[发明专利]一种解决水电站无压引水隧洞出现明满流的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种解决水电站无压引水隧洞出现明满流的方法，属于水利水电工程领域。

背景技术

在水电站的引水隧洞中, 经常会在明流与满流之间出现过渡流态-明满流，是一种复杂且不稳定的水流，在明满流过程中出现的过大压力会对无压隧洞造成较大危害，常规方法是在压力前池处增设溢流堰，并且须在相应位置额外修建溢水渠道。当机组甩负荷时，机组所需流量快速减少，而隧洞中的流量变化较缓慢，因而隧洞中水流会慢慢雍高，当水位超过溢流堰堰顶高程，水流从溢流堰上流出，从而避免了隧洞中出现明满流现象，保护了隧洞。然而，设置溢流堰必须在相应位置额外修建溢水渠道，另外，由于溢流堰靠近电站厂房，如果地质条件不好，溢出的水流会对厂房造成巨大威胁。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中设置溢流堰所存在的不足，本发明提供一种解决水电站无压引水隧洞出现明满流的方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的一种解决水电站无压引水隧洞出现明满流的方法，所述引水隧洞的进口处设有进水闸，所述引水隧洞的出口处连接压力前池，当机组甩负荷时，进水闸同时关闭到相应开度，以减少进入隧洞中的流量；当机组增负荷时，进水闸提前开启到相应开度，以增加进入隧洞中的流量。

作为优选，为了避免机组甩负荷时长隧洞末端出现水流封顶的情况，在所述引水隧洞的出口处与压力前池之间设有引水隧洞扩散段，即常规隧洞末端与压力前池之间的断面是逐渐扩大的，经过这样的处理，可避免机组甩负荷时长隧洞末端出现水流封顶的情况。

由于不同类型闸门的过流特性均不同，闸门的过流量对应的水位及闸门开度可由闸门厂家提供。具体实施时，可建立机组不同引用流量与闸门开度的对应关系，输入控制系统，当机组引用流量变化时，闸门自动调节到对应的开度。

对于机组开启工况，上游闸门提前开启到对应的开度。由于不同水电站引水隧洞长度不同，水流到达前池的时间也不相同，因此上游闸门提前开启的时间也不同，一般可以利用前池设置的水位监测装置，当前池水位开始持续上升时，则可以开启机组。

使用时，充分利用水电站无压引水隧洞进口处的进水闸进行调度，当机组甩负荷时，机组所需流量减少，进水闸接收调度信号后自动关闭到相应开度，以减少进入隧洞中的流量，避免了隧洞中出现明满流。当机组增负荷时，机组所需流量增加，进水闸接收调度信号后提前开启到相应开度，以增加进入隧洞中的流量，从而避免前池出现漏空现象。

有益效果：本发明成功地解决了水电站无压引水隧洞中出现的明满流现象，避免了明满流对引水隧洞的破坏。本发明在实际工程中完全可以替代压力前池处增设溢流堰以及在相应位置额外修建溢水渠道的传统方案，避免了溢流堰溢出的水流会对厂房造成的巨大威胁。避免了修建溢流堰以及溢水渠道所造成的工期长、投资大的缺点，降低了建造费用，而且可以缩短工期，节省工程投资，操作简单，安全可靠，具有非常大的应用前景。

附图说明

图1为传统水电站解决无压引水隧洞中出现明满流的方法结构示意图；

图2为本发明的一种解决水电站无压引水隧洞中出现明满流的方法结构示意图；

图3为进水闸不参与调度时机组全甩负荷后不同时刻隧洞中的水面线；

图4为进水闸参与调度时机组全甩负荷后不同时刻隧洞中的水面线；

图5为进水闸提前开启时间对应的前池水深变化；

图中标记为：进水闸1，引水隧洞2，引水隧洞扩散段3，压力前池4，溢流堰5。

具体实施方式

如图1所示的传统水电站解决无压引水隧洞中出现明满流的方法与结构，是在引水隧洞2的输入端也设有进水闸1，但是该进水闸1仅在检修和事故紧急关闭时发挥常规功能。避免明满流通过设与引水隧洞2的输出端与压力前池4之间的溢流堰5，还需要在相应位置额外修建溢水渠道，溢流堰5溢出的水流会对厂房造成的巨大威胁。