《水电站》7 水电站进水口建筑物

浙江水专国家精品课程《水电站》《水电站》2007年7月浙江水专国家精品课程《水电站》《水电站》主要内容进水口的功用和要求进水口的防沙、防污和防冰有压进水口的类型及适用条件有压进水口的位置高程及尺寸有压进水口的主要设备无压进水口及沉沙池进水口运行中存在的问题浙江水专国家精品课程《水电站》、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《水电站》、基本要求要有足够的进水能力。合理安排其位置和高程，水流平顺并有足够的断面尺寸。水质要符合要求。要设置拦污、防冰、拦沙、沉沙及冲沙设备。水头损失小。位置合理，轮廓平顺、流速较小，尽可能减小水头损失。可控制流量。进水口须设置闸门。满足水工建筑物的一般要求。浙江水专国家精品课程《水电站》、分类(按水流条件分)无压：类似于水闸，水流为明流，引取表层水，适用于无压引水式电站。有压：进水口在最低水位以下，水流为有压流，以引深层水为主。适用于坝式、有压引水式、混合式水电站。浙江水专国家精品课程《水电站》、防污和防冰一、防沙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。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。防沙措施有：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《水电站》开敞式和浅孔式进水口防沙问题比较突出，在选择枢纽位置、进行总体布置、设置泄洪建筑物和拟定水库运行方式时，都应把防沙问题放在重要地位予以考虑。深孔式进水口应根据水库地形、库区淤积形态和进水口底板高程等因素考虑排沙设施。如需设置排沙底孔时，其位置和高程的选定应使排沙漏斗足以控制进水口，以满足“门前清”的要求。枢纽排沙或冲沙是防沙的重要环节，所设排沙冲沙建筑物应具有足够的排沙和冲沙能力。多泥沙河流上的大型或重要工程最终选定的进水口防沙设施，应通过水工泥沙试验验证。浙江水专国家精品课程《水电站》、防污所需的资料：污物的来源、种类、数量和漂移规律。多污物河流上的进水口，不宜正对携带污物的主流，并采取导污、排污和拦污等措施，制定有效的清污方法。拦污栅和清污平台的布置应便于清污机操作和污物的清理及运输，并有足够的场地用以临时堆放污物。工程完建和水库蓄水之前必须按有关规定认真进行库区清理以免蓄水后污物涌向进水口。梯级电站排污应考虑对下游电站进水口的影响。多污物河流上进水口的拦污栅上应装置监测压差的仪器，以掌握污物堵塞情况便于及时清理。在拟定水库运行方式时应考虑防污要求。浙江水专国家精品课程《水电站》、防冰设计所需资料：冰期、流冰特征和流冰量、冰块大小和冰层厚度、类似条件下电站进水口的冬季运行资料。防止流冰对建筑物的破坏可采用下列措施：进水口布置应避开流冰的直接撞击；设置导冰和排冰设施；调整水库运行方式，限制流冰的产生。防止静冰压力的破坏可采用下列措施：调节水温，人工或机械破冰，使水面不结冰或使冰盖脱离进水口，以消除冰压力；利用隔板如泡沫板缓冲，以减小冰压力；加固建筑物结构使其足以抵抗冰压力。防止进水口及其设施的冻结可采用下列措施：调节水温，加热设备，建造暖房，设备如拦污栅没入不结冰的水下，定期启闭闸门。浙江水专国家精品课程《水电站》隧洞式进水口墙式进水口塔式进水口坝式进水口浙江水专国家精品课程《水电站》、隧洞式进水口特征：在隧洞进口附近的岩体中开挖竖井，井壁一般要进行衬砌，闸门安置在竖井中，竖井的顶部布置启闭机及操纵室，渐变段之后接隧洞洞身。适用：工程地质条件较好，岩体比较完整，山坡坡度适宜，易于开挖平洞和竖井的情况浙江水专国家精品课程《水电站》《水电站》、墙式进水口特征：进口段、闸门段和闸门竖井均布置在山体之外，形成一个紧靠在山岩上的单独墙式建筑物，承受水压及山岩压力。要有足够的稳定性和强度。适用：地质条件差，山坡较陡，不易挖井的情况。浙江水专国家精品课程《水电站》《水电站》《水电站》《水电站》、塔式进水口特征：进口段、闸门段及其一部框架形成一个塔式结构，耸立在水库中，塔顶设操纵平台和启闭机室，用工作桥与岸边或坝顶相连。塔式进水口可一边或四周进水。适用：当地材料坝、进口处山岩较差、岸坡又比较平缓浙江水专国家精品课程《水电站》《水电站》《水电站》、坝式进水口特征：进水口依附在坝体的上游面上，并与坝内压力管道连接。进口段和闸门段常合二为一，布置紧凑。适用：混凝土重力坝的坝后式厂房、坝内式厂房和河床式厂房。浙江水专国家精品课程《水电站》《水电站》说明：此分类表中的名称与教材中不完全一致。浙江水专国家精品课程《水电站》、高程及尺寸一、位置原则：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位置。浙江水专国家精品课程《水电站》、高程1.顶部高程：进水口顶部高程应低于最低死水位，并有一定的埋深：2.底部高程：进水口的底部高程通常在水库设计淤沙高程以上0.5~1.0m，当设有冲沙设备时，应根据排沙情况而定。dcvscr浙江水专国家精品课程《水电站》、轮廓尺寸组成：一般由进口段、闸门段、渐变段组成。进水口的轮廓应使水流平顺，流速变化均匀，水流与四周侧壁之间无负压及涡流。应根据运行水头和设计流量，考虑孔口流速、闸门尺寸系列和启闭机容量选定，进水口孔口尺寸。进口流速不宜太大，一般控制在1.5m/s左右。有压引水道的进水口，其孔口面积一般不宜小于后接引水道的面积。浙江水专国家精品课程《水电站》、进口段作用是连接拦污栅与闸门段。隧洞进口段为平底，两侧收缩曲线为四分之一圆弧或双曲线，上唇收缩曲线一般为四分之一椭圆。进口段长度没有一定标准，在满足工程结构布置与水流顺畅的条件下，尽可能紧凑。浙江水专国家精品课程《水电站》、闸门段闸门段是进口段和渐变段的连接段，闸门及启闭设备在此段布置。闸门段一般为矩形，事故闸门净过水面积为(1.1~1.25)洞面积；检修闸门孔口与此相等或稍大。门宽B等于洞径D，门高略大于洞径D。浙江水专国家精品课程《水电站》、渐变段矩形闸门段到圆形隧洞的过渡段。通常采用圆角过渡，圆角半径r可按直线规律变为隧洞半径R；渐变段的长度：一般为隧洞直径的1.5~2.0倍；侧面收缩角为6˚~8°为宜，一般不超过10°。浙江水专国家精品课程《水电站》、拦污设备(trashrack或trashscreen)1.作用：防止有害污物、漂浮物等进入进水口，影响过水能力。2.布置：①平面倾斜：倾角一般为60-70˚。过水断面大，易于清污，适用于洞式、岸墙式。②平面直立：适用塔式、坝式。③多边形：适用坝式水口。浙江水专国家精品课程《水电站》《水电站》《水电站》《水电站》《水电站》支承结构：一般金属框架或钢筋混凝土结构；栅片结构：由若干栅片组成，栅片放在支承结构的栅槽中。尺寸为4.5×2.5m(高×宽)4.清污及防冻定期清污（人工、机械）注：拦污栅框架顶部应高出需要清污时的相应水库水位浙江水专国家精品课程《水电站》(1)过栅流速：v≯1m/s(2)栅条间距b：根据水轮机的型式确定。HL：b=D1/30ZL:b=D1/20CJ:b=d/5(3)拦污栅与进水口之间的距离不小于D（洞径或管道直径）(4)设计荷载：按4~5m水头的水压力设计。超过4~5m时，自动停机。浙江水专国家精品课程《水电站》、闸门及启闭设备1.工作闸门(事故闸门)(emergencygate)作用：紧急情况下切断水流，以防事故扩大。运用要求：动水中快速(1~2min)关闭，静水中开启。布置方式：一般为平板门。一口、一门、一机(固定卷扬启闭机)，以便随时操作。浙江水专国家精品课程《水电站》(bulkheadgate)：作用：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。运用要求：静水中启闭。布置方式：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，平时检修闸门存放在储门室内。浙江水专国家精品课程《水电站》、通气孔及充水阀1.通气孔(airhole)位置：有压进水口的事故闸门之后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。面积=最大进气流量/允许进气流速Va露天式管道进水口，Va一般取30~50m/s，坝内管道和隧洞：Va取70~80m/s。规范：通气孔面积可取管道面积的