一種電站進水口的排沙方法
【技術領域】
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[0001]本發明涉及一種水電站進水口排除粗顆粒泥沙技術，尤其涉及一種采用不等寬的變寬窄縫式排沙廊道進行排沙的技術，屬于水利工程領域，IPC國際專利分類號為E02B9/00, E02B9/04,E02B1/00。
【背景技術】
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[0002]在多沙河流上，泥沙磨損對水輪機造成的破壞作用是非常嚴重的。對于高水頭樞紐，設置排沙底孔或泄洪排沙洞是減少粗沙過機的有效措施。排沙底孔一般布置在電站進水口的下部，利用泄洪在電站進水口前形成沖刷漏斗，減少粗沙過機。對于低水頭河床式樞紐，排沙底孔布置在電站進水口下部比較困難，布置在電站進水口兩側，沖刷漏斗范圍較小，難以達到理想的排沙效果。再加之該類型電站進水口前緣一般比較長，單個排沙孔根本無法實現其目的，沿進水口前緣設置多個排沙孔又難以布置。八盤峽水電站在電站機組進口段底板上廊道頂部設置等寬縫隙排沙，運行結果表明，口門流速小，拉沙孔過流能力小，拉沙范圍不大，且在廊道中容易產生淤堵。
【發明內容】
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[0003]針對低水頭河床式樞紐電站進水口排沙設施布置難，且難以達到理想的排沙效果等問題，發明人經過理論設計和大量的水工模型試驗，設計了一種采用變寬窄縫式排沙廊道進行排沙的方法。本發明的技術方案如下:
[0004]一種電站進水口的排沙方法，包括建筑物布設及運行方式:
[0005](I)建筑物布設:在所述電站進水口的右側設置壩基排沙洞，所述壩基排沙洞上設有排沙洞檢修門和排沙洞工作門；在所述電站進水口的前緣全線布設一道攔沙坎，在所述攔沙坎前布設輸沙廊道，所述輸沙廊道與所述壩基排沙洞相連，在所述輸沙廊道頂部設有水平縫排沙口，所述水平縫排沙口的寬度從上游開始逐漸變窄，所述輸沙廊道的橫斷面從上游開始逐漸增大；
[0006](2)運行方式:非汛期及電站正常運行期，所述排沙洞工作門處于關閉狀態，當所述攔沙坎前淤沙高度接近攔沙坎高度時，打開所述排沙洞工作門，進行排沙，當所述攔沙坎前形成完整拉沙漏斗時，關閉所述排沙洞工作門；在汛期來洪水時，所述排沙洞工作門保持開啟。
[0007]本發明的排沙方法，具有以下幾項發明點:
[0008](I)攔沙坎與輸沙廊道配合使用，起到了截沙槽的作用，防止粗沙進入電站進水P ；
[0009](2)首次采用變寬窄縫式輸沙廊道，即輸沙廊道頂部的水平縫排沙口從上游開始逐漸由寬變窄，而輸沙廊道從上游開始逐漸增大，兩者互相配合，可以在攔沙坎前形成一個長條狀的沖刷漏斗，真正達到了電站進水口前“門前清”的排沙效果。
[0010](3)現有的輸沙廊道和排沙口設置在電站進水口的斜坡段，靠近電站的入口，此處雖然流速大，沖刷力強，但由于水流進入斜坡段流速突然增大，不利于粗顆粒泥沙的沉淀，而且離入口近，導致大量粗顆粒泥沙進入電站。本發明的攔沙坎和輸沙廊道，優選設置在電站進水口的平坡段的末端，即進水口由平坡段即將變為斜坡段的位置，有利于粗顆粒泥沙的沉淀淤積、排出。
[0011]本發明的排沙方法，原理簡單，施工方便，耗水量小，能夠防止電站長久運行后淤沙進入機組流道，排沙效果顯著。
【附圖說明】
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[0012]圖1、本發明的排沙方法采用的排沙建筑物平面布置圖
[0013]圖2、本發明采用的變寬窄縫式排沙廊道的縱斷面圖
[0014]圖3、本發明采用的變寬窄縫式排沙廊道的剖面圖
[0015]圖中，I為電站進水口，2為攔沙坎，3輸沙廊道，4為水平縫排沙口，5為壩基排沙洞，6、排沙洞檢修門，7為排沙洞工作門。
【具體實施方式】
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[0016]下面結合實施例和附圖1-3對本發明作進一步說明:
[0017]本發明的電站進水口的排沙方法，包括建筑物布設及運行方式:
[0018](I)建筑物布設:在所述電站進水口 I的右側設置壩基排沙洞5，所述壩基排沙洞5上設有排沙洞檢修門6和排沙洞工作門7。在所述電站進水口 I的前緣全線布設一道攔沙坎2，在所述攔沙坎2前布設輸沙廊道3。所述輸沙廊道3與所述壩基排沙洞5相連，在所述輸沙廊道3頂部設有水平縫排沙口 4，所述水平縫排沙口 4的寬度從上游開始逐漸變窄，所述輸沙廊道3的橫斷面從上游開始逐漸增大。攔沙坎2和輸沙廊道3應當盡可能布置在電站進水口的平坡段，優選平坡段的末端處，此處的水流條件，有利于粗顆粒泥沙的淤積，也有利于水平縫排沙口沖沙。由于輸沙廊道3頂部的水平縫排沙口 4，帶狀縫隙水流在排沙廊道內形成結構紊亂的渦流，大大增強了水流的挾沙能力，使淤積在排沙廊道及周邊區域的泥沙迅速排空，從而在電站進水口前沿攔沙坎形成一長條狀的沖刷漏斗，以確保淤沙無法進入機組流道。其中，輸沙廊道3和水平縫排沙口 4的尺寸可結合電站總體規模，以及河流的來水來沙條件，由常規設計、計算手段確定。
[0019](2)運行方式:非汛期及電站正常運行期，所述排沙洞工作門7處于關閉狀態，當所述攔沙坎2前淤沙高度接近攔沙坎2高度時，打開所述排沙洞工作門7，進行排沙，當所述攔沙坎2前形成完整拉沙漏斗時，關閉所述排沙洞工作門7 ;在汛期來洪水時，所述排沙洞工作門7保持開啟，減少粗沙進入機組流道。
[0020]本發明中，所述輸沙廊道3和水平縫排沙口 4的上游，是指電站進水口 I的左側；輸沙廊道3和水平縫排沙口 4的下游，是指電站進水口 I的右側。
[0021]本發明解決了低水頭河床式樞紐排沙建筑物布置困難，按照常規的布置難以達到理想的排沙效果等問題，且原理簡單，耗水量小，實用性強，對河道來水中有較多泥沙的河流上修建河床式樞紐電站具有較高的實用價值。
【主權項】
1.一種電站進水口的排沙方法，包括建筑物布設及運行方式: (1)建筑物布設:在所述電站進水口的右側設置壩基排沙洞，所述壩基排沙洞上設有排沙洞檢修門和排沙洞工作門；在所述電站進水口的前緣全線布設一道攔沙坎，在所述攔沙坎前布設輸沙廊道，所述輸沙廊道與所述壩基排沙洞相連，在所述輸沙廊道頂部設有水平縫排沙口，所述水平縫排沙口的寬度從上游開始逐漸變窄，所述輸沙廊道的橫斷面從上游開始逐漸增大； (2)運行方式:非汛期及電站正常運行期，所述排沙洞工作門處于關閉狀態，當所述攔沙坎前淤沙高度接近攔沙坎高度時，打開所述排沙洞工作門，進行排沙，當所述攔沙坎前形成完整拉沙漏斗時，關閉所述排沙洞工作門；在汛期來洪水時，所述排沙洞工作門保持開啟。
【專利摘要】本發明涉及一種電站進水口的排沙方法，屬于水利工程領域。本發明的排沙方法，在電站進水口的前緣全線布設一道攔沙坎，在攔沙坎前布設輸沙廊道，輸沙廊道與壩基排沙洞相連，在輸沙廊道頂部設有水平縫排沙口，水平縫排沙口的寬度從上游開始逐漸變窄，輸沙廊道的橫斷面從上游開始逐漸增大。攔沙坎與變寬窄縫式輸沙廊道配合使用，起到了截沙槽的作用，可以在攔沙坎前形成一個長條狀的沖刷漏斗，真正達到了電站進水口前“門前清”的排沙效果。
【IPC分類】E02B9/04, E02B9/00
【公開號】CN105089022
【申請號】CN201410190501
【發明人】傅酉, 付玉生
【申請人】天津虹炎科技有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月7日