專利名稱：分層取水結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在水利水電工程中取水口處使用的取水結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種在水 利水電工程中取水塔(或大壩)的取水口處可獲取表面水的用于供水、灌溉和發(fā)電引水的分 層取水結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
取水塔是水利水電工程中的泄水和引水系統(tǒng)中的首部建筑物，必須具有從水源按需取水 的功能，還必須保證取水質(zhì)量，并能夠控制水流，如圖1所示。分層取水作為水庫下泄低溫 水的減免措施，在國內(nèi)研究不多，目前尚無工程實踐。水庫形成后，水庫對水量的調(diào)蓄及水 體對熱量存儲等條件的變化，將對庫區(qū)及下游河段水溫分布造成影響，從而對水生生物環(huán)境 造成影響，所以最好是保證取水口在不同工況下均能取到上層水，減輕下泄低溫水的負面環(huán) 境影響。
目前，分層取水建筑物型式主要有多層取水口、翻板門等形式。多層取水口布置方式的 特點是將水道進水口沿豎向按取水高度分別設成幾個進口，每個進口都能滿足取水能力，水 位較高時關(guān)閉下部進水口閘門，水位較低時開啟下部進水口閘門，該布置方式取水口層數(shù)越 多結(jié)構(gòu)越復雜，結(jié)構(gòu)尺寸越大，適合于引流量小、水庫水深不大、取水口處場地較開闊的工 程(如圖2)。翻板門式布置的特點是在常規(guī)進水口引水渠的前面設置一道翻板門式閘門， 其閘門隨水位的升降自動升高或降低，該方式運行簡單，但閘門的檢修較為困難，水深較大 時結(jié)構(gòu)設計難度較大，目前僅在少數(shù)小型水利工程上有應用。
疊梁門這種閘門型式在國內(nèi)外水利水電工程中均有大量的應用實例。通常，主要應用在 靜水條件下啟閉，作為檢修閘門為下游流道的工作閘門創(chuàng)造檢修條件，其特點是利用自動抓 梁分節(jié)起吊，可減輕起吊設備的容量和高度，從而降低設備造價。在動水條件下啟閉，還沒 有正常應用實例。
實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單且適宜于各種取水口的分層取水結(jié)構(gòu)。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該分層取水結(jié)構(gòu)，包括設置在取水塔 的塔身上的取水口，在取水口內(nèi)設置有至少一節(jié)可沿塔身的高度方向升降的疊梁門，每節(jié)疊梁門均通過液壓自動抓梁與提升機構(gòu)連接。用疊梁門擋住水庫中下層低溫水，通過對疊梁門 的操作，使水庫表層水通過疊梁門頂部孔口進入發(fā)電或灌溉用輸水系統(tǒng)，根據(jù)水庫運行水位 變化，提起或放下相應節(jié)數(shù)的疊梁門，從而達到引用水庫表層水，提高下泄水溫的目的。
為了便于疊梁門的升降控制，在取水塔的塔身上，分別設置有沿塔身的高度方向布置的 疊梁門槽，疊梁門設置在疊梁門槽中。
為適應不同壩高、庫深和水電站流量的需要，在疊梁門槽中沿塔身的高度方向?qū)盈B排列 有多節(jié)疊梁門。
為了防止水庫中的漂浮物等進入后面的發(fā)電進水口而損壞發(fā)電設備，在進水口處設置有 攔污柵，且最好將疊梁門沿水流方向布置在攔污柵的后側(cè)。
本實用新型的有益效果是取水口采用疊梁門分層取水結(jié)構(gòu)，保證了取水口在不同工況 下均能從水庫取到上層水，減輕了下泄低溫水的負面環(huán)境影響。本實用新型的疊梁門分層取 水技術(shù)適用于水利水電工程的各種分層取水建筑物，降低了工程對場地的要求，尤其解決了 高壩、深庫、大流量、場地狹小的水電站的分層取水問題。該技術(shù)具有布置簡單，運行靈活 方便，可靠性較好且投資省、對樞紐布置影響小、對電站動能指標影響小等優(yōu)點?？稍谀壳?設計的許多大、中型水電站推廣使用。
圖l是現(xiàn)有的取水塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是現(xiàn)有的多層取水塔的結(jié)構(gòu)簡圖。
圖3是本實用新型的結(jié)構(gòu)簡圖。
圖中標記為，攔污柵l、疊梁門2、檢修閘門3、快速事故閘門4、攔污柵墩5、攔污柵槽 6、疊梁門槽7、橫撐8、縱撐9、雙向門式啟閉機IO、塔身ll。 圖中箭頭為水流方向。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
如圖3所示，本實用新型的分層取水結(jié)構(gòu)，是在取水塔的塔身ll上的進水口處，設置有 至少一節(jié)可沿塔身11的高度方向升降的疊梁門2，每節(jié)疊梁門2均通過液壓自動抓梁與提升機 構(gòu)連接。用疊梁門2擋住水庫中下層低溫水，通過對疊梁門2的操作，可使水庫表層水通過疊 梁門2頂部孔口進入發(fā)電或灌溉用輸水系統(tǒng)，根據(jù)水庫運行水位變化，利用提升機構(gòu)提起或 放下相應節(jié)數(shù)的疊梁門，從而達到引用水庫表層水，提高下泄水溫的目的。
為了方便可靠的對疊梁門2進行操作，便于疊梁門的升降控制，在取水塔的塔身ll上，分別設置有沿塔身11的高度方向布置的疊梁門槽7，疊梁門2設置在疊梁門槽7中。為適應不 同壩高、庫深和水電站流量的需要，多節(jié)疊梁門2在疊梁門槽7中沿塔身11的高度方向?qū)盈B排 列。這樣，在水位較高時，可將多節(jié)疊梁門2均放下，水庫或河流的表層水從疊梁門2的上部 進入發(fā)電或灌溉用輸水系統(tǒng)，在水位下降后，可根據(jù)其實際水位，將上面的一節(jié)或多節(jié)疊梁 門2提起，保證水庫或河流的表層水能從疊梁門2之間形成的孔口進入發(fā)電或灌溉用輸水系統(tǒng) 。當然，疊梁門2的節(jié)數(shù)根據(jù)水庫或河流中的水從表層到底層的溫度變化趨勢進行設置，如 水溫從表層到底層變化較快時，可設置多節(jié)疊梁門2，水溫從表層到底層變化較緩時，可設 置較少節(jié)數(shù)的疊梁門2。
為了防止水庫中的漂浮物等給后面的發(fā)電設備等造成破壞，通常在進水口處設置有攔污 柵l。攔污柵1可設置在疊梁門2的前面，也可設置在疊梁門2的后面，為了保證疊梁門2升降 的可靠性，防止漂浮物等對疊梁門2的升降等造成影響，最好將疊梁門2沿水流方向布置在攔 污柵1的后側(cè)。按照通常的設計，攔污柵1設置安裝在攔污柵槽6中，攔污柵槽6設置在進水口 的塔身11的攔污柵墩5上。通常情況下，攔污柵l可采用兩道，上游為工作攔污柵且每孔一扇 柵葉，下游為備用攔污柵，多孔共用一扇柵葉。清污時，先提起一孔疊梁門，放下備用攔污 柵，提起工作攔污柵對其上的污物進行清理。
為了減小疊梁門2的變形，平衡疊梁門2迎水側(cè)的壓力，沿水流方向的疊梁門2的后側(cè)， 設置有與疊梁門2的后側(cè)面接觸的平面支撐結(jié)構(gòu)。該支撐結(jié)構(gòu)可以采用多種結(jié)構(gòu)形式來實現(xiàn) ，通常情況下，該平面支撐結(jié)構(gòu)可采用沿疊梁門2的后側(cè)面間隔布置的橫撐8與縱撐9來達到 支撐疊梁門2的目的，橫撐8與縱撐9可對疊梁門2起到有效的支撐作用，從而保證疊梁門2的 正常工作。
上述提升機構(gòu)可以采用多種動力傳動提升裝置來實現(xiàn)，例如采用設置在塔身ll頂部的雙 向門式啟閉機10來提升疊梁門2。雙向門式啟閉機10為現(xiàn)有設備，由門架、主起升機構(gòu)、上 游回轉(zhuǎn)吊起升機構(gòu)、上游回轉(zhuǎn)吊回轉(zhuǎn)機構(gòu)、大車運行機構(gòu)、小車運行機構(gòu)等部分組成，該雙 向門式啟閉機10可以起吊電站進水口檢修閘門、電站進水口事故閘門和液壓啟閉機、取水口 工作攔污柵、取水口備用攔污柵、取水口分層取水疊梁門、壩面零星物品等，其中疊梁門采 用回轉(zhuǎn)起升機構(gòu)通過液壓自動抓梁起吊，起吊出壩面的疊梁門由雙向門式啟閉機10的大車運 行機構(gòu)和回轉(zhuǎn)機構(gòu)移至門庫內(nèi)存放。
為了將污物擋在攔污柵l的前面，避免對后續(xù)步驟的影響，疊梁門2設置在攔污柵1的后 面。這樣，當水流流經(jīng)攔污柵l時污物即被攔污柵l擋住，不會對后面的引水造成影響。
實施例如圖3所示，本實用新型的分層取水結(jié)構(gòu)，其取水塔按照常規(guī)電站進水口型式設計。從 上游到下游主要結(jié)構(gòu)依次為從攔污柵1到疊梁門2之間的攔污柵及隔水疊梁門段、攔污柵l 到檢修閘門3之間的取水前池段、檢修閘門3到快速事故閘門4之間的發(fā)電取水塔段三部分。
攔污柵及隔水疊梁門段為從水庫取水的控制段，攔污柵1后為疊梁門2，疊梁門2寬度同 攔污柵相當，疊梁門總高度及節(jié)數(shù)根據(jù)水庫水位及水庫水溫情況確定，保證取用水庫表層水 ，提高水庫下泄水溫。攔污柵的寬度和高度按過流流速0.8m/s 1.2m/s確定。塔身ll的頂部 設置雙向門式啟閉機IO，滿足攔污柵l及起隔水作用的疊梁門的運行、檢修需要。
取水前池段為水流過渡區(qū)，主要作用為使從水庫取得的面層水在通過閘門后能平順地進 入發(fā)電進水口。該段結(jié)構(gòu)尺寸主要根據(jù)水流狀態(tài)確定，需要考慮的主要因素為池內(nèi)流態(tài)及機 組負荷變化時的池內(nèi)水位變動情況。在機組負荷變化時，池內(nèi)會有較明顯的"調(diào)壓室"效應 ，攔污柵墩5、疊梁門槽7、橫撐8、縱撐9等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)尺寸和配筋設計還需結(jié)合機組負 荷變化時池內(nèi)的"調(diào)壓室"效應情況考慮。
權(quán)利要求1.分層取水結(jié)構(gòu)，包括設置在取水塔的塔身(11)上的取水口，其特征是在取水口內(nèi)設置有至少一節(jié)可沿塔身(11)的高度方向升降的疊梁門(2)，每節(jié)疊梁門(2)均通過液壓自動抓梁與提升機構(gòu)連接。
2.如權(quán)利要求l所述的分層取水結(jié)構(gòu)，其特征是塔身(11)上分別 設置有沿塔身(11)的高度方向布置的疊梁門槽(12)，疊梁門(2)設置在疊梁門槽(7) 中。
3.如權(quán)利要求2所述的分層取水結(jié)構(gòu)，其特征是疊梁門槽(7)中 沿塔身(11)的高度方向?qū)盈B排列有多節(jié)疊梁門(2)。
4.如權(quán)利要求l、 2或3所述的分層取水結(jié)構(gòu)，其特征是在進水口處 設置有攔污柵(1)。
5.如權(quán)利要求4所述的分層取水結(jié)構(gòu)，其特征是疊梁門(2)沿水 流方向布置在攔污柵(1)的后側(cè)。
6.如權(quán)利要求l、 2或3所述的分層取水結(jié)構(gòu)，其特征是沿水流方向 的疊梁門(2)的后側(cè)，設置有與疊梁門(2)的后側(cè)面接觸的平面支撐結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的分層取水結(jié)構(gòu)，其特征是所述平面支撐結(jié)構(gòu) 為沿疊梁門(2)的后側(cè)面間隔布置的橫撐(8)與縱撐(9)。
8.如權(quán)利要求l、 2或3所述的分層取水結(jié)構(gòu)，其特征是所述提升機 構(gòu)為設置在塔身(11)頂部的雙向門式啟閉機(10)。
專利摘要本實用新型公開了一種在水利水電工程中取水塔(或大壩)的取水口的分層取水結(jié)構(gòu)，可獲取表面水用于供水、灌溉和發(fā)電引水，其結(jié)構(gòu)簡單且適宜于各種取水口。在塔身的取水口處設置有至少一節(jié)可沿塔身的高度方向升降的疊梁門，每節(jié)疊梁門均通過液壓自動抓梁與提升機構(gòu)連接。該結(jié)構(gòu)保證了取水口在不同工況下均能從水庫取到上層水，減輕了下泄低溫水的負面環(huán)境影響，可適用于水利水電工程的各種分層取水建筑物，降低了工程對場地的要求，尤其解決了高壩、深庫、大流量、場地狹小的水電站的分層取水問題，具有布置簡單，運行靈活方便，可靠性較好且投資省、對樞紐布置影響小、對電站動能指標影響小等優(yōu)點，可在目前設計的許多大、中型水電站推廣使用。
文檔編號E02B7/22GK201158814SQ20072020104
公開日2008年12月3日 申請日期2007年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月19日
發(fā)明者劉平祿, 鐘 周, 李亞農(nóng), 楊繼亞, 湘 游, 王希成, 秦永濤, 剛 賈 申請人:中國水電顧問集團成都勘測設計研究院