。攔污柵圖片3、結(jié)構 支承結(jié)構：一般金屬框架或鋼筋混凝土結(jié)構； 柵片結(jié)構：由若干柵片組成，柵片放在支承結(jié)構的柵槽中。尺寸為4.52.5m(高寬)4、清污及防凍 定期清污（人工、機械） 注：攔污柵框架頂部應高出需要清污時的相應水庫水位。5、設計(1) 過柵流速：指扣除墩（柱）、橫梁及柵條等各種阻水面積后按凈面積算出的流速，v1m/s(2) 柵條間距b：根據(jù)水輪機的型式確定。 HL：b=D1/30 ZL: b=D1/20 CJ: b=d/5(3) 攔污柵與進水口之間的距離不小于D（洞徑或管道直徑）(4) 設計荷

8、載：按45m水頭的水壓力設計。超過45m時，自動停機。二、閘門及啟閉設備1、 工作閘門（事故閘門）(emergency gate)作用：緊急情況下切斷水流，以防事故擴大。運用要求：動水中快速(12min)關閉，靜水中開啟。布置方式：一般為平板門。一口、一門、一機(固定卷揚啟閉機)，以便隨時操作。2、檢修閘門(bulkhead gate)：作用：設在工作閘門上游側(cè)，檢修事故閘門和及其門槽時用以堵水。運用要求：靜水中啟閉。布置方式：平板閘門，幾個進水口共用一套檢修閘門，啟閉可用移動式或臨時啟閉設備，平時檢修閘門存放在儲門室內(nèi)。三、通氣孔及充水閥1、通氣孔(air hole)位置：有壓進水口的事故閘

9、門之后作用：引水道充水時用以排氣，事故閘門緊急關閉放空引水道時，用以補氣以防出現(xiàn)有害真空。面積=最大進氣流量/允許進氣流速Va 露天式管道進水口，Va一般取3050m/s，壩內(nèi)管道和隧洞：Va取7080m/s。 規(guī)范：通氣孔面積可取管道面積的5%左右。2、充水閥(filling valve)作用：開啟閘門前向引水道充水，平衡閘門前后水壓，以便在靜水中開啟閘門，從而減小啟門力。尺寸：根據(jù)充水容積、下游漏水量及要求的充水時間來確定。位置：設置在壩內(nèi)廊道。壩式進口設旁通管，管的上游通至上游壩面，下游至事故閘門之后，旁通管穿過壩體廊道，并在廊道內(nèi)設充水閥。設置在平板門上。第五節(jié) 無壓進水口及沉沙池 一

10、、無壓進水口一、無壓進水口1、特征、適用條件、作用特征：無壓進水口內(nèi)水流為明流，以引表層水為主。進水口后一般接無壓引水道。適用：適用于無壓引水式電站。作用：控制水量與水質(zhì)，并保證使發(fā)電所需水量以盡可能小的水頭損失進入渠道。2、位置 應布置在河流彎曲段凹岸，利用彎道水流原理取清水。 3、攔污設施 一般均設攔污柵或浮排以攔截漂浮物。 4、攔沙、沉沙、沖沙設施二、沉沙池(Sand basin) 1、位置：位于無壓進水口之后，引水道之前。2、工作原理：加大過水斷面，減小水流的流速及其挾沙能力，使其有害泥沙沉淀在沉沙池內(nèi)，將清水引入引水道。3、設計要點：面積：取決于池中水流平均流速(0.25-0.7m/s),視沙粒徑而定。長度：考慮沉沙效果及工程造價。進口采取分流墻、格柵等措施，使池中水流流速分布均勻，否則池中將在局部地區(qū)沉淀泥沙，而大量有害泥沙將在高速區(qū)通過沉沙池。4、排沙方法水流沖沙 連