[發明專利]折線進口型洞塞消能工

無效

• 申請號: 201110223503.1
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102322047A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 許唯臨;王韋;劉善均;田忠;張建民;曲景學;鄧軍;張法星;李乃穩
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: E02B9/06
• 分類號: E02B9/06;E02B8/06
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 黃幼陵;馬新民

技術領域

本發明屬于水利水電工程中使用的消能設施，特別涉及一種用于有壓泄洪洞消能的洞塞消能工。

背景技術

Samuel?O.Russell等在1967年公開了一種利用水流的突縮突擴造成水頭損失進行消能的方法(參見Samuel?O.Russell，James?W.Ball.Sudden-enlargement?energy?dissipator?for?Mica?dam.Journal?of?the?hydraulics?division?ASCE，7(1967)：41～56)，此種結構的消能工結構復雜，施工工程量大，只適用于運行水頭低、運行流量小的工程，當水頭超過100m后，消能工本身易空蝕破壞。

中國專利ZL200610021207.2公開了一種洞塞消能工，所述洞塞消能工包括臺階洞塞和收縮洞塞，雖然較好地解決了高水頭下泄洪洞內的消能問題，但當洞塞前的水流空化數較小時(即洞塞進口前壓力小、流速大的情況)，其洞塞進口處容易空化，從而造成洞塞本身的破壞。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種改進的洞塞消能工，以提高洞塞進口的抗空化性能，延長使用壽命，使大流量、高水頭泄洪洞的消能效果更好。

本發明針對洞塞消能工進口段易空化的問題，設計了一種用于有壓泄洪洞的折線進口型洞塞消能工。所述折線進口型洞塞消能工由洞塞基體和洞塞基體內所設置的過流孔組成，其過流孔由兩個前端大于后端且錐度不同的收縮圓錐臺形孔連接而成，在前的收縮圓錐臺形孔的出口是在后的收縮圓錐臺形孔的進口。

本發明通過實驗、理論分析和數值模擬方法對洞塞的進口直徑、出口直徑和長度進行了優選，洞塞的總長L₀＝0.6D₀～2.5D₀，在前的收縮圓錐臺形孔的進口直徑D₁＝0.6D₀～1.0D₀，在前的收縮圓錐臺形孔的進口直徑D₁與其出口直徑D₂之比為D₁/D₂＝1.05～1.3，在前的收縮圓錐臺形孔的長度L₁＝0.1L₀～0.4L₀，在后的收縮圓錐臺形孔的進口直徑D₂與其出口直徑D₃之比為D₂/D₃＝1.05～1.4，所述各式中的D₀為泄洪洞的洞徑。本發明所述折線進口型洞塞消能工用常規混凝土制作。

本發明所述折線進口型洞塞消能工在有壓泄洪洞消能中應用，使用時，將至少一個折線進口型洞塞消能工設置在有壓泄洪洞的下平段。當所述折線進口型洞塞消能工至少為兩個時(即使用兩級或兩級以上消能時)，相鄰消能工之間的間距至少為2D₀，所述D₀為泄洪洞的洞徑。

本發明具有以下有益效果：

1、抗空化性能好，實驗表明在實施例4所述大流量，高水頭工作條件下，三級折線進口型洞塞消能工的各處均沒有產生空化。而在相同的工作條件下，采用中國專利ZL200610021207.2所述的洞塞消能工，洞塞進口出現了弱空化。

2、能適應大流量，高水頭工作條件，如實施例4中的上游水位為1845m，下游水位為1705m，水頭為140m，該水位下的泄流量為1480m³/s。

3、消能效果好，例如實施例4中，第一個折線進口型洞塞消能工前的測壓管水頭為1763m(指高程，下同)，經過三級折線進口型洞塞消能工消能后，測壓管水頭降為1722m，消掉了41m的水頭，三級折線進口型洞塞消能工的消能率達28.3％。

4、由于制作材料為常規混凝土，因而造價低廉。

5、結構簡單，因而便于制作。

6、直接在泄洪洞內施工，無需大規模挖、填方，因而施工方便。

附圖說明

圖1是本發明所述折線進口型洞塞消能工的一種結構示意圖；

圖2是圖1的A-A剖視圖；

圖3是在某大型電站的泄洪洞使用三級折線進口型洞塞消能工的一種布置示意圖，該圖還表明了所述洞塞消能工與泄洪洞的組裝方式。

圖中，1-洞塞基體、2-在前的收縮圓錐臺形孔、3-在后的收縮圓錐臺形孔、4-泄洪洞、5-第一級折線進口型洞塞消能工、6-第二級折線進口型洞塞消能工、7-第三級折線進口型洞塞消能工。

具體實施方式