采用水斗式水轮机的梯级串接引水式发电站制造技术

本发明专利技术公开了一种采用水斗式水轮机的梯级串接引水式发电站，属于水利水电工程结构物设计建造技术领域

【技术实现步骤摘要】
采用水斗式水轮机的梯级串接引水式发电站


[0001]本专利技术涉及一种梯级串接引水式发电站，尤其是涉及一种采用水斗式水轮机的梯级串接引水式发电站，属于水利水电工程结构物设计建造

。

技术介绍

[0002]对于采用引水式开发的电站，如果水流落差过大，受到水轮机组及压力管道设计制造的限制，则必须采用多级串联的形式，且水轮机需水斗式水轮机
。
为降低上下级电站运行过程中的相互影响，以及紧急事故发生时预留足够的响应时间，一般在上
、
下两级引水式电站之间设置调节池，以衔接上一级电站尾水出口和下一级电站进水口，从而提升整个系统的运行稳定性和安全性
。
[0003]常规设计中，稳定运行时，上一级电站尾水进入调节池的流量等于下一级电站进水口引用流量，调节池水位不变
。
当上一级电站突发事故停机后，下一级电站仍会持续运行一段时间，调节池进入供水工况，池内水位下降
。
当下一级电站突发事故停机后，上一级电站持续运行，尾水继续进入调节池，调节池进入蓄水工况，池内水位上升
。
调节池的设计需满足两种事故工况的水位和库容要求
。
[0004]当引水式电站水头过高时，需采用水斗式水轮机，该型水轮机需安装在自由水面以上且预留一定的安全距离
。
但正常运行情况下，下游尾水位处于正常水位，与事故工况上限水位有一定距离，水轮机则必须安装在事故工况上限水位以上，与正常尾水位之间的高差无法利用
。
>
技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种能有效利用正常运行水位与事故工况上限水位之间的高差
、
减小开挖高度
、
降低消能要求的采用水斗式水轮机的梯级串接引水式发电站
。
[0006]为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种采用水斗式水轮机的梯级串接引水式发电站，至少包括上一级引水发电系统和相邻的下一级储水调节库，上一级引水发电系统的尾水输出端与相邻的下一级储水调节库连接，所述的梯级串接引水式发电站还包括应急水位调节系统，各级储水调节库分别各自独立的与应急水位调节系统连接，上一级引水发电系统水斗式水轮机的安装高程不低于应急水位调节系统相应部位处于最大水位时相邻的下一级储水调节库的最高水位
。
[0007]进一步的是，各级储水调节库分别由相邻两级引水发电系统之间的河床或开挖的调节供水池构成
。
[0008]上述方案的优选方式是，应急水位调节系统包括数量与储水调节库数量相当的多个调节蓄水池，一个调节蓄水池对应的与一级储水调节库可阻断的连接
。
[0009]进一步的是，所述的梯级串接引水式发电站还包括数量与储水调节库数量相当的多个溢流堰，各级储水调节库与相应位置的调节蓄水池分别通过溢流堰分隔开，并在溢流
堰堰顶的配合下连通
。
[0010]上述方案的优选方式是，储水调节库与同级的调节蓄水池沿水流方向按上下游位置布置
。
[0011]进一步的是，储水调节库与同级的调节蓄水池沿水流方向并行布置
。
[0012]上述方案的优选方式是，所述的梯级串接引水式发电站还包括尾水隧洞和引水隧洞，上一级引水发电系统通过尾水隧洞与相邻的下一级储水调节库连接，相邻的上一级储水调节库通过引水隧洞向下一级引用发电系统的水轮发电机输水
。
[0013]进一步的是，在各个调节蓄水池上还设置有连接洞，位于各个调节蓄水池中的调节水通过连接洞输出
。
[0014]上述方案的优选方式是，应急水位调节系统还包括次级调节蓄水池，各个调节蓄水池中的调节水通过连接洞输入相应的次级调节蓄水池中
。
[0015]进一步的是，各级储水调节库为分别设置在相邻上一级电站尾水端上的地下分厢调节供水池，应急水位调节系统为通过输水洞相连的相邻下一级电站输入端的地表调节蓄水池
。
[0016]本专利技术的有益效果是：本申请提供的技术方案以至少包括上一级引水发电系统和相邻的下一级储水调节库，上一级引用发电系统的尾水输出端与相邻的下一级储水调节库连接的现有梯级电站为基础，通过增加设置应急水位调节系统构成本申请的梯级串接引水式发电站，并使各级储水调节库分别各自独立的与应急水位调节系统连接，然后使上一级引水发电系统水斗式水轮机的安装高程不低于应急水位调节系统相应部位处于最大水位时相邻的下一级储水调节库的最高水位
。
这样，通过将事故工况上限水位限制在正常运行水位既充分利用了正常运行水位与事故工况上限水位之间的高差，又显著减小了开挖高度
、
降低了消能要求，达有效缩小消能规模的目的
。
具体就是，通过将调节池总库容按照功能拆分成调节供水池和调节蓄水池并通过溢流堰建立二者的水力联系，使得：
1)
单池规模显著减小，能显著降低工程开挖支护处理难度；
2)
调节供水池和调节蓄水池的空间位置关系可以灵活组合，能更好地适应地形地质条件；
3)
事故工况最高水位等于正常运行工况水位，冲击式机组安装高程不考虑事故水位壅高问题，水头利用率提高
。
附图说明
[0017]图1为本专利技术采用水斗式水轮机的梯级串接引水式发电站的方案概念示意图；
[0018]图2为本专利技术采用水斗式水轮机的梯级串接引水式发电站的一种实施方式的概念结构示意图；
[0019]图
3、
图4以及图5本专利技术采用水斗式水轮机的梯级串接引水式发电站的三种简化结构示意图；
[0020]图6为本专利技术采用水斗式水轮机的梯级串接引水式发电站的另一种实施方式的概念结构示意图
。
[0021]图中标记为：引水发电系统
1、
储水调节库
2、
应急水位调节系统
3、
水轮发电机
4、
溢流堰
5、
尾水隧洞
6、
引水隧洞
7、
连接洞
8、
河道
9、
地下分厢调节供水池
10、
输水洞
11、
地表调节蓄水池
12。
具体实施方式
[0022]如图1～图6所示是本专利技术提供的一种能有效利用正常运行水位与事故工况上限水位之间的高差
、
减小开挖高度
、
降低消能要求的采用水斗式水轮机的梯级串接引水式发电站
。
所述的梯级串接引水式发电站，至少包括上一级引水发电系统1和相邻的下一级储水调节库2，上一级引水发电系统1的尾水输出端与相邻的下一级储水调节库2连接，其特征在于：所述的梯级串接引水式发电站还包括应急水位调节系统3，各级储水调节库2分别各自独立的与应急水位调节系统3连接，上一级引水发电系统1水斗式水轮机4的安装高程不低于应急水位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
采用水斗式水轮机的梯级串接引水式发电站，至少包括上一级引水发电系统
(1)
和相邻的下一级储水调节库
(2)
，上一级引水发电系统
(1)
的尾水输出端与相邻的下一级储水调节库
(2)
连接，其特征在于：所述的梯级串接引水式发电站还包括应急水位调节系统
(3)
，各级储水调节库
(2)
分别各自独立的与应急水位调节系统
(3)
连接，上一级引水发电系统
(1)
水斗式水轮机
(4)
的安装高程不低于应急水位调节系统
(3)
相应部位处于最大水位时相邻的下一级储水调节库
(2)
的最高水位
。2.
根据权利要求1所述的采用水斗式水轮机的梯级串接引水式发电站，其特征在于：各级储水调节库
(2)
分别由相邻两级引水发电系统之间的河床或开挖的调节供水池构成
。3.
根据权利要求1或2所述的采用水斗式水轮机的梯级串接引水式发电站，其特征在于：应急水位调节系统
(3)
包括数量与储水调节库数量相当的多个调节蓄水池，一个调节蓄水池对应的与一级储水调节库
(2)
可阻断的连接
。4.
根据权利要求3所述的采用水斗式水轮机的梯级串接引水式发电站，其特征在于：所述的梯级串接引水式发电站还包括数量与储水调节库
(2)
数量相当的多个溢流堰
(5)
，各级储水调节库
(2)
与相应位置的调节蓄水池分别通过溢流堰
(5)
分隔开，并在溢流堰
(5)
堰顶的配合下连通
。5.
根据权利要求4所述的采用水斗式水轮机的梯...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺春晖，张敬，李竞波，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：