[發明專利]一種水電站用串聯式調壓室

在審

• 申請號: 201910630309.1
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN110219289A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 黃健;梅勇;周超峰;王朋;梁彥會
• 申請（專利權）人: 河南鄭大水利科技有限公司
• 主分類號: E02B9/00
• 分類號: E02B9/00;E02B9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明一種水電站用串聯式調壓室，在常規的調壓室的基礎上，將調壓室串聯，增加了調壓室斷面，提高了調壓性能，由于水擊慣性引起的水流作用調壓室和連接筒之間流通，由于不同斷面的束窄作用，引起能量的耗減，減小了水擊壓力，利于調壓室的調壓和穩壓工作。串聯式調壓室可以根據需要進行增減，這樣可以設置具有不同調節性能的調壓室形式，對于串聯的調壓室之間的距離也可以根據需要進行調整，從而提高調壓室的調節性能。

技術領域

本發明涉及水利工程用調壓裝置，具體涉及一種水電站用串聯式調壓室。

背景技術

壓力管道是水電站引水用的管道形式，由于其采用有壓管流，因此，也被稱為壓力管道，壓力管道在使用過程中，往往只承受水壓力，此壓力較小，但是當水電站突然負荷減小，甚至全甩負荷時，由于引水流量突然終止，此時壓力管道會產生巨大的水擊壓力，即水擊現象，水擊壓力與壓力管道的長度有關，對于特殊的壓力管道形式，水擊壓力甚至會壓壞壓力管道，引起水電站設備的癱瘓。

水擊現象最早是在德國海姆巴赫水電站發現。D.托馬對此進行了研究，并于1910年提出了著名的調壓室波動的衰減條件。調壓室的設置在于極大的較小了水擊壓力，避免了為克服水擊壓力而引起的壓力管道增厚增強，從而引起水電站建設成本的非線性增加。

調壓室是設置在壓力水道上具有下列功能的建筑物：1）由調壓室自由水面（或氣墊層）反射水擊波，限制水擊波進入壓力引水道，以滿足機組調節保證的技術要求，2）改善機組在負荷變化時的運行條件及供電質量。

對于調壓室而言，水電站正常運行時，若調壓室水位發生變化，會引起水輪機水頭的變化,但電力系統要求出力保持固定,因此通過水輪機的流量必須跟著變化。這樣反過來又激發調壓室水位的波動。這種互相激發的作用，可能使調壓室的波動逐漸增大。設計調壓室時，應避免產生這種現象使波動漸趨穩定，即波動的振幅應隨時間而衰減。

一般的調壓室結構往往單獨設置，這種調壓室設置的好處在于成本較小，便于建造，但是對于有較高調壓要求的水電站而言，往往難以達到調壓效果或者需要一直增加調壓室斷面。因此，有必要針對現有的調壓室結構，設計一種串聯形聯合工作的調壓室結構。

發明內容

本發明針對現有技術的問題，提供一種水電站用串聯式調壓室，通過設置串聯形式，提高了調壓室的調壓性能。

本發明提供一種水電站用串聯式調壓室，該調壓室位于水電站廠房上游的壓力管道上，壓力管道引水以實現水電站的發電，其特征在于：該調壓室包括三個以上的調壓室單元，所述調壓室單元均包括連接管和豎井，所述連接管的一端與所述壓力管道連接，所述連接管的另一端與豎井連接，所述相鄰設置的豎井之間通過連接筒連接，所述連接筒與所述豎井之間形成水體聯通的容器，從而形成串聯的調壓室結構，不同的連接筒所處的高程均不相同，且不同的連接筒管徑均不相同。

作為優選，所述連接管、豎井、連接筒均為鋼筋混凝土結構。

作為優選，所述連接管的直徑為壓力管道的一半。位于上游的連接筒直徑大于位于下游的連接筒直徑，位于上游的連接筒高程低于位于下游的連接筒高程。

本發明的工作原理為：

對于串聯的調壓室結構而言，當機組丟棄全部負荷時，水輪機的流量變為零，壓力水管中發生水擊現象，水流將隨之停止流動，此時壓力管道中的水流由于慣性作用仍繼續流向調壓室，使調壓室水位升高，壓力管道始末兩端的水位差隨之減小，流速也逐漸減慢。由于設置連接管，使得引水系統與調壓室連接處的水流進行了束窄，增加了水流的耗能機理，進而當調壓室的水位達到水庫水位時，水流由于慣性作用仍繼續流向調壓室，使調壓室水位繼續升高，此時由于設置串聯市的調壓室，導致調壓室的斷面實際上增加了，儲存水體的能力得到增強，此外，設置連接筒，在水流通過連接筒時，水流進行了束窄，增加了能量的消耗；對于多個串聯式調壓室而言，其中的水體相互連通，增加了調壓穩定性，由于設置連接筒，提高了耗能效果。