[發明專利]要素擴展型閘門控制運用曲線設計及其應用

有效

• 申請號: 201110185301.2
• 申請日: 2011-07-04
• 公開（公告）號: CN102296574A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 羅秉珠;徐婷蘭;李布靂;豐偉;卓麗
• 申請（專利權）人: 廣西電力工業勘察設計研究院
• 主分類號: E02B7/20
• 分類號: E02B7/20
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 王素娥

1.要素擴展型閘門控制運用曲線設計，曲線設計是針對中低水頭水電工程的泄水閘，當天然來水流量小于敞開閘門泄洪，但又大于工程引用流量時，要通過局部提升閘門高度，滿足渲泄多余流量，其特征在于，設計計算主要條件是：

1)不降低水庫的正常蓄水位；

2)泄水閘以局部開啟閘門方式嚴格控制下泄流量，做到只泄多余流量；

3)確保閘下出流均勻平穩，消能工要產生設計所預期的流態——消力戽產生流態為穩定戽流或淹沒戽流。

2.要素擴展型閘門控制運用曲線設計方法，其特征在于，該曲線是閘孔自由出流的要素擴展型閘門控制運用曲線，設計方法如下：

將曲線水力要素擴展后，用四個象限座標反映7條要素關聯曲線，共包含10個要素：

1)第一象限包含三條曲線

將曲線水力要素擴展后，用四個象限座標反映7條要素關聯曲線，共包含10個要素：

第一條曲線——下游水位Z_d～總來水流量Q₀關系曲線：取壩址下游某處的水位Z_d，繪制Z_d～Q₀關系曲線，主要依靠水文實測資料確定；

第二條曲線——水庫水位Z_u～下泄洪水流量Q₀關系曲線：為自由溢流，按樞紐泄水建筑物結構形式，用自由溢流流量計算公式直接計算H₀與Q₀的關系數據，以此作出Z_u～Q₀關系曲線；

第三條曲線——水輪發電機組運行臺數N～下游水位Z_d～發電引用流量Q_e關系曲線：用毛水頭H＝上游水位Z_u-下游水位Z_d，查出廠家所提供的單臺水輪機最大引用流量Q_e1，即可依據該電站實際安裝機組臺數N＝i，及對應的發電引用流量Q_e＝iQ_e1，繪制出N～Z_d～Q_e曲線；

2)第二象限包含二條曲線

第四條曲線——閘門開啟高度(以下簡稱開高)e～過閘單寬流量q的關系曲線：依據堰體結構和閘門類型，逐級變更閘門開啟高度e，由閘孔自由出流過閘單寬流量計算公式直接計算e與q的關系數據，以此作出e～q的關系曲線，式中：μ為閘孔自由出流的流量系數，e為閘門開高；H₀為包括行近流速水頭的閘前水頭，ε為垂直收縮系數；

第五條曲線——產生設計指定流態的下游水位Z_d～過閘單寬流量q～閘門開高e關系曲線：設計流態水位確定：戽流與收縮射流聯合消能工，主要依靠模型試驗實測資料，常規底流消能可用計算方法；

3)第三象限包含一條曲線

第六條曲線——泄水閘承擔下泄流量Q_s～閘門開啟孔數n～過閘單寬流量q關系曲線：應用過閘單寬流量q＝泄水閘承擔下泄洪水流量Q_s/(閘孔凈寬b×參加泄洪閘孔數n)的關系式，繪制n條(n＝1、2、3、…)放射狀相關直線；

4)第四象限包含一條曲線

第七條曲線——總來水流量Q₀～電站機組運行臺數N～泄水閘承擔下泄流量Q_s關系曲線：泄水閘承擔下泄流量Q_s＝總來水流量Q₀-(0～N)臺機組運行引用流量Q_e-其他引出流量Q_f，繪制N～Q₀～Q_s關系曲線；