水電站明滿流尾水系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種水電站明滿流尾水系統(tǒng)，由尾水管、連接段、明滿流尾水洞依次相連構(gòu)成；或者由尾水管、連接段、下游調(diào)壓室、明滿流尾水洞依次相連。本實(shí)用新型水電站明滿流尾水系統(tǒng)是一種尾水管進(jìn)口斷面最小絕對(duì)壓強(qiáng)更易滿足規(guī)范要求、且可避免機(jī)組裝機(jī)高程過(guò)低造成的機(jī)組補(bǔ)氣困難的水電站尾水系統(tǒng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】水電站明滿流尾水系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于水力發(fā)電工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種水電站明滿流尾水系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)西南水力資源的開(kāi)發(fā)，許多正在規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工的巨型、大型水電站所處河段地形陡峻，河谷狹窄，河床僅能用于布置擋水和泄洪建筑物，而輸水發(fā)電建筑物、導(dǎo)流和部分泄洪建筑物須布置在兩岸山體中，這是較為典型的一種樞紐總體布置格局。
[0003]當(dāng)水電站尾水系統(tǒng)較長(zhǎng)時(shí)，一般需設(shè)置下游調(diào)壓室來(lái)滿足水電站尾水管進(jìn)口斷面最小絕對(duì)壓強(qiáng)滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求。而工程實(shí)際中往往會(huì)由于地形、地質(zhì)條件的限制，不能滿足設(shè)置規(guī)模較大的調(diào)壓室；另外，為了使尾水管進(jìn)口斷面最小絕對(duì)壓強(qiáng)滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求，需降低機(jī)組的安裝高程，但過(guò)低的安裝高程將會(huì)給機(jī)組的補(bǔ)氣帶來(lái)一定難度。
[0004]地下水電站采用首部式和中部式開(kāi)發(fā)方式時(shí)，為減少尾水出口邊坡和尾水隧洞的工程量，避免人工高陡邊坡的開(kāi)挖支護(hù)和穩(wěn)定問(wèn)題，減輕對(duì)地表植被和環(huán)境的破壞影響，往往需要考慮“永臨結(jié)合”，即充分利用施工期的臨時(shí)建筑物，與永久建筑物相結(jié)合，進(jìn)行統(tǒng)一的布置和設(shè)計(jì)，將水電站尾水洞與導(dǎo)流洞結(jié)合，可能就成為一種更有優(yōu)勢(shì)的布置方案。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提供了一種尾水管進(jìn)口斷面最小絕對(duì)壓強(qiáng)更易滿足規(guī)范要求、且可避免機(jī)組裝機(jī)高程過(guò)低造成的機(jī)組補(bǔ)氣困難的水電站明滿流尾水系統(tǒng)。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0007]第一種水電站明滿流尾水系統(tǒng)，包括尾水管、連接段和明滿流尾水洞，尾水管、連接段、明滿流尾水洞依次相連。
[0008]作為優(yōu)選，當(dāng)為多機(jī)一洞尾水系統(tǒng)時(shí)，尾水管出口處設(shè)置機(jī)組檢修閘門(mén)和機(jī)組檢修閘門(mén)井。若為一機(jī)一洞尾水系統(tǒng)時(shí)，基于經(jīng)濟(jì)原則，確定在尾水管出口處是否設(shè)置機(jī)組檢修閘門(mén)和機(jī)組檢修閘門(mén)井。
[0009]作為優(yōu)選，明滿流尾水洞頂坡為坡度不小于3%的倒坡，其底坡為坡度不大于頂坡坡度的倒坡。
[0010]作為優(yōu)選，連接段洞頂?shù)目v剖面呈拋物線型或直線型。
[0011]在尾水系統(tǒng)長(zhǎng)度為150m?600m時(shí)采用第一種水電站明滿流尾水系統(tǒng)，其中明滿流尾水洞可確保尾水管進(jìn)口斷面最小絕對(duì)壓強(qiáng)滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求，避免設(shè)置規(guī)模巨大的下游調(diào)壓室，簡(jiǎn)化地下洞室群的布置，減小洞室群的規(guī)模。
[0012]第二種水電站明滿流尾水系統(tǒng)，包括尾水管、連接段、下游調(diào)壓室和明滿流尾水洞，尾水管、連接段、下游調(diào)壓室、明滿流尾水洞依次相連。
[0013]作為優(yōu)選，明滿流尾水洞斜段頂坡為坡度不小于3%的倒坡，其底坡為坡度不大于頂坡坡度的倒坡。
[0014]作為一種【具體實(shí)施方式】，明滿流尾水洞包括非尾導(dǎo)結(jié)合洞段、明滿流尾水洞連接段和尾導(dǎo)結(jié)合洞段，非尾導(dǎo)結(jié)合洞段出口和尾導(dǎo)結(jié)合洞段入口通過(guò)明滿流尾水洞連接段連接，下游調(diào)壓室連接非尾導(dǎo)結(jié)合洞段入口，尾導(dǎo)結(jié)合洞段出口連接尾水出口和尾水渠。
[0015]作為優(yōu)選，尾導(dǎo)結(jié)合洞段為平洞。
[0016]作為優(yōu)選，非尾導(dǎo)結(jié)合洞段頂坡為坡度不小于3%的倒坡，其底坡為坡度不大于頂坡坡度的倒坡。
[0017]作為優(yōu)選，尾導(dǎo)結(jié)合洞段上設(shè)有通氣孔。
[0018]在尾水系統(tǒng)長(zhǎng)度大于600m時(shí)或水電站尾水洞與導(dǎo)流洞結(jié)合布置時(shí)采用第二種水電站明滿流尾水系統(tǒng)，即采用明滿流尾水洞輔助下游調(diào)壓室確保尾水管進(jìn)口斷面最小絕對(duì)壓強(qiáng)滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，避免過(guò)度降低水輪機(jī)安裝高程，有利于機(jī)組運(yùn)行中補(bǔ)氣，并且降低反向水擊壓力過(guò)大造成抬機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還可減小上游壓力管道的設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力值。
[0019]當(dāng)應(yīng)用于水電站尾水洞與導(dǎo)流洞結(jié)合布置時(shí)，尾導(dǎo)結(jié)合洞段結(jié)構(gòu)需兼顧水電站尾水洞與導(dǎo)流洞的功能要求，使尾水洞與導(dǎo)流洞能更好地發(fā)揮各自的功能和作用。
[0020]明滿流尾水洞的工作狀態(tài)有別于常規(guī)的有壓尾水洞和無(wú)壓尾水洞，在不同下游水位時(shí)明滿流尾水洞內(nèi)呈現(xiàn)明流、明滿流或滿流的水流狀態(tài)。本實(shí)用新型水電站明滿流尾水系統(tǒng)可解決水電站尾水管進(jìn)口斷面最小絕對(duì)壓強(qiáng)不能滿足規(guī)范要求的問(wèn)題，且可避免由于機(jī)組裝機(jī)高程過(guò)低時(shí)造成的機(jī)組補(bǔ)氣困難。
[0021]當(dāng)尾水洞和尾水管總長(zhǎng)度為150m?600m時(shí)，可采用第一種水電站明滿流尾水系統(tǒng)，即單獨(dú)采用明滿流尾水洞解決上述問(wèn)題。避免設(shè)置規(guī)模巨大的下游調(diào)壓室，減小地下水電站洞室群的數(shù)量和規(guī)模，有利于地下水電站洞室群的布置和穩(wěn)定，節(jié)約工程投資；并且由于水頭損失小，可獲得長(zhǎng)期的電量效益。在下游尾水位變幅較大時(shí)，與下游調(diào)壓室方案相比明滿流尾水洞優(yōu)勢(shì)更為明顯，即尾水位變幅較大時(shí)對(duì)下游調(diào)壓室的高度影響較大，而對(duì)明滿流尾水洞的尺寸影響不大。
[0022]當(dāng)尾水洞和尾水管長(zhǎng)度大于600m時(shí)，可采用第二種水電站明滿流尾水系統(tǒng)，即采用下游調(diào)壓室和明滿流尾水洞的聯(lián)合布置型式，避免由于機(jī)組裝機(jī)高程過(guò)低造成的機(jī)組補(bǔ)氣困難。這種聯(lián)合布置型式尤其適用于水電站尾水洞與導(dǎo)流洞結(jié)合布置的情況，可充分利用施工期的臨時(shí)建筑物，與永久建筑物相結(jié)合，進(jìn)行統(tǒng)一的布置和設(shè)計(jì)，減少尾水出口邊坡和尾水隧洞的工程量，避免人工高陡邊坡的開(kāi)挖支護(hù)和穩(wěn)定問(wèn)題，節(jié)約工程投資，減輕對(duì)地表植被和環(huán)境的破壞影響。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為應(yīng)用于尾水系統(tǒng)長(zhǎng)度較短時(shí)明滿流尾水系統(tǒng)縱剖面示意圖；
[0024]圖2為應(yīng)用于尾水系統(tǒng)長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)明滿流尾水系統(tǒng)縱剖面示意圖；
[0025]圖3為應(yīng)用于尾導(dǎo)結(jié)合時(shí)明滿流尾水系統(tǒng)縱剖面示意圖；
[0026]圖4為后期利用導(dǎo)流洞作為尾水洞的明滿流尾水系統(tǒng)縱剖面示意圖。
[0027]其中，1-地下廠房，2-主變洞，3-下游調(diào)壓室，4-尾水管進(jìn)口斷面，5-尾水管，6-連接段，7-明滿流尾水洞斜段，8-明滿流尾水洞連接段，9-明滿流尾水洞平段，9’-明滿流尾水洞順坡段，10-尾水出口，11-下游低水位，12-下游中水位，13-下游高水位，14-明滿流交界面，15-有壓滿流段，16-無(wú)壓明流段，17-通氣孔，18-機(jī)組檢修閘門(mén)井。

【具體實(shí)施方式】
[0028]下面將結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型技術(shù)方案。
[0029](I)應(yīng)用于尾水系統(tǒng)長(zhǎng)度為150m?600m時(shí)的明滿流尾水系統(tǒng)
[0030]當(dāng)明滿流尾水系統(tǒng)長(zhǎng)度為150m?600m時(shí),可單獨(dú)采用明滿流尾水洞來(lái)確保尾水管進(jìn)口最小絕對(duì)壓強(qiáng)(或真空度)滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，這種情況下，明滿流尾水洞縱剖面見(jiàn)圖1。該情況下的尾水系統(tǒng)包括尾水管(5)、連接段(6)和明滿流尾水洞，尾水管(5)通過(guò)連接段(6)連通明滿流尾水洞。若為多機(jī)一洞尾水系統(tǒng)時(shí)，尾水管(5)出口處需設(shè)機(jī)組檢修閘門(mén)井(18)，以滿足一臺(tái)機(jī)組檢修時(shí)，不影響同一水力單元的其它機(jī)組的正常運(yùn)行；若為一機(jī)一洞尾水系統(tǒng)時(shí)，基于經(jīng)濟(jì)原則，確定在尾水管出口處是否設(shè)置機(jī)組檢修閘門(mén)和機(jī)組檢修閘門(mén)井，以縮短機(jī)組檢修時(shí)流道抽排水的時(shí)間和水量。本具體實(shí)施中，明滿流尾水洞即圖1中的明滿流尾水洞斜段(7)。
[0031]該情況下尾水系統(tǒng)的工作原理為:下游水位處于下游低水位(11)時(shí)，設(shè)置于主廠房?jī)?nèi)的水輪機(jī)淹沒(méi)水深較小，明滿流交界面(14)更靠近尾水管(5)出口，此時(shí)無(wú)壓明流段
(16)較長(zhǎng)，有壓滿流段(15)較短，設(shè)置于主廠房?jī)?nèi)的水輪發(fā)電機(jī)組丟棄負(fù)荷產(chǎn)生的負(fù)水擊壓強(qiáng)小，尾水管進(jìn)口斷面(4)的最小絕對(duì)壓強(qiáng)不會(huì)超過(guò)規(guī)范要求。隨著下游水位升高，由下游低水位(11)至下游中水位(12)再至下游高水位(13)，在水位逐漸升高的過(guò)程中，盡管無(wú)壓明流段(16)長(zhǎng)度逐漸減短，有壓滿流段(15)長(zhǎng)度逐漸增長(zhǎng)，直至明滿流尾水洞全洞段變?yōu)橛袎簼M流段，機(jī)組丟棄負(fù)荷產(chǎn)生的負(fù)水擊壓強(qiáng)越來(lái)越大，但水輪機(jī)的淹沒(méi)水深逐漸加大，且有壓滿流段平均流速也逐漸減小，正負(fù)兩方面的作用相互抵消，使得尾水管進(jìn)口斷面(4)的最小絕對(duì)壓強(qiáng)仍能控制在規(guī)范的允許范圍之內(nèi)，保證機(jī)組安全運(yùn)行。
[0032](2)應(yīng)用于尾水系統(tǒng)長(zhǎng)度大于600m時(shí)的明滿流尾水系統(tǒng)
[0033]當(dāng)尾水系統(tǒng)長(zhǎng)度大于600m時(shí)，采用明滿流尾水洞輔助下游調(diào)壓室(3)，來(lái)確保尾水管進(jìn)口斷面(4)最小絕對(duì)壓強(qiáng)(或真空度)滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。下游調(diào)壓室(3)和明滿流尾水洞聯(lián)合布置示意圖見(jiàn)圖2。該情況下的尾水系統(tǒng)包括尾水管(5)、連接段(6)、下游調(diào)壓室(3)和明滿流尾水洞，尾水管(5)通過(guò)連接段(6)連通下游調(diào)壓室(3)，下游調(diào)壓室(3)連通明滿流尾水洞。本具體實(shí)施中，明滿流尾水洞即圖2中的明滿流尾水洞斜段(7)。
[0034]該情況下尾水系統(tǒng)的工作原理為:下游水位處于下游低水位(11)時(shí)，水輪機(jī)的淹沒(méi)水深比較小，明滿流交界面(14)更靠近下游調(diào)壓室(3)，此時(shí)無(wú)壓明流段(16)較長(zhǎng)，有壓滿流段(15)較短，機(jī)組丟棄負(fù)荷產(chǎn)生的負(fù)水擊壓強(qiáng)小，尾水管進(jìn)口斷面(4)的最小絕對(duì)壓力容易滿足規(guī)范要求，此時(shí)，和下游調(diào)壓室接有壓尾水洞的布置方案相比，水輪機(jī)安裝高程更高，這樣可有效地減小機(jī)組運(yùn)行時(shí)補(bǔ)氣的難度。隨著下游水位升高，由下游低水位(11)至下游中水位(12)再至下游高水位(13)，在水位逐漸升高的過(guò)程中，盡管無(wú)壓明流段(16)長(zhǎng)度逐漸減短，有壓滿流段(15)長(zhǎng)度逐漸增長(zhǎng)，直至明滿流尾水洞全洞段變?yōu)橛袎簼M流段，機(jī)組丟棄負(fù)荷產(chǎn)生的負(fù)水擊壓強(qiáng)越來(lái)越大，但水輪機(jī)的淹沒(méi)水深逐漸加大，正負(fù)兩方面的作用相互抵消，加之下游調(diào)壓室(3)在負(fù)荷變化過(guò)渡過(guò)程中的調(diào)節(jié)作用，使得尾水管進(jìn)口斷面(4)的最小絕對(duì)壓強(qiáng)仍能控制在規(guī)范的允許范圍之內(nèi)，保證機(jī)組安全運(yùn)行。
[0035]具體工程設(shè)計(jì)中，需通過(guò)水電站水力過(guò)渡過(guò)程的計(jì)算分析，來(lái)合理選擇有壓滿流段和無(wú)壓明流段的長(zhǎng)度，確保各種工況下調(diào)節(jié)保證參數(shù)均能滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求。
[0036](3)應(yīng)用于尾導(dǎo)結(jié)合時(shí)的明滿流尾水系統(tǒng)
[0037]當(dāng)明滿流尾水系統(tǒng)應(yīng)用于水電站尾水洞和導(dǎo)流洞結(jié)合時(shí)，該明滿流尾水洞中的結(jié)合洞段選用平坡型式，以兼顧和適應(yīng)水電站尾水洞和導(dǎo)流洞的功能要求，見(jiàn)圖3。該情況下明滿流尾水洞包括明滿流尾水洞斜段(7)、明滿流尾水洞連接段(8)和明滿流尾水洞平段
(9)，明滿流尾水洞斜段(7)出口和明滿流尾水洞平段(9)入口通過(guò)明滿流尾水洞連接段(8 )連接，下游調(diào)壓室(3 )連接明滿流尾水洞斜段(7 )入口，明滿流尾水洞平段(9 )出口連接尾水出口和尾水渠。
[0038]若是后期利用導(dǎo)流洞作為水電站尾水洞來(lái)滿足水電站擴(kuò)機(jī)要求，由于此時(shí)尾導(dǎo)結(jié)合洞段(即明滿流尾水洞順坡段(9’))沿洞軸線方向?yàn)樾〗嵌鹊捻樒鲁隽?，為避免空氣滯留洞?nèi)，對(duì)機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定和隧洞襯砌產(chǎn)生不利影響，可在明滿流尾水洞順坡段(9’ )上增設(shè)通氣孔(17)，見(jiàn)圖4，將洞內(nèi)氣體排出洞外，或是通過(guò)通氣孔(17)向洞內(nèi)補(bǔ)氣以避免局部產(chǎn)生過(guò)大負(fù)壓。
[0039]明滿流尾水洞斷面型式和尺寸根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定，需滿足水電站尾水洞和導(dǎo)流洞的運(yùn)行要求，即非尾導(dǎo)結(jié)合洞段(即明滿流尾水洞斜段(7))要滿足水電站尾水洞的要求，尾導(dǎo)結(jié)合洞段(即明滿流尾水洞平段(9))需兼顧尾水洞和導(dǎo)流洞的要求。
[0040]本實(shí)用新型基于以下措施實(shí)現(xiàn):
[0041](I)水力單元的型式
[0042]尾水系統(tǒng)中的明滿流尾水洞既可采用一機(jī)一洞型式，也可以采用多機(jī)一洞型式，需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的綜合比較確定。
[0043](2)尾水系統(tǒng)中明滿流尾水洞平面布置
[0044]明滿流尾水洞平面布置洞軸線應(yīng)盡可能短而直，以縮短明滿流尾水洞長(zhǎng)度，減小負(fù)水擊壓強(qiáng)。同時(shí)，應(yīng)盡可能增大明滿流尾水洞平面轉(zhuǎn)彎的曲率半徑，以免惡化水流流態(tài)。
[0045](3)應(yīng)用于尾水系統(tǒng)長(zhǎng)度為150m?600m時(shí)的尾水系統(tǒng)的縱剖面布置
[0046]尾水系統(tǒng)長(zhǎng)度較短時(shí)，尾水系統(tǒng)由尾水管(5)和明滿流尾水洞構(gòu)成，尾水系統(tǒng)的縱剖面布置見(jiàn)圖1。
[0047]該情況尾水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需滿足以下條件:
[0048]①當(dāng)下游水位位于下游低水位(11)時(shí)，明滿流交界面(14)盡量靠近尾水管(5)出口，且明滿流尾水洞中無(wú)壓明流段(16)長(zhǎng)度盡可能長(zhǎng)，這樣有壓滿流段(15)長(zhǎng)度盡可能短，利于調(diào)節(jié)保證參數(shù)滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求；
[0049]②明滿流尾水洞頂坡優(yōu)選為坡度不小于3%的倒坡，使尾水位上升時(shí)，水輪機(jī)淹沒(méi)加深的有利作用始終能抵消有壓滿流段(15)增長(zhǎng)的不利作用，確保尾水管(5)進(jìn)口斷面
(4)最小絕對(duì)壓強(qiáng)滿足規(guī)范要求，并有利于非恒定流“氣泡”的排出；
[0050]③明滿流尾水洞底坡坡度不大于頂坡坡度，否則有壓滿流段(15)平均流速逐漸增大，不利于調(diào)節(jié)保證計(jì)算滿足規(guī)范要求；
[0051]④根據(jù)最低尾水位時(shí)尾水出口(10)斷面最大流速(通常小于4.0m/s),以及相鄰明滿流尾水洞間的巖墩厚度，確定尾水出口(10)底板高程和寬度；
[0052]⑤明滿流尾水洞進(jìn)口斷面與尾水管(5)出口斷面間的高差由連接段(6)銜接，連接段(6)洞頂縱剖面線為拋物線或直線，以保證尾水管(5)內(nèi)始終為有壓流，避免對(duì)機(jī)組運(yùn)行效率產(chǎn)生影響。
[0053]⑥當(dāng)明滿流尾水洞較長(zhǎng)時(shí)，可在尾水管(5)出口附近設(shè)置機(jī)組檢修閘門(mén)(18)，以縮短機(jī)組檢修時(shí)流道排空抽水的時(shí)間和減小抽水量。
[0054](4)采用下游調(diào)壓室和明滿流尾水洞聯(lián)合布置的尾水系統(tǒng)縱剖面布置
[0055]見(jiàn)圖2?4，下游調(diào)壓室和明滿流尾水洞聯(lián)合布置的尾水系統(tǒng)中，尾水管(5)通過(guò)連接段(6)連通下游調(diào)壓室(3)，下游調(diào)壓室(3)連通明滿流尾水洞。該情況尾水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需滿足以下條件:
[0056]①根據(jù)地下廠房(I)、主變洞(2)和下游調(diào)壓室(3)三大洞室洞間巖柱厚度等要求，初步確定下游調(diào)壓室(3)相對(duì)于地下廠房(I)的位置；
[0057]②明滿流尾水洞的設(shè)計(jì)要求同(3)中所述的明滿流尾水洞，但具有區(qū)別:下游水位位于下游低水位(11)時(shí)明滿流交界面(14)應(yīng)盡量靠近下游調(diào)壓室(3)；
[0058]③當(dāng)尾水洞與導(dǎo)流洞結(jié)合布置時(shí)，尾導(dǎo)結(jié)合洞段優(yōu)選平洞布置，即圖3中的明滿流尾水洞平段(9)，以兼顧和適應(yīng)水電站尾水洞與導(dǎo)流洞的出流要求，正常發(fā)揮各自的功能和作用；下游調(diào)壓室(3)后的明滿流尾水洞斜段(7)出口斷面與明滿流尾水洞平段(9)入口斷面尺寸的差異由明滿流尾水洞連接段(8)順接；
[0059]④若是后期利用導(dǎo)流洞做為水電站尾水洞，由于導(dǎo)流洞一般沿洞軸線方向?yàn)轫樒鲁隽?，?jiàn)圖4中明滿流尾水洞順坡段(9’)，則有必要在明滿流尾水順坡段(9’)上設(shè)置通氣孔(17)，避免空氣滯留洞內(nèi)，對(duì)機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定和隧洞襯砌產(chǎn)生不利影響，也可在非恒定流過(guò)程中起到補(bǔ)氣作用，以避免洞內(nèi)局部產(chǎn)生過(guò)大的負(fù)壓。通氣孔(17)可就近與調(diào)壓室或其它建筑物連通，或設(shè)專(zhuān)門(mén)的孔洞至山體外。
[0060]⑤明滿流尾水洞平段(9)的底板高程
[0061]下游水位位于下游低水位(11)時(shí)，明滿流尾水洞平段(9)洞內(nèi)呈明流狀態(tài)，通過(guò)對(duì)洞內(nèi)流速和弗勞德數(shù)的計(jì)算和判別(要求弗勞德數(shù)Fr〈l，為緩流)，并經(jīng)水力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算分析，獲得合理的明滿流尾水洞平段(9)底板高程，避免出現(xiàn)洞內(nèi)水流中斷的現(xiàn)象，以及與下游尾水銜接時(shí)出現(xiàn)水躍或水跌等不穩(wěn)定的水流現(xiàn)象，危及機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0062]⑥明滿流尾水洞斜段(7)的坡度
[0063]明滿流尾水洞斜段(7)為坡度不小于3%的倒坡，使尾水位上升時(shí)，水輪機(jī)淹沒(méi)加深的有利作用始終能抵消滿流段增長(zhǎng)的不利作用，加之下游調(diào)壓室的作用，確保尾水管進(jìn)口斷面最小絕對(duì)壓力滿足規(guī)范要求。
[0064](5)明滿流尾水洞橫剖面
[0065]明滿流尾水洞橫剖面通常采用城門(mén)洞型，也可根據(jù)地質(zhì)條件采用圓形斷面或馬蹄形斷面。其斷面型式和尺寸需滿足水電站尾水洞和導(dǎo)流洞的運(yùn)行要求，即非結(jié)合洞段滿足水電站尾水洞的要求，尾導(dǎo)結(jié)合洞段需兼顧兩者的要求。
[0066](6)明滿流尾水系統(tǒng)水力設(shè)計(jì)
[0067]包含下游調(diào)壓室和明滿流尾水洞的輸水系統(tǒng)中，由于明滿流尾水洞非恒定流水力特性隨尾水位變化呈現(xiàn)不同的流態(tài)，包括明渠非恒定流、明滿混合流和有壓管道非恒定流，使得水力過(guò)渡過(guò)程中的流態(tài)和波動(dòng)疊加非常復(fù)雜，水電站過(guò)渡過(guò)程計(jì)算分析需貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需根據(jù)過(guò)渡過(guò)程計(jì)算成果不斷地調(diào)整和優(yōu)化輸水系統(tǒng)的布置和體型設(shè)計(jì)，以滿足電站調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)的要求，必要時(shí)需通過(guò)模型試驗(yàn)加以驗(yàn)證和優(yōu)化。明滿流尾水系統(tǒng)的水力設(shè)計(jì)一般包含在水電站調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)過(guò)程中，可根據(jù)實(shí)際工程設(shè)計(jì)情況進(jìn)行計(jì)算分析和研究，在此不做贅述。
【權(quán)利要求】
1.水電站明滿流尾水系統(tǒng)，其特征在于，包括: 尾水管、連接段和明滿流尾水洞，尾水管、連接段、明滿流尾水洞依次連通。
2.如權(quán)利要求1所述的水電站明滿流尾水系統(tǒng)，其特征在于: 所述的尾水管出口處設(shè)有檢修閘門(mén)井。
3.如權(quán)利要求1所述的水電站明滿流尾水系統(tǒng)，其特征在于: 所述的明滿流尾水洞頂坡為坡度不小于3%的倒坡，其底坡為坡度不大于頂坡坡度的倒坡。
4.如權(quán)利要求3所述的水電站明滿流尾水系統(tǒng)，其特征在于: 所述的連接段洞頂?shù)目v剖面線為拋物線或直線。
5.水電站明滿流尾水系統(tǒng)，其特征在于，包括: 包括尾水管、連接段、下游調(diào)壓室和明滿流尾水洞，尾水管、連接段、下游調(diào)壓室、明滿流尾水洞依次連通。
6.如權(quán)利要求5所述的水電站明滿流尾水系統(tǒng)，其特征在于: 所述的明滿流尾水洞斜段頂坡為坡度不小于3%的倒坡，其底坡為坡度不大于頂坡坡度的倒坡。
7.如權(quán)利要求5所述的水電站明滿流尾水系統(tǒng)，其特征在于: 所述的明滿流尾水洞包括非尾導(dǎo)結(jié)合洞段、明滿流尾水洞連接段和尾導(dǎo)結(jié)合洞段，非尾導(dǎo)結(jié)合洞段出口和尾導(dǎo)結(jié)合洞段入口通過(guò)明滿流尾水洞連接段連接，下游調(diào)壓室連接非尾導(dǎo)結(jié)合洞段入口，尾導(dǎo)結(jié)合洞段出口連接尾水出口和尾水渠。
8.如權(quán)利要求7所述的水電站明滿流尾水系統(tǒng)，其特征在于: 所述的尾導(dǎo)結(jié)合洞段為平洞。
9.如權(quán)利要求7所述的水電站明滿流尾水系統(tǒng)，其特征在于: 所述的非尾導(dǎo)結(jié)合洞段頂坡為坡度不小于3%的倒坡，其底坡為坡度不大于頂坡坡度的倒坡。
10.如權(quán)利要求7所述的水電站明滿流尾水系統(tǒng)，其特征在于: 所述的尾導(dǎo)結(jié)合洞段上設(shè)有通氣孔。
【文檔編號(hào)】E02B9/06GK204185835SQ201420521757
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】楊建東, 鈕新強(qiáng), 王 煌, 周述達(dá), 王超, 陳冬波, 李玲, 郭文成, 桂紹波, 安華 申請(qǐng)人:武漢大學(xué), 長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司