[發(fā)明專利]一種低水頭河床式樞紐電站進水口的排沙系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410076729.7
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN103882839A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武彩萍;李遠發(fā);趙連軍;吳國英;陳俊杰;劉剛森;江恩慧;宋莉萱;朱超;任艷粉;王嘉儀;羅立群;史海英;耿莉;張林波;朱智偉
• 申請（專利權(quán)）人: 黃河水利委員會黃河水利科學(xué)研究院
• 主分類號: E02B9/04
• 分類號: E02B9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種水電站進水口排除粗顆粒泥沙技術(shù)，尤其涉及一種采用不等寬的變寬窄縫式排沙廊道進行排沙的技術(shù)，屬于水利工程領(lǐng)域，IPC國際專利分類號為E02B9/00，E02B9/04，E02B1/00。

背景技術(shù)：

在多沙河流上，泥沙磨損對水輪機造成的破壞作用是非常嚴(yán)重的。對于高水頭樞紐，設(shè)置排沙底孔或泄洪排沙洞是減少粗沙過機的有效措施。排沙底孔一般布置在電站進水口的下部，利用泄洪在電站進水口前形成沖刷漏斗，減少粗沙過機。對于低水頭河床式樞紐，排沙底孔布置在電站進水口下部比較困難，布置在電站進水口兩側(cè)，沖刷漏斗范圍較小，難以達到理想的排沙效果。再加之該類型電站進水口前緣一般比較長，單個排沙孔根本無法實現(xiàn)其目的，沿進水口前緣設(shè)置多個排沙孔又難以布置。八盤峽水電站在電站機組進口段底板上廊道頂部設(shè)置等寬縫隙排沙，運行結(jié)果表明，口門流速小，拉沙孔過流能力小，拉沙范圍不大，且在廊道中容易產(chǎn)生淤堵。

發(fā)明內(nèi)容：

針對低水頭河床式樞紐電站進水口排沙設(shè)施布置難，且難以達到理想的排沙效果等問題，發(fā)明人經(jīng)過理論設(shè)計和大量的水工模型試驗，設(shè)計了一種采用變寬窄縫式排沙廊道的排沙系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種低水頭河床式樞紐電站進水口的排沙系統(tǒng)，包括攔沙坎、輸沙廊道和壩基排沙洞，所述壩基排沙洞布置在所述電站進水口的右側(cè)，所述壩基排沙洞上設(shè)有排沙洞檢修門和排沙洞工作門；在所述電站進水口的平坡段的末端全線布設(shè)所述攔沙坎，在所述攔沙坎前布設(shè)所述輸沙廊道，所述輸沙廊道與所述壩基排沙洞相連，在所述輸沙廊道頂部設(shè)有水平縫排沙口，所述水平縫排沙口的寬度從上游開始逐漸變窄，所述輸沙廊道的橫斷面從上游開始逐漸增大。

本發(fā)明的排沙系統(tǒng)，具有以下幾項發(fā)明點：

(1)攔沙坎與輸沙廊道配合使用，起到了截沙槽的作用，防止粗沙進入電站進水口；

(2)首次采用變寬窄縫式輸沙廊道，即輸沙廊道頂部的水平縫排沙口從上游開始逐漸由寬變窄，而輸沙廊道從上游開始逐漸增大，兩者互相配合，可以在攔沙坎前形成一個長條狀的沖刷漏斗，真正達到了電站進水口前“門前清”的排沙效果。

(3)現(xiàn)有的輸沙廊道和排沙口設(shè)置在電站進水口的斜坡段，靠近電站的入口，此處雖然流速大，沖刷力強，但由于水流進入斜坡段流速突然增大，不利于粗顆粒泥沙的沉淀，而且離入口近，導(dǎo)致大量粗顆粒泥沙進入電站。本發(fā)明的攔沙坎和輸沙廊道，設(shè)置在電站進水口的平坡段的末端，即進水口由平坡段即將變?yōu)樾逼露蔚奈恢茫欣诖诸w粒泥沙的沉淀淤積、排出。

本發(fā)明的排沙系統(tǒng)，原理簡單，施工方便，耗水量小，能夠防止電站長久運行后淤沙進入機組流道，排沙效果顯著。

附圖說明：

圖1、本發(fā)明的排沙系統(tǒng)的平面布置圖

圖2、本發(fā)明采用的變寬窄縫式排沙廊道的縱斷面圖

圖3、本發(fā)明采用的變寬窄縫式排沙廊道的剖面圖

圖中，1為電站進水口，2為攔沙坎，3輸沙廊道，4為水平縫排沙口，5為壩基排沙洞，6、排沙洞檢修門，7為排沙洞工作門，8為電站入口。

具體實施方式：

下面結(jié)合實施例和附圖1-3對本發(fā)明作進一步說明：

本發(fā)明的低水頭河床式樞紐電站進水口的排沙系統(tǒng)，包括攔沙坎2、輸沙廊道3和壩基排沙洞5，所述壩基排沙洞5布置在所述電站進水口1的右側(cè)，所述壩基排沙洞5上設(shè)有排沙洞檢修門6和排沙洞工作門7；在所述電站進水口1的前緣全線布設(shè)所述攔沙坎2，在所述攔沙坎2前布設(shè)所述輸沙廊道3，所述輸沙廊道3與所述壩基排沙洞5相連，在所述輸沙廊道3頂部設(shè)有水平縫排沙口4，所述水平縫排沙口4的寬度從上游開始逐漸變窄，所述輸沙廊道3的橫斷面從上游開始逐漸增大。

攔沙坎2和輸沙廊道3應(yīng)當(dāng)布置在電站進水口的平坡段，本發(fā)明優(yōu)選平坡段的末端處，即進水口由平坡段即將變?yōu)樾逼露蔚奈恢茫遥瑸榱吮ＷC建筑物的穩(wěn)定及最好的水力條件，攔沙坎2應(yīng)當(dāng)設(shè)在平坡段與斜坡段交界線的上游0.5-2米處，此處的水流條件，有利于粗顆粒泥沙的淤積，也有利于水平縫排沙口沖沙。由于輸沙廊道3頂部的水平縫排沙口4，帶狀縫隙水流在排沙廊道內(nèi)形成結(jié)構(gòu)紊亂的渦流，大大增強了水流的挾沙能力，使淤積在排沙廊道及周邊區(qū)域的泥沙迅速排空，從而在電站進水口前沿攔沙坎形成一長條狀的沖刷漏斗，以確保淤沙無法進入機組流道。其中，輸沙廊道3和水平縫排沙口4的尺寸可結(jié)合電站總體規(guī)模，以及河流的來水來沙條件，由常規(guī)設(shè)計、計算手段確定。