第三节 水电站引水建筑物（1）在线视频

各位同学

大家好

上次课我们学习了水电站挡水建筑物

主要介绍了三种坝型

土坝、混凝土重力坝和拱坝的优缺点和适用条件

这节课我们将介绍水电站引水建筑物的组成及特点

水电站引水建筑物

作用是自水库或河流引取水电站机组所需的流量

其组成主要包括进水口和引水道

以及压力前池或调压室、压力水管等相关建筑物

根据水电站进水口的水流条件

进水口可分为有压进水口和无压进水口

同样

根据引水道的形式

引水道又分为引水渠道和引水隧洞两种

引水渠道属无压水道

引水隧洞可能为无压

也可能为有压

无压引水道后一般接压力前池

有压引水道后接调压室

均通过压力钢管连接水轮发电机组

下面我们首先介绍有压进水口

有压进水口深埋在水库水面之下

以引进深层水为主

其后接有压隧洞或管道

有压进水口由进口段、闸门段和渐变段组成

按照结构形式

有压进水口可分为坝式、洞式、

墙式和塔式四种基本形式

下面

我们首先介绍坝式进水口的结构和特点

坝后式水电站

因其厂房紧密连接在坝的下游

给引水建筑物布设的空间有限

为使引水道最短

常将进水口依附在坝体上

这种进水口称为坝式进水口

其特点在于

进水口布置在坝体的上游面

与坝身合成一体

进口段和闸门段合二为一

渐变段衔接较紧凑

以缩短进水口长度

主要适用于

水电站压力管道埋设在坝体内的情况

如坝后式和河床式电站

如图为一坝后式水电站的坝式进水口

为了保障坝式进水口在任何情况下都能安全可靠、

保质保量地从水库或河流引取厂房机组所需的流量

除保证进水口的进水能力和较小的水头损失外

还要设置必要的设备

主要有拦污栅、检修闸门、和工作闸门、

通气孔、旁通管及起重机械等

下面我们来一一认识

拦污栅

用以拦阻树枝、漂木、浮冰等漂浮物

避免其进入引水道

造成引水道、闸门及水轮机的损害

需定期清污

为了便于清污及减少水头损失

允许过栅流速一般不超过1-1.2m/s

因此

受允许过栅流速的限制

进水口必须保证足够大的面积

也就产生了进水口的喇叭口形式

拦污栅的布置形式有平面倾斜和平面垂直两种

平面倾斜

适用于洞式、墙式进水口

为了便于清污

平面倾斜的倾角一般为70°左右

平面垂直

主要适用于塔式、坝式进水口

清污方法

大型水电站常采用机械清污

小型电站也采用人工清污

将拦污栅上的拦截物清除

拦污栅之后

需设置检修闸门和工作闸门

工作闸门又叫事故闸门

主要用于当机组或引水道发生突然事故时紧急关闭

防止事故扩大

工作闸门

要求能在动水中1-2分钟之内快速关闭

以防止机组飞逸

因此

工作闸门一般为结构牢固

并能靠自重急速下降的平面闸门

工作闸门需设置固定的卷扬机或油压启闭机

一门一套

用以将工作闸门吊挂在进水口孔口之上

以备随时启用

启闭设备与调速器或接力器的事故电气接点相衔接

一有事故

一触而发

工作闸门虽然在动水中关闭

但需静水开启

开启前

需利用闸门前后的旁通管或闸门上的

充水阀给引水道充满水

使闸门两侧水压平衡

实现静水开启

为了检修工作闸门和清理工作闸门门槽等

还需在工作闸门前设置检修闸门

检修闸门一般静水启闭

因此

对结构要求低

一般选择结构简单的平面闸门或叠梁块

以上为拦污栅和闸门

我们接着介绍通气孔

通气孔位于事故闸门之后

用于工作闸门开启前

向引水管道充水时向外排气和工作闸门动水关闭时

引水道排水时向闸门后的引水道补气

以避免引水管道中出现真空破坏

通气孔进气流速可能高达70-80m/s

故通气孔口应加以保护

避免人员或其他物品被吸入

此外

有压进水口应低于水库可能出现的最低水位

同时为避免进水时产生漏斗状吸气旋涡

需有一定的淹没深度

相应的

进水口底部高程需高于水库设计的淤积高程

避免进水口被堵

以上为坝式进水口

下面我们来简单介绍其他三类进水口

洞式进水口、墙式进水口和塔式进水口

洞式进水口

闸门安装在从山体中开挖的竖井中

其前连隧洞的进口段

其后接引水隧洞

洞式进水口要求水库河岸地质条件好

进口断面扩大成喇叭形或开挖竖井时均不易引起塌方

当隧洞进口段地质条件较差

不宜扩大断面和开挖竖井

或地形陡峻时

宜采用墙式进水口

墙式进水口的特征在于

进口段和闸门段均布置在山岩之外

形成一个紧靠在山体上的单独的墙式建筑物

洞式进水口和墙式进水口统称为河岸式进水口

这两种进水口主要适用于

当挡水建筑物为土坝

引水建筑物不宜穿过坝身

或者河谷相对比较狭窄

无法布置引水建筑物

以及引水式开发时

水电站厂房位于河岸或地下的情况

塔式进水口

进口段及闸门段形成一个塔式结构

孤立于水库之中

并以工作桥和岸边或坝坡相连

塔式进水口可一边或四周进水

主要适用于

水库河岸地质条件差

且山坡地形较平缓

不宜采用河岸式进水口的情况

前面介绍了几种有压进水口

下面我们接着介绍无压进水口

无压进水口内水流为明流

以引表层无压流为主

其后一般接无压引水道

无压进水口常设有拦污栅、拦沙坝、进水闸和冲沙闸等

其防污、防沙及防冰能力突出

适用于上游无大的水库

河中流速较大

特别是洪水期

漂浮物和泥沙较多的情况

无压进水口

常设置在河流弯曲段凸岸

以便“正面进水

侧面排沙”

同时

避免因回流而使漂浮物堆积于进水口

为保证良好的进水条件

引水水流轴线与河中主流方向之间的夹角应尽量小

除设拦污栅拦污外

为了防止沿河底滚动的粗砂进入渠道

可采取两道拦沙排沙设施

进口前设拦沙底坝

拦挡坝前淤沙

淤沙可定期通过设在泄洪闸闸底的冲砂孔冲走

拦沙底坝后再设一道高一些的坝

以拦截越过底坝的泥沙

并可定期开启排沙道将沙冲至下游

为防止悬浮在水流中的细沙经过进水口进入引水道

淤积引水道

减小引水道的过水能力

及磨损水轮机的过流部件

在进水口后需再设断面突然扩大的沉砂池

以沉淀细沙

并定期将沉淀的细沙通过冲沙廊道冲至原河道

或通过挖泥船等机械方法排除沉积的泥沙

同学们

这次课我们就先介绍水电站引水建筑物的进水口

下次课我们将继续讲解水电站引水建筑物的

引水道及相关的压力前池或调压室及压力管道

这次课我们主要讲了两种进水口

有压进水口和无压进水口

以及有压进水口中的坝式、洞式、墙式和

塔式四种基本形式

请同学们在课下复习这部分内容

并预习下次课的内容

谢谢大家观看

下次课再见