[實用新型]多級豎井旋流聯(lián)合消能結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320019527.X
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN203034428U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 賀威;南洪
• 申請（專利權）人: 中國水電顧問集團西北勘測設計研究院
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張培勛

技術領域

本實用新型涉及水利水電工程及水力消能領域，是多級豎井旋流聯(lián)合消能結構。

背景技術

旋流消能是利用水流在豎井或水平管道內作旋轉運動，使水流與邊壁的摩阻效應大大加強，流程顯著增加，增大水流沿程損失，并通過不同流向水流的摻和，達到削減水流能量的目的，目前工程應用的有豎井旋流、水平旋流兩種消能結構。豎井旋流消能結構是利用豎井起旋室，把進水口水流水平向流速轉變?yōu)樾髫Q井內切向流速，增大水流在豎井內的沿程損失，并利用水流在豎井底部水平向旋轉流速和豎直向流速的摻和，達到消減水能目的的消能結構。

在豎井旋流消能結構中，豎井高度對豎井旋流的消能率影響比較大。若豎井高度比較小，則豎井內水體由重力勢能轉化的豎向動能較小，使水體在豎井底部摻和不夠充分，消能率較小；若豎井高度比較大，則會使豎井內水體的水平向旋轉流速因空氣阻力作用而降低，也會使水體在豎井底部摻和不夠充分，消能率變小。并且在豎井旋流消能結構中，由于單一豎井的消能率基本為一定值，隨作用水頭的增加，退水洞內尾水的流速也會增加，對退水洞的結構安全產(chǎn)生不利影響，因此單一豎井旋流消能結構適應高度范圍受到很大限制。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種多級豎井旋流聯(lián)合消能結構，是將多個豎井旋流消能井首尾相接，組合成一種新型的多級豎井旋流消能結構。

本實用新型的技術方案是多級豎井旋流聯(lián)合消能結構，包括進口段、若干豎井旋流段、若干連接段和退水段，其特征是：進口段的輸出端與第一級豎井旋流段的輸入端直接導通，第一級豎井旋流段通過一段連接段與第二級豎井旋流段導通，其后相鄰兩級豎井旋流段之間都通過一段連接段導通，直至末級豎井旋流段，末級豎井旋流段的輸出端直接與退水段導通。

所述的每級豎井旋流段把豎井工作總水頭高度分為N個單豎井適用的工作水頭高度，豎井旋流段的數(shù)量為N，則連接段的數(shù)量為N-1。

所述的進口段是連通進水口和豎井的管道。

所述的豎井旋流段是主要的消能結構，是一個豎直的筒形管道，其上部是豎井中水流的入口，下部是豎井中水流的出口。

所述的連接段是連接上、下兩級豎井的管道。

所述的退水段是最后一級豎井的出口管道。?

本實用新型的特點是：（1）泄洪消能率高。由于每級豎井旋流消能井消減水能基本相同，多級聯(lián)合后，與單一豎井相比，消減水能成倍增加，總體消能率有較大提高。

（2）工作水頭高度適應范圍加大。多級豎井聯(lián)合消能結構突破了單一豎井水頭高度的限制，能有效解決高水頭泄洪消能問題。

（3）布置靈活。每級消能豎井在平面位置的選擇上有很大靈活性，可以避開不利地形地質條件及其他建筑物，空間適應性好。

（4）節(jié)省投資。由于多級豎井聯(lián)合消能結構消能率高，末端水流流速小，退水洞可以和導流洞結合，從而可以節(jié)省工程投資。

（5）可定型設計。由于多級豎井聯(lián)合消能結構各級豎井體形基本相同，可以進行定型設計和施工，能減少設計成本和縮短建設工期。

附圖說明

下面將結合圖例對本實用新型作進一步的說明：

圖1是多級豎井旋流聯(lián)合消能結構的平面結構示意圖；

圖2是多級豎井旋流聯(lián)合消能結構的剖面結構示意圖。

圖中：1、進口段；2、豎井旋流段；3、連接段；4、退水段。

具體實施方式

多級豎井旋流聯(lián)合消能結構，是將多個豎井旋流消能井首尾相接，組合成一種新型的多級豎井旋流消能結構。本結構適用的工作總水頭范圍沒有上限要求，可把工作總水頭分為多個單豎井適用的工作水頭，由多級豎井消能。在布置上比較靈活，不受進出水流方向的限制。每級豎井可采用基本相同的體形，可標準化定型設計和施工。

如圖1和圖2所示，進口段1的輸出端與第一級豎井旋流段2的輸入端直接導通，第一級豎井旋流段2通過一段連接段3與第二級豎井旋流段2導通。其后相鄰兩級豎井旋流段2之間都通過一段連接段3導通，直至第N級豎井旋流段2。豎井旋流段2的數(shù)量為N，則連接段3的數(shù)量為N-1。第N級豎井旋流段2的輸出端直接與退水段4導通。使水流經(jīng)前一級豎井消除部分能量后，保持必要的起旋流速進入下一級豎井，再次消能，直至水流進入退水段4。

進口段1是連通進水口和豎井的管道，其作用是通過閘門引入要求流量的水流，通過進口段的調整，使水流以一定的角度和速度進入豎井。