[发明专利]一种长引水电站高水头大流量消能减压排水系统

说明书

本发明公布了一种长引水电站高水头大流量消能减压排水系统，它包括沿引水隧洞末端布置至下游尾水隧洞的排水管道(1)，所述的排水管道(1)依次装设液控球阀(2)、液控针阀(3)、偏心旋流装置(4)、补气管(5)和液控刀阀(6)；所述的液控球阀(2)和液控针阀(3)之间安装有第一压力变送器(7)，所述的补气管(5)和液控刀阀(6)之间安装有第二压力变送器(8)；它克服了现有技术中首次充水试验后引水隧洞内可能含有较多的泥沙、石块，直接通过机组排放会对水轮机过流部件造成损伤的缺点，具有通过监控核心减压部件前后压力差实时调节液控针阀阀门开度，实现流量和压力的自动调控的优点。

技术领域

本发明涉及到水利水电工程机电技术领域，更加具体地是一种长引水电站高水头大流量消能减压排水系统。

背景技术

对于具有长引水系统的水电站，在电站首次充水试验后或运行多年后需要检查引水隧洞时需要将引水系统内的积水排空，以方便工作人员进入流道进行检修维护。长引水、高水头电站引水系统排水量大、排水压力高，开发一种安全快速、有效消能而不对下游设施造成冲击的排水系统有其现实紧迫性。

常规的引水系统排水方案一般有如下几种：(1)在蜗壳低点装设盘形阀，将引水系统内水体排至下游尾水管。(2)通过技术供水系统管路将引水系统内水体排至下游尾水管。(3)为引水系统修建专用的检修排水隧洞，排出大部分水体后再通过压力钢管末端装设的排水阀将剩余水体排至下游尾水管。(4)过机排水，在机组开机或停机过程中，与上游快速工作闸门联动工作，在水轮发电机组空转状态下将引水系统内水体通过导叶、转轮直接排至下游尾水管。

上述几种方法对引水系统不长、水头不太高的电站是可行的，在实际工程案例中均有应用。然而对长引水系统高水头电站，上述方案都有着巨大的缺陷。对于高水头电站，采用盘形阀直接排水会产生严重的振动和汽蚀现象，甚至发生阀杆断裂、阀盘脱落等事故，存在着严重的安全风险。通过技术供水系统管路排水虽是一种较安全的排水方案，但仅适用于蜗壳取水作为技术供水水源的低水头电站。修建专用的检修排水隧洞则受到地形地势和地质条件等因素的限制，存在着施工难度大、投资大、排水期影响区域大等不利影响。如采用过机排放的方式，对长引水系统电站则需要水轮发电机组长时间保持空转状态，整个排水过程操作复杂，机组紧急停机时机难掌握，对操作人员要求高，操作风险大；且水轮发发电机组制造厂家一般会以机组的安全稳定运行为由不允许运行单位这样操作。另外，首次充水试验后引水隧洞内可能含有较多的泥沙、石块，直接通过机组排放会对水轮机过流部件造成损伤。

发明内容

本发明的目的在于克服上述背景技术的不足之处，而提出一种长引水电站高水头大流量消能减压排水系统。

本发明的目的是通过如下技术方案来实施的：一种长引水电站高水头大流量消能减压排水系统，它包括沿引水隧洞末端布置至下游尾水隧洞的排水管道，所述的排水管道依次装设液控球阀、液控针阀、偏心旋流装置、补气管和液控刀阀；所述的液控球阀和液控针阀之间安装有第一压力变送器，所述的补气管和液控刀阀之间安装有第二压力变送器；在所述的液控球阀和液控针阀之间引出一路检修排水管道，在所述的检修排水管道上依次设置有第一检修球阀和第二检修球阀，所述的检修排水管道的尾部与厂内集水井相连通；所述的排水管道一侧设置有阀门液控装置，所述的阀门液控装置分别引出三路管道，所述的三路管道分别与液控球阀、液控针阀和液控刀阀依次连接。

在上述技术方案中：当液控刀阀处于关闭状态时，所述的液控球阀和液控针阀均处于关闭状态。

在上述技术方案中：当所述的液控刀阀上游压力大于0.5Mpa时，所述的液控刀阀处于开启状态。

在上述技术方案中：当处于非排水工况时，所述的液控针阀处于关闭状态，所述的液控球阀和液控刀阀均处于全开状态；所述的第一检修球阀处于开启状态，所述的第二检修球阀处于关闭状态。

在上述技术方案中：当处于排水工况时，所述的液控球阀和液控刀阀处于全开状态，所述的液控针阀阀门开度与所述的第一压力变送器和第二压力变送器前后压力差相匹配。