第七章水电站进水口及引水建筑物.doc

第七章 水电站进水口及引水建筑物 ???? 重点：水电站有压进水口的类型及适用条件、位置选择原则、高程及轮廓尺寸的拟定，及进水口设备的布置；引水渠道和有压隧洞的作用、线路选择、断面设计和水力计算方法；压力前池的作用、组成及尺寸确定。??????????? ???? ? 第一节??????? 一、功用和和基本要求 1．功用：进水口是水电站水流的进口，是按照发电要求将水引入水电站的引水道。 2．基本要求 ?(1) 要有足够的进水能力 在任何工作水位下，进水口都能引进必须的流量。因此在枢纽布置中必须合理按排进水口的位置和高程；进水口要水流平顺并有足够的断面尺寸，一般按水电站的最大引用流量Qmax设计。 (2) 水质要符合要求 不允许有害泥沙和各种污物进入引水道和水轮机。进水口要设置拦污、防冰、拦沙、沉沙及冲沙设备。 (3) 水头损失要小 进水口位置要合理，进口轮廓平顺、流速较小，尽可能减小水头损失。 (4) 可控制流量 进水口须设置闸门，以便在事故时紧急关闭，截断水流，避免事故扩大，也为引水系统的检修创造条件。对于无压引水式电站，引用流量的大小也由进口闸门控制。 (5) 满足水工建筑物的一般要求 进水口要有足够的强度、刚度和稳定性，结构简单，施工方便，造型美观，便于运行、维护和检修。 二、类型 按水流条件分，水电站进水口分为有压进水口和无压进水口两大类。 (1) 无压：类似于水闸，水流为明流，引表层水为主，适用于无压引水式电站。 (2) 有压：进水口在最低水位以下，水流为有压流，以引深层水为主。适用于坝式、有压引水式、混合式水电站。 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ???? 第二节 有压进水口 一、有压进水口的类型及适用条件 后接有压引水道，引水库深层水为主 1． 隧洞式进水口 隧洞式进水口 特征：在隧洞进口附近的岩体中开挖竖井，井壁一般要进行衬砌，闸门安置在竖井中，竖井的顶部布置启闭机及操纵室，渐变段之后接隧洞洞身。 适用：工程地质条件较好，岩体比较完整，山坡坡度适宜，易于开挖平洞和竖井的情况。 2．墙式进水口 ? 墙式进水口 特征：进口段、闸门段和闸门竖井均布置在山体之外，形成一个紧靠在山岩上的单独墙式建筑物，承受水压及山岩压力。要有足够的稳定性和强度。 适用：地质条件差，山坡较陡，不易挖井的情况 ??? 3．塔式进水口 塔式进水口 特征：进口段及闸门段及其一部框架形成一个塔式结构，耸立在水库之中，塔顶设操纵平台和启闭机室，用工作桥与岸边或坝顶相连。塔式进水口可一边或四周进水。 适用：当地材料坝、进口处山岩较差、岸坡又比较平缓 ?。 4．坝式进水口 特征：进水口依附在坝体的上游面上，并与坝内压力管道连接。进口段和闸门段常合二为一，布置紧凑。 适用：混凝土重力坝的坝后式厂房、坝内式厂房和河床式厂房。 ? ? 二、有压进水口的位置、高程及轮廓尺寸 (一) 有压进水口的位置 原则：水流平顺、对称，不发生回流和旋涡，不出现淤积，不聚集污物，泄洪时仍能正常进水。进水口后接压力隧洞，应与洞线布置协调一致，选择地形、地质及水流条件均较好的位置。 (二) 有压进水口高程 原则 ：进水口顶部高程应低于最低死水位，并有一定的埋深；底部高程应高于淤沙高程。 1．顶部高程：以不出现吸气漩涡为原则（带入空气、吸入漂浮物影响正常发电） S临界=cv? ? d ——闸门净高(m)， v ——闸门断面流速(m/s)， c——经验系数，0.55~0.73 S —— 闸门顶低于最低水位的临界淹没深度。 ?2．底部高程： 进水口的底部高程通常在水库设计淤沙高程以上0.5~1.0m，当设有冲沙设备时，应根据排沙情况而定。 (三) 有压进水口的轮廓尺寸 进水口一般由进口段、闸门段和渐变段组成。进水口的轮廓应使流平顺，流速变化均匀，水流与四周侧壁之间无负压及涡流。进口流速不宜太大，一般控制在1.5m/s左右。 (1) 进口段。作用是连接拦污栅与闸门段。 隧洞进口段为平底，两侧收缩曲线为四分之圆弧或双曲线，上唇收缩曲线一般为四分之一椭圆。进口段的长度没有一定标准，在满足工程结构布置与水流顺畅的条件下，尽可能紧凑。 ?(2) 闸门段。闸门段是进口段和渐变段的连接段，闸门及启闭设备在此段布置。 闸门段一般为矩形，事故闸门净过水面积为(1.1~1.25)洞面积,检修闸门孔口与此相等或稍大。门宽B等于洞径D，门高略大于洞径D。 ? (3) 渐变段。渐变段是矩形闸门段到圆形隧洞的过渡段。 通常采用圆角过渡，圆角半径r可按直线规律变为隧洞半径R；渐变段的长度一般为隧洞