[發(fā)明專利]一種電站進(jìn)水口分層取水疊梁門裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810798342.0
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108867588B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王才歡;侯冬梅;黃明海;黃國兵;段文剛;楊偉;黃衛(wèi);尹正杰;李利;郭輝;杜蘭;楊金波;胡晗;劉熙;畢勝;向勇;林新志;耿俊;薛阿強(qiáng);殷大聰
• 申請（專利權(quán)）人: 長江水利委員會長江科學(xué)院
• 主分類號: E02B9/04
• 分類號: E02B9/04
• 代理公司: 武漢楚天專利事務(wù)所 42113
• 代理人: 孔敏

本發(fā)明提供一種電站進(jìn)水口分層取水疊梁門裝置，包括攔污柵墩、攔污柵門槽、備用攔污柵門槽、攔污柵，相鄰兩個(gè)攔污柵墩的前端側(cè)壁分別對應(yīng)設(shè)有攔污柵門槽，相鄰兩個(gè)攔污柵墩的后端側(cè)壁分別對應(yīng)設(shè)有備用攔污柵門槽，其特征在于：還包括折線型平板疊梁門，所述折線型平板疊梁門置于所述攔污柵門槽內(nèi)，所述攔污柵置于所述備用攔污柵門槽內(nèi)。本發(fā)明與傳統(tǒng)平板疊梁門相比，在疊梁門擋水高度保持不變的情況下(即改善下游河道生態(tài)環(huán)境的效果不變)，可以減小電站進(jìn)水口段的總水頭損失，提高水電站的發(fā)電效益，本發(fā)明具有較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水利水電建設(shè)開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體是一種電站進(jìn)水口分層取水疊梁門裝置。

背景技術(shù)

隨著水利水電工程的不斷開發(fā)，在帶來巨大綜合效益的同時(shí)，其環(huán)境問題日益突出，受到社會的高度關(guān)注。生態(tài)環(huán)境保護(hù)是目前水利水電工程建設(shè)面臨的敏感性問題，特別是一些高壩水電站建成后，其下泄的低溫水將對下游河道的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響，直接威脅著河道中各種水生生物的生存，在電站進(jìn)水口前設(shè)置分層取水結(jié)構(gòu)是緩解下泄低溫水對下游河道生態(tài)環(huán)境不利影響的有效措施。美國20世紀(jì)60年代就對深水庫電站分層取水進(jìn)行了研究，其中典型的沙斯塔水壩和餓馬水壩實(shí)現(xiàn)分層取水后，有效改善了大壩下泄水溫問題，保護(hù)了下游河道生物種群結(jié)構(gòu)不被破壞。目前國內(nèi)外大型水電站多采用疊梁門分層取水方式，一般將疊梁門放置在攔污柵下游的備用攔污柵門槽內(nèi)，通過調(diào)整疊梁門的擋水高度、使機(jī)組發(fā)電用水盡量從水庫表層獲取，以減輕電站發(fā)電泄水對下游河道生物及水環(huán)境造成的負(fù)面影響，特別是在魚類產(chǎn)卵繁殖期，提高下游河道的水溫猶其重要；但放置疊梁門后將惡化電站進(jìn)水口的水流條件，顯著增加進(jìn)水口段的水頭損失，從而影響電站的發(fā)電效益。在當(dāng)前重視環(huán)境大保護(hù)的前提下，發(fā)電企業(yè)被迫要犧牲一定的經(jīng)濟(jì)利益。比如，某例1水電站總裝機(jī)容量1100MW，如嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境保護(hù)要求的調(diào)度運(yùn)行方式，采用平板疊梁門分層取水后，每年發(fā)電效益損失約2330萬kw.h(中國大部分地區(qū)的魚類產(chǎn)卵繁殖期為3～6月份，按每年90天使用疊梁門、期間75％的機(jī)組發(fā)電考慮，下同)；而某例2水電站總裝機(jī)容量16000MW，采用平板疊梁門分層取水后，每年發(fā)電效益損失將達(dá)14400萬kw.h(同上)。

如圖1所示，對于傳統(tǒng)疊梁門分層取水電站進(jìn)水口，一般以攔污柵墩1為疊梁門的支撐結(jié)構(gòu)，在攔污柵墩1上布置兩道門槽，將攔污柵5放置在前門槽(亦稱攔污柵門槽2)內(nèi)，將平板疊梁門6(如圖3所示)放置在后門槽(亦稱備用攔污柵門槽3)內(nèi)。根據(jù)相關(guān)研究，要達(dá)到提高電站下泄水溫的效果，疊梁門頂一般要升高至距水面20m左右的水下高度，傳統(tǒng)的疊梁門布置方式及結(jié)構(gòu)型式，在正常運(yùn)用條件下進(jìn)水口段都會產(chǎn)生較大的發(fā)電水頭損失，進(jìn)水口段總水頭損失的表達(dá)式如下：

h_w＝h_w1+h_w2+h_w3+h_w4+h_w5 (1)

電站進(jìn)水口段放置疊梁門后的水流流動示意如圖2所示。

式(1)中：

h_w為進(jìn)水口段總水頭損失；

h_w1為水流通過疊梁門頂產(chǎn)生的局部水頭損失；

h_w2為水流通過疊梁門頂后由水平流動過渡到豎直向下流動所產(chǎn)生的局部水頭損失；

h_w3為水流豎直向下流動產(chǎn)生的沿程水頭損失和聯(lián)系梁阻擋所產(chǎn)生的局部水頭損失；

h_w4為水流由豎直向下流動再過渡到水平方向流動所產(chǎn)生的局部水頭損失；

h_w5為電站引水管進(jìn)口段的局部水頭損失。