【技术实现步骤摘要】
本申请涉及抽水蓄能电站和水工建筑水力学，特别涉及一种紧接尾水管的进/出水口体型。
技术介绍
1、抽水蓄能在保证新型电力系统稳定、促进新能源消纳，支撑双碳目标实现上，将发挥关键作用。抽蓄电站具有双向运行，双向水流特点，其进水口同时也是出水口，须同时满足流态平顺、流量平均、流速均匀、水头损失小等要求，这对设计优化提出了挑战。尤其低水头电站常采用尾部明厂房开发方式，机组后到下水库之间的距离很短，尾水管后紧接进/出水口，受尾水管弯肘段不均匀流态影响，出流时易产生流速集中和偏移，导致拦污栅断面流态评价参数难以满足规范要求，影响电站运行安全和效益。
2、相关技术中，对进/出水口的优化设计研究较为完善，针对不良流态已出现多项技术，如调整分流墩的布置形式实现进/出水口在不同运行工况下分流均匀的设计方法，又如基于响应面模型的扩散段体型优化方法，再如可调节的防涡梁等。
3、然而，相关技术均仅针对常规布置形式进/出水口，对于紧接尾水管段的特殊布置形式，采用侧式进/出水口难以解决流速集中和偏移的问题，同时其地形条件又难以满足竖井式进/出水口的高差要求，亟待改进。
技术实现思路
1、本申请提供一种紧接尾水管的进/出水口体型，以解决相关技术中，紧接尾水管段的侧式进/出水口难以解决流速集中和偏移的问题，且竖井式进/出水口难以适应地形条件的技术问题。
2、本申请第一方面实施例提供一种紧接尾水管的进/出水口体型，所述进/出口体型包括：水平隧洞段、弯管段、竖井段、竖井扩散段和分流段
3、可选地，在本申请的一个实施例中，所述水平隧洞段、所述弯管段、所述竖井段、所述竖井扩散段和所述分流段的断面均为矩形或类矩形。
4、可选地，在本申请的一个实施例中，所述尾水管的地板高程、最低涌浪水位和最小淹没水深由所述工作参数、安装参数和地形参数得到；所述进/出水口体型的总高程由所述尾水管的地板高程、最低涌浪水位和最小淹没水深得到。
5、可选地，在本申请的一个实施例中，所述水平隧洞段的段末断面高度由所述水平隧洞段的初始断面高度、所述水平隧洞段的长度和顶板扩张角得到。
6、可选地，在本申请的一个实施例中，所述弯管段的半径、所述竖井直管段的长度和所述竖井扩散段的高度由所述总高程和所述预设的至少一个连接约束得到；所述弯管段至竖井扩散段的高差由所述总高程和所述目标机组的最低运行水位得到。
7、可选地，在本申请的一个实施例中，所述弯管段的内径为等径的90°弯管，且所述弯管段的外径弧度呈预设弧度。
8、可选地，在本申请的一个实施例中，所述竖井段的内侧竖直，所述竖井段的外侧向内倾斜且与竖直方向呈预设角度。
9、可选地，在本申请的一个实施例中，所述竖井扩散段的扩散曲线为1/4椭圆，其中，所述椭圆的长短轴比在[3，5]区间内，所述竖井扩散段的倒椎体呈子弹头型，其中，所述倒椎体的锥头的高程低于所述分流段的底板。
10、可选地，在本申请的一个实施例中，所述分流段由分流墩将所述流道分为若干子流道，且在所述分流墩的末端设置有拦污栅，其中，所述拦污栅尺寸由所述目标机组的流量得到，所述分流墩的墩头间距由所述分流段的起始断面宽度得到。
11、可选地，在本申请的一个实施例中，所述分流段的长度、所述分流墩的宽度、所述水平隧洞段的初始断面宽度、所述目标机组的单机额定流量和拦污栅断面个数由所述工作参数、安装参数和地形参数得到；所述拦污栅断面高度和宽度由单个拦污栅断面面积的取值范围得到，其中，所述取值范围由所述单机额定流量、拦污栅断面个数和拦污栅断面最大平均流速得到；所述分流段的起始断面宽度和所述弯管段的矩形断面宽度由所述分流段的长度、所述分流墩的宽度、所述拦污栅的宽度、所述水平隧洞段的长度和所述水平隧洞段的初始断面宽度得到，其中，基于所述分流段的起始断面宽度和所述弯管段的矩形断面宽度，使得所述分流段的单孔水平扩散角、所述水平隧洞段的水平扩散角和所述竖井段的宽度方向扩散角均满足预设角度条件。
12、本申请实施例可以基于目标机组的工作参数、安装参数和地形参数，确定进/出水口体型的每个分段的设计尺寸，其中，进/出水口体型包括尾水管、水平隧洞段、弯管段、竖井段、竖井扩散段和分流段，并根据设计尺寸和预设的至少一个连接约束得到每个分段的实际尺寸，以根据实际尺寸得到满足预设地形条件的进/出水口体型的设计结果，得到水力特性良好、能满足低水头地面式厂房抽水蓄能电站布置要求的尾水管进/出水口体型，在有效改善尾水管后不均匀流态的同时兼具较好的地形适应性。由此，解决了相关技术中，紧接尾水管段的侧式进/出水口难以解决流速集中和偏移的问题，且竖井式进/出水口难以适应地形条件的技术问题。
13、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种紧接尾水管的进/出水口体型，其特征在于，所述进/出口体型包括：水平隧洞段、弯管段、竖井段、竖井扩散段和分流段，尾水管后连接所述水平隧洞段的一侧，所述水平隧洞段的另一侧连接所述弯管段；所述弯管段的上方连接所述竖井段，所述竖井段的上方连接所述竖井扩散段，并基于所述竖井扩散段的倒椎体将流道分为上游部分和下游部分，所述竖井扩散段上下游两侧分别连接所述分流段，其中，
2.根据权利要求1所述的紧接尾水管的进/出水口体型，其特征在于，所述水平隧洞段、所述弯管段、所述竖井段、所述竖井扩散段和所述分流段的断面均为矩形或类矩形。
3.根据权利要求1所述的紧接尾水管的进/出水口体型，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的紧接尾水管的进/出水口体型，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的紧接尾水管的进/出水口体型，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的紧接尾水管的进/出水口体型，其特征在于，所述弯管段的内径为等径的90°弯管，且所述弯管段的外径弧度呈预设弧度。
7.根据权利要求1所述的紧接尾水管的进/出水口体型，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的紧接尾水管的进/出水口体型，其特征在于，所述竖井扩散段的扩散曲线为1/4椭圆，其中，所述椭圆的长短轴比在[3，5]区间内，所述竖井扩散段的倒椎体呈子弹头型，其中，所述倒椎体的锥头的高程低于所述分流段的底板。
9.根据权利要求1所述的紧接尾水管的进/出水口体型，其特征在于，所述分流段由分流墩将所述流道分为若干子流道，且在所述分流墩的末端设置有拦污栅，其中，所述拦污栅尺寸由所述目标机组的流量得到，所述分流墩的墩头间距由所述分流段的起始断面宽度得到。
10.根据权利要求1所述的紧接尾水管的进/出水口体型，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种紧接尾水管的进/出水口体型，其特征在于，所述进/出口体型包括：水平隧洞段、弯管段、竖井段、竖井扩散段和分流段，尾水管后连接所述水平隧洞段的一侧，所述水平隧洞段的另一侧连接所述弯管段；所述弯管段的上方连接所述竖井段，所述竖井段的上方连接所述竖井扩散段，并基于所述竖井扩散段的倒椎体将流道分为上游部分和下游部分，所述竖井扩散段上下游两侧分别连接所述分流段，其中，
2.根据权利要求1所述的紧接尾水管的进/出水口体型，其特征在于，所述水平隧洞段、所述弯管段、所述竖井段、所述竖井扩散段和所述分流段的断面均为矩形或类矩形。
3.根据权利要求1所述的紧接尾水管的进/出水口体型，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的紧接尾水管的进/出水口体型，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的紧接尾水管的进/出水口体型，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的紧接尾水管的进/...
【专利技术属性】
技术研发人员：程永光，田浩霖，胡赞熬，黄洋，林云发，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。