[發明專利]大型泵站通道式前池及設計方法

有效

• 申請號: 202010434542.5
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111576324B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 徐磊;陸林廣;陸偉剛;劉軍;施偉;王亦斌
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: E02B1/00
• 分類號: E02B1/00;E02B3/04;E02B5/00;E03F5/22;G06F30/13;G06F30/28
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

本發明公開了大型泵站通道式前池及設計方法，屬于水利工程泵站技術領域。其特征是：在大型泵站進水側順水流方向依次布置引水渠道、過渡段、前池和進水流道；所述前池分為前池擴散段和前池調整段；在泵站前池內設置與水泵臺數相等的過流通道，每臺水泵分別對應1個過流通道，各個過流通道均用過流通道隔墻隔開；將原設置于泵站前池內的清污機橋布置于前池進口的過流通道隔墻上部；提供所述過流通道平面控制角和立面控制角的計算公式；提供過流通道的結構設計方案和設計方法。本發明在泵站與水閘并列布置、大平面擴散角前池和機組不對稱開機等情況下能夠避免前池內產生橫向流速而導致脫流及旋渦等有害流態，為泵站安全穩定運行提供必要的進水條件。

技術領域

本發明屬于水利工程泵站技術領域，具體涉及大型泵站通道式前池及設計方法，可在泵站與水閘并列布置或泵站機組不對稱開機等情況下避免前池內產生橫向流速而導致脫流及旋渦等有害流態。

背景技術

由于大型泵站垂直水流方向的長度顯著大于引河寬度，因此需在兩者之間設置前池，以實現平順連接，為進水流道進口斷面均勻的進水流態提供必要條件。但在以下幾種情況下，前池內常會產生脫流及旋渦等不良流態：

(1)我國平原地區常需建灌溉與排澇相結合的泵站樞紐，為節省占地面積和投資，多采用泵站與節制閘在河道上并列布置的閘站結合方案，泵站前池的中心線與河道的中心線不一致。在泵站運行時，水流以一定的偏角由河道斜向進入泵站前池，導致前池內產生橫向流速；在橫向流速的作用下，前池內極易產生吸氣旋渦并會引發水泵振動。

(2)大型泵站一般都需并列設置多臺水泵機組，有時還需設置備用機組，根據運行調度要求的不同，經常出現泵站水泵機組不對稱運行的工況；在此情況下，前池內同樣會產生橫向流速，并引發有害的吸氣旋渦。

(3)有些大型泵站因受場地布置尺寸的限制，前池順水流方向的長度偏小，導致前池平面擴散角過大，前池內的水流因擴散過快而產生旋渦等有害流態。

如果某大型泵站出現的上述問題已嚴重影響水泵機組的穩定運行，一般需采用模型試驗的方法，針對各個不同泵站的具體情況，分別地進行研究，通過在前池內設置底坎、立柱等個性化的工程措施就事論事地改善前池流態，不僅費時費力費財，而且進水流態只能在一定程度上得到改善。

發明內容

本發明的目的就是針對上述存在的問題，提出了大型泵站的通道式前池及設計方法，以徹底解決上述3種典型的前池有害流態問題。本發明的特征是：對于可能產生脫流及旋渦等不良流態的大型泵站，在泵站前池內設置與水泵臺數相等的過流通道，每臺水泵分別對應1個過流通道，各個過流通道均用過流通道隔墻隔開；將原設置于泵站前池內的清污機橋布置于前池進口的過流通道隔墻上部；提供所述過流通道平面控制角和立面控制角的計算公式；提供過流通道的結構設計方案和設計方法。本發明所提供的大型泵站通道式前池完全避免了因前池內產生橫向流速而導致的脫流及旋渦等不良流態，可保證各種可能產生脫流及旋渦等不良流態的大型泵站的進水流態滿足穩定、高效運行的要求。

為實現本發明的目的，采用如下技術方案：

1、本發明的第一個目的是提供大型泵站通道式前池，其特征是，在大型泵站進水側順水流方向依次布置引水渠道、過渡段、前池和進水流道；引水渠道的斷面形狀為倒梯形，前池斷面形狀為矩形，所述過渡段用于平順連接引水渠道和前池，過渡段為圓弧形或者扭曲面翼墻；

所述前池分為前池擴散段和前池調整段；前池擴散段位于過渡段之后，前池擴散段的平面和立面均呈直線擴散狀；前池調整段位于前池擴散段和進水流道之間，前池調整段的斷面形狀為矩形，立面和平面方向均不作擴散，用于將前池擴散段的水流調整順直進入進水流道；