一種低水頭河床式樞紐電站進(jìn)水口的排沙方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低水頭河床式樞紐電站進(jìn)水口的排沙方法，屬于水利工程領(lǐng)域，IPC國際專利分類號為E02B9/00，E02B9/04，E02B1/00。本發(fā)明的排沙方法，在電站進(jìn)水口的前緣全線布設(shè)一道攔沙坎，在攔沙坎前布設(shè)輸沙廊道，輸沙廊道與壩基排沙洞相連，在輸沙廊道頂部設(shè)有水平縫排沙口，水平縫排沙口的寬度從上游開始逐漸變窄，輸沙廊道的橫斷面從上游開始逐漸增大。攔沙坎與變寬窄縫式輸沙廊道配合使用，起到了截沙槽的作用，可以在攔沙坎前形成一個(gè)長條狀的沖刷漏斗，真正達(dá)到了電站進(jìn)水口前“門前清”的排沙效果。
【專利說明】一種低水頭河床式樞紐電站進(jìn)水口的排沙方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種水電站進(jìn)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(jìn)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)】:
[0002]在多沙河流上，泥沙磨損對水輪機(jī)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(jī)的有效措施。排沙底孔一般布置在電站進(jìn)水口的下部，利用泄洪在電站進(jìn)水口前形成沖刷漏斗，減少粗沙過機(jī)。對于低水頭河床式樞紐，排沙底孔布置在電站進(jìn)水口下部比較困難，布置在電站進(jìn)水口兩側(cè)，沖刷漏斗范圍較小，難以達(dá)到理想的排沙效果。再加之該類型電站進(jìn)水口前緣一般比較長，單個(gè)排沙孔根本無法實(shí)現(xiàn)其目的，沿進(jìn)水口前緣設(shè)置多個(gè)排沙孔又難以布置。八盤峽水電站在電站機(jī)組進(jìn)口段底板上廊道頂部設(shè)置等寬縫隙排沙，運(yùn)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】
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[0003]針對低水頭河床式樞紐電站進(jìn)水口排沙設(shè)施布置難，且難以達(dá)到理想的排沙效果等問題，發(fā)明人經(jīng)過理論設(shè)計(jì)和大量的水工模型試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了一種采用變寬窄縫式排沙廊道進(jìn)行排沙的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0004]一種低水頭河床式樞紐電站進(jìn)水口的排沙方法，包括建筑物布設(shè)及運(yùn)行方式:
[0005](I)建筑物布設(shè):在所述電站進(jìn)水口的右側(cè)設(shè)置壩基排沙洞，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(jìn)水口的前緣全線布設(shè)一道攔沙坎，在所述攔沙坎前布設(shè)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；
[0006](2)運(yùn)行方式:非汛期及電站正常運(yùn)行期，所述排沙洞工作門處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)所述攔沙坎前淤沙高度接近攔沙坎高度時(shí)，打開所述排沙洞工作門，進(jìn)行排沙，當(dāng)所述攔沙坎前形成完整拉沙漏斗時(shí)，關(guān)閉所述排沙洞工作門；在汛期來洪水時(shí)，所述排沙洞工作門保持開啟。
[0007]優(yōu)選地，所述攔沙坎和輸沙廊道，設(shè)置在電站進(jìn)水口的平坡段的末端。
[0008]本發(fā)明的排沙方法，具有以下幾項(xiàng)發(fā)明點(diǎn):
[0009](I)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(jìn)入電站進(jìn)水Π ；
[0010](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(gè)長條狀的沖刷漏斗，真正達(dá)到了電站進(jìn)水口前“門前清”的排沙效果。[0011 ] (3)現(xiàn)有的輸沙廊道和排沙口 一般設(shè)置在電站進(jìn)水口的斜坡段，靠近電站的入口，此處雖然流速大，沖刷力強(qiáng)，但由于水流進(jìn)入斜坡段流速突然增大，不利于粗顆粒泥沙的沉淀，而且離電站入口近，導(dǎo)致大量粗顆粒泥沙進(jìn)入電站。本發(fā)明的攔沙坎和輸沙廊道，優(yōu)選設(shè)置在電站進(jìn)水口的平坡段的末端，即進(jìn)水口由平坡段即將變?yōu)樾逼露蔚奈恢?，有利于粗顆粒泥沙的沉淀淤積、排出。
[0012]本發(fā)明的排沙方法，原理簡單，施工方便，耗水量小，能夠防止電站長久運(yùn)行后淤沙進(jìn)入機(jī)組流道，排沙效果顯著。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0013]圖1、本發(fā)明的排沙方法采用的排沙建筑物平面布置圖
[0014]圖2、本發(fā)明采用的變寬窄縫式排沙廊道的縱斷面圖
[0015]圖3、本發(fā)明采用的變寬窄縫式排沙廊道的剖面圖
[0016]圖中，I為電站進(jìn)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(shí)施方式】:
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖1-3對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0018]本發(fā)明的低水頭河床式樞紐電站進(jìn)水口的排沙方法，包括建筑物布設(shè)及運(yùn)行方式:
[0019](I)建筑物布設(shè):在所述電站進(jìn)水口 I的右側(cè)設(shè)置壩基排沙洞5，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(jìn)水口 I的前緣全線布設(shè)一道攔沙坎2，在所述攔沙坎2前布設(shè)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)盡可能布置在電站進(jìn)水口的平坡段，優(yōu)選平坡段的末端處，即進(jìn)水口由平坡段即將變?yōu)樾逼露蔚奈恢?，而且，為了保證建筑物的穩(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，既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(qiáng)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(jìn)水口前沿?cái)r沙坎形成一長條狀的沖刷漏斗，以確保淤沙無法進(jìn)入機(jī)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(jì)、計(jì)算手段確定。
[0020](2)運(yùn)行方式:非汛期及電站正常運(yùn)行期，所述排沙洞工作門7處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)所述攔沙坎2前淤沙高度接近攔沙坎2高度時(shí)，打開所述排沙洞工作門7，進(jìn)行排沙，當(dāng)所述攔沙坎2前形成完整拉沙漏斗時(shí)，關(guān)閉所述排沙洞工作門7 ;在汛期來洪水時(shí)，所述排沙洞工作門7保持開啟，減少粗沙進(jìn)入機(jī)組流道。
[0021 ] 本發(fā)明中，所述輸沙廊道3和水平縫排沙口 4的上游，是指電站進(jìn)水口 I的左側(cè)；輸沙廊道3和水平縫排沙口 4的下游，是指電站進(jìn)水口 I的右側(cè)。
[0022] 本發(fā)明解決了低水頭河床式樞紐排沙建筑物布置困難，按照常規(guī)的布置難以達(dá)到理想的排沙效果等問題，且原理簡單，耗水量小，實(shí)用性強(qiáng)，對河道來水中有較多泥沙的河流上修建河床式樞紐電站具有較高的實(shí)用價(jià)值。
【權(quán)利要求】
1.一種低水頭河床式樞紐電站進(jìn)水口的排沙方法，包括建筑物布設(shè)及運(yùn)行方式: (1)建筑物布設(shè):在所述電站進(jìn)水口的右側(cè)設(shè)置壩基排沙洞，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(jìn)水口的前緣全線布設(shè)一道攔沙坎，在所述攔沙坎前布設(shè)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； (2)運(yùn)行方式:非汛期及電站正常運(yùn)行期，所述排沙洞工作門處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)所述攔沙坎前淤沙高度接近攔沙坎高度時(shí)，打開所述排沙洞工作門，進(jìn)行排沙，當(dāng)所述攔沙坎前形成完整拉沙漏斗時(shí)，關(guān)閉所述排沙洞工作門；在汛期來洪水時(shí)，所述排沙洞工作門保持開啟O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低水頭河床式樞紐電站進(jìn)水口的排沙裝置，其特征在于，所述攔沙坎和輸沙廊道布置在所述電站進(jìn)水口的平坡段的末端。
【文檔編號】E02B8/02GK103882838SQ201410076712
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】武彩萍, 李遠(yuǎn)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, 樊文玲, 張林波, 朱智偉 申請人:黃河水利委員會黃河水利科學(xué)研究院