收縮式橫縫進(jìn)口排沙廊道的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種收縮式橫縫進(jìn)口排沙廊道，涉及水利水電工程領(lǐng)域，提供一種適用于取水口寬度較大、取水口與河床高差較小的電站的排沙廊道。收縮式橫縫進(jìn)口排沙廊道，包括主廊道和沿水流方向設(shè)置的多個(gè)廊道進(jìn)口，廊道進(jìn)口與主廊道連通；廊道進(jìn)口包括矩形的進(jìn)口前端口和矩形的進(jìn)口后端口；各進(jìn)口前端口形狀和大小相同；進(jìn)口后端口高度與進(jìn)口前端口高度一致，進(jìn)口后端口寬度小于進(jìn)口前端口寬度，進(jìn)口后端口寬度大于進(jìn)口后端口高度，位于水流下游的進(jìn)口后端口寬度小于位于水流上游的進(jìn)口后端口寬度。本實(shí)用新型排沙廊道的廊道進(jìn)口形狀彌補(bǔ)了傳統(tǒng)形狀的不足，各個(gè)廊道進(jìn)口的流速均能滿足排沙要求，經(jīng)水力學(xué)模型試驗(yàn)驗(yàn)證，其排沙效果良好。
【專利說明】收縮式橫縫進(jìn)口排沙廊道
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水利水電工程領(lǐng)域，尤其涉及一種收縮式橫縫進(jìn)口排沙廊道。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于多沙河流的引水式電站而言，首部樞紐的引水防沙問題十分突出，直接影響機(jī)組的安全運(yùn)行。為了避免粗沙過機(jī)，需要布置防沙排沙設(shè)施，由攔沙坎、束水墻和沖沙閘組成的防線能攔截絕大部分泥沙并排向下游，但小部分泥沙翻過攔沙坎是難以避免的，若取水口后無條件排沙，則需要在取水口前布置排沙設(shè)施。
[0003]由于取水口與河床高差較小，常規(guī)的沖沙底孔難以發(fā)揮作用，取水口前的排沙設(shè)施多采用排沙廊道，其布置在取水口下方，采用分散進(jìn)口、集中出口的型式，沿水流方向布置多個(gè)進(jìn)口，每個(gè)進(jìn)口形成的沖沙漏斗彼此相連，盡管單個(gè)進(jìn)口的沖沙范圍有限，但多個(gè)進(jìn)口連在一起可解決取水口前的沖沙問題。
[0004]已建工程中，排沙廊道多采用寬高比相當(dāng)?shù)倪M(jìn)口或豎縫式進(jìn)口(高度大于寬度)，這種進(jìn)口適用于取水口寬度較小的情況。對(duì)于取水口寬度較大的電站，采用這種進(jìn)口型式主要存在兩個(gè)問題:(I)為了排走整個(gè)取水口前的泥沙，廊道進(jìn)口數(shù)量需大幅度增加，而排沙流量通常難以增大，這就導(dǎo)致進(jìn)口流速明顯減小，不能滿足排沙要求；(2)隨著取水口寬度的增大，排沙廊道長度也會(huì)增大，導(dǎo)致各個(gè)進(jìn)口的入流量差異增加，廊道上游端的進(jìn)口流速大幅度減小，部分進(jìn)口前的泥沙不能排走。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:提供一種適用于取水口寬度較大、取水口與河床高差較小的電站的收縮式橫縫進(jìn)口排沙廊道。
[0006]為解決上述問題采用的技術(shù)方案是:收縮式橫縫進(jìn)口排沙廊道，包括主廊道和沿水流方向設(shè)置的多個(gè)廊道進(jìn)口，廊道進(jìn)口與主廊道連通；廊道進(jìn)口包括矩形的進(jìn)口前端口和矩形的進(jìn)口后端口 ；各進(jìn)口如端口形狀和大小相同；進(jìn)口后端口聞度與進(jìn)口如端口聞度一致，進(jìn)口后端口寬度小于進(jìn)口前端口寬度，進(jìn)口后端口寬度大于進(jìn)口后端口高度，位于水流下游的進(jìn)口后端口寬度小于位于水流上游的進(jìn)口后端口寬度。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:(I)在取水口寬度較大的情況下，廊道進(jìn)口數(shù)量得以控制，廊道進(jìn)口總面積不會(huì)過大，使得廊道進(jìn)口流速大于泥沙起動(dòng)流速，可滿足排沙要求；
(2)在排沙廊道長度較大的情況下，由于廊道進(jìn)口采用不同的收縮比，使得各個(gè)廊道進(jìn)口的流速差異明顯減小，廊道上游端的廊道進(jìn)口也能滿足排沙要求，可排走整個(gè)取水口前的泥沙。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是收縮式橫縫進(jìn)口排沙廊道俯視圖；
[0009]圖2是收縮式橫縫進(jìn)口排沙廊道剖視圖；
[0010]圖中標(biāo)記為:進(jìn)口后端口 1、取水口 2、主廊道3、閘門4、廊道進(jìn)口 5、進(jìn)口前端口 6。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0012]如圖1所示，收縮式橫縫進(jìn)口排沙廊道包括主廊道3和沿水流方向設(shè)置的多個(gè)廊道進(jìn)口 5，廊道進(jìn)口 5與主廊道3連通；廊道進(jìn)口 5包括矩形的進(jìn)口前端口 6和矩形的進(jìn)口后端口 I ;各進(jìn)口前端口 6形狀和大小相同；進(jìn)口后端口 I高度與進(jìn)口前端口 6高度一致，進(jìn)口后端口 I寬度小于進(jìn)口前端口 6寬度，進(jìn)口后端口 I寬度大于進(jìn)口后端口 I高度，位于水流下游的進(jìn)口后端口 I寬度小于位于水流上游的進(jìn)口后端口 I寬度。如圖1、圖2所示，主廊道3沿進(jìn)水口 2設(shè)置于進(jìn)水口 2下方。
[0013]當(dāng)主廊道3尾部的閘門4開啟時(shí)，各個(gè)廊道進(jìn)口 5前水流流速均超過淤積泥沙的起動(dòng)流速，泥沙隨水流一起通過不同的廊道進(jìn)口 5匯入主廊道3，水沙在主廊道3內(nèi)呈螺旋流前進(jìn)，并通過主廊道3出口排向下游。
[0014]進(jìn)口前端口 6是指廊道進(jìn)口 5的水流進(jìn)入口，進(jìn)口后端口 I是指廊道進(jìn)口 5與主廊道3的交匯口?！斑M(jìn)口后端口 I寬度大于高度”是指本實(shí)用新型的廊道進(jìn)口 5不同于現(xiàn)有技術(shù)的廊道進(jìn)口 5，本實(shí)用新型廊道進(jìn)口 5為橫縫結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)既能控制進(jìn)口數(shù)量，也能控制廊道進(jìn)口 5總面積，達(dá)到增大廊道進(jìn)口 5流速的目的?！斑M(jìn)口后端口 I寬度小于進(jìn)口前端口 6寬度,位于水流下游的進(jìn)口后端口 I寬度小于位于水流上游的進(jìn)口后端口 I寬度”是指廊道進(jìn)口 5橫截面為梯形，廊道進(jìn)口 5為向主廊道3方向收縮的結(jié)構(gòu)，并且沿水流方向收縮比不同，上游廊道進(jìn)口 5收縮比小，下游廊道進(jìn)口 5收縮比大。由于主廊道3長度較大，各個(gè)廊道進(jìn)口 5若采用相同形狀，下游端廊道進(jìn)口 5的入流量會(huì)明顯大于上游端廊道進(jìn)口5，導(dǎo)致上游端廊道進(jìn)口 5流速偏小，而采用進(jìn)口后端口 I寬度遞減的收縮式形狀，可增大上游端廊道進(jìn)口 5的入流量并減小下游端廊道進(jìn)口 5的入流量，達(dá)到廊道進(jìn)口 5流速均勻化的目的。
[0015]本實(shí)用新型在取水口 2寬度較大的情況下，廊道進(jìn)口 5數(shù)量得以控制，廊道進(jìn)口 5總面積不會(huì)過大，使得廊道進(jìn)口 5流速大于泥沙起動(dòng)流速，可滿足排沙要求；在排沙廊道長度較大的情況下，由于廊道進(jìn)口 5采用不同的收縮比，使得各個(gè)廊道進(jìn)口 5的流速差異明顯減小，水流上游端的廊道進(jìn)口 5也能滿足排沙要求，可排走整個(gè)取水口 2前的泥沙。
[0016]實(shí)施例:
[0017]以某水電站為例，取水口 2寬度達(dá)120m，取水口 2底板與河床高差僅3.5m ;設(shè)計(jì)兩條排沙廊道，各負(fù)責(zé)一半寬度取水口 2的排沙要求，主廊道3寬2.0m、高2.5m ;每條主廊道3布置12個(gè)收縮式橫縫廊道進(jìn)口 5，廊道進(jìn)口 5高度不變，為0.5m，各進(jìn)口前端口 6寬度均為 2.0m，各進(jìn)口后端口 I 沿水流方向依次為 1.3m、1.3m、1.0m、l.0m、0.8m、0.8m、0.7m、0.7m、
0.6m、0.6m、0.6m、0.6m，廊道進(jìn)口 5寬度減小呈兩側(cè)對(duì)稱直線收縮形式。排沙廊道運(yùn)行時(shí)，模型試驗(yàn)測出12個(gè)廊道進(jìn)口 5前的流速為2.1?2.6m/s，廊道進(jìn)口 5前淤沙可順利排向下游。本實(shí)用新型排沙廊道的廊道進(jìn)口 5形狀彌補(bǔ)了傳統(tǒng)形狀的不足，各個(gè)廊道進(jìn)口 5的流速均能滿足排沙要求，經(jīng)水力學(xué)模型試驗(yàn)驗(yàn)證，其排沙效果良好。
【權(quán)利要求】
1.收縮式橫縫進(jìn)口排沙廊道，包括主廊道(3)和沿水流方向設(shè)置的多個(gè)廊道進(jìn)口(5)，廊道進(jìn)口(5)與主廊道(3)連通；其特征在于:廊道進(jìn)口(5)包括矩形的進(jìn)口前端口(6)和矩形的進(jìn)口后端口⑴；各進(jìn)口前端口(6)形狀和大小相同；進(jìn)口后端口⑴高度與進(jìn)口前端口(6)高度一致，進(jìn)口后端口⑴寬度小于進(jìn)口前端口(6)寬度，進(jìn)口后端口⑴寬度大于進(jìn)口后端口(I)高度，位于水流下游的進(jìn)口后端口(I)寬度小于位于水流上游的進(jìn)口后端口(I)寬度。
【文檔編號(hào)】E02B8/00GK203977376SQ201420431051
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】葉茂, 吳憲生, 黃武林, 尹建輝, 張琦, 王 鋒, 呂海艷, 王川, 蒲云娟, 黃躍 申請(qǐng)人:中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司