[实用新型]模拟水电站进水口叠梁门分层取水甩增负荷实验系统

说明书

本实用新型提供一种模拟水电站进水口叠梁门分层取水甩增负荷实验系统，包括：供水装置，包括蓄水池及具有供水泵的供水管，所述供水管上具有控制所述供水管开关的第一开关阀；实验水箱；实验模拟装置，包括分层取水结构、引水管、第二开关阀及第一控制柜，所述第二开关阀用于控制所述引水管的开关；回水装置，包括回水槽、回水池及量水堰。第一开关阀与第二开关阀的同步通断实现机组甩增负荷非恒定流过程的模拟，实现模拟水电站发电机组甩增负荷过程时间的精准控制，保证实验过程水位的持续稳定，为电站进水口和叠梁门结构的设计、运行提供可靠的实验数据，确保工程运行安全。

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程技术领域，特别是涉及一种模拟水电站进水口叠梁门分层取水甩增负荷实验系统。

背景技术

目前，国内已建成许多大型水电站，创造了巨大的经济和社会效益，但与此同时，大量水利工程的建设也改变了工程所在地河道的自然环境，产生一定的生态和环境问题，如水库蓄水后，下泄低温水可能影响水生生物如鱼类、爬行类、两栖类动物的产卵与生长，甚至导致物种的消失。分层取水是减缓上述不利影响的主要手段，尤其叠梁门分层取水技术在水电站建设中广泛被采用。因此，通过原型观测、数值模拟、模型试验等手段研究水库水温分层变化以及各类分层取水设施的运用效果和运行安全已成为工程设计、建设和运行中的重要研究手段。

针对电站进水口叠梁门分层取水设施在机组甩荷增荷过程中所受水力荷载问题，采用模型实验则是其中一种最为可靠的研究手段。但在有关电站进水口分层取水模型实验研究中，大多以研究机组正常发电运行恒定流条件的相关水力学问题为主，水流控制条件相对简单。对于机组增荷和甩荷过程快速变化的非恒定流问题，对增甩负荷进行精确控制是试验成功的关键，目前还缺少相关的模拟系统和方法来实现非恒定流过程时间和水位的精确控制和模拟。

另外，在电站进水口分层取水叠梁门增甩负荷的快速非恒定流变化过程中，部分采用启闭机或调频电机带动百叶阀模拟机组增甩负荷的试验中，经常由于模型进水口实验水箱的来流量和出流量在短时间内的不匹配，导致实验过程中水箱内的水位快速上涨和下降的幅度超过10mm，时间误差超过0.5s，水流条件与原型电站存在不相似问题，对实验结果的精度和准确性造成较大影响，难于合理评估对电站进水口结构及叠梁门安全运行的影响。

实用新型内容

基于此，有必要针对目前模拟机组甩增负荷时间与水位误差较大导致实验数据准确性低的问题，提供一种能够减少甩增负荷时间和水位误差，提高实验数据准确性的模拟水电站进水口叠梁门分层取水甩增负荷实验系统。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种模拟水电站进水口叠梁门分层取水甩增负荷实验系统，包括：

供水装置，包括蓄水池及具有供水泵的供水管，所述供水管的一端伸入所述蓄水池中，所述供水管上具有控制所述供水管开关的第一开关阀；

实验水箱，所述供水管的另一端伸入所述实验水箱的进水口；

实验模拟装置，包括分层取水结构、引水管、第二开关阀及第一控制柜，所述分层取水结构设置于所述实验水箱的出水口，所述引水管的一端与所述分层取水结构的出水口连接，所述第二开关阀设置于所述引水管上，用于控制所述引水管的开关，所述第一开关阀及所述第二开关阀分别与所述第一控制柜连接，所述控制柜用于控制所述第一开关阀与所述第二开关阀的同步动作；

回水装置，包括回水槽、回水池及量水堰，所述引水管的另一端与所述回水槽的进水口连接，所述量水堰设置于所述回水槽中，所述回水槽的出水口与所述回水池连通。

在其中一个实施例中，所述实验模拟装置还包括传感器及第二控制柜，所述第二控制柜中集成数据采集分析系统，所述传感器与所述第二控制柜传输连接，所述传感器用于测量所述实验模拟装置的进水口分层取水结构关键部位的动水压力与水位波动数据，所述数据采集分析系统自动采集与存储所述动水压力和水位波动数据。