[发明专利]一种水电站用串联式调压室

说明书

本发明一种水电站用串联式调压室，在常规的调压室的基础上，将调压室串联，增加了调压室断面，提高了调压性能，由于水击惯性引起的水流作用调压室和连接筒之间流通，由于不同断面的束窄作用，引起能量的耗减，减小了水击压力，利于调压室的调压和稳压工作。串联式调压室可以根据需要进行增减，这样可以设置具有不同调节性能的调压室形式，对于串联的调压室之间的距离也可以根据需要进行调整，从而提高调压室的调节性能。

技术领域

本发明涉及水利工程用调压装置，具体涉及一种水电站用串联式调压室。

背景技术

压力管道是水电站引水用的管道形式，由于其采用有压管流，因此，也被称为压力管道，压力管道在使用过程中，往往只承受水压力，此压力较小，但是当水电站突然负荷减小，甚至全甩负荷时，由于引水流量突然终止，此时压力管道会产生巨大的水击压力，即水击现象，水击压力与压力管道的长度有关，对于特殊的压力管道形式，水击压力甚至会压坏压力管道，引起水电站设备的瘫痪。

水击现象最早是在德国海姆巴赫水电站发现。D.托马对此进行了研究，并于1910年提出了著名的调压室波动的衰减条件。调压室的设置在于极大的较小了水击压力，避免了为克服水击压力而引起的压力管道增厚增强，从而引起水电站建设成本的非线性增加。

调压室是设置在压力水道上具有下列功能的建筑物：1）由调压室自由水面（或气垫层）反射水击波，限制水击波进入压力引水道，以满足机组调节保证的技术要求，2）改善机组在负荷变化时的运行条件及供电质量。

对于调压室而言，水电站正常运行时，若调压室水位发生变化，会引起水轮机水头的变化,但电力系统要求出力保持固定,因此通过水轮机的流量必须跟着变化。这样反过来又激发调压室水位的波动。这种互相激发的作用，可能使调压室的波动逐渐增大。设计调压室时，应避免产生这种现象使波动渐趋稳定，即波动的振幅应随时间而衰减。

一般的调压室结构往往单独设置，这种调压室设置的好处在于成本较小，便于建造，但是对于有较高调压要求的水电站而言，往往难以达到调压效果或者需要一直增加调压室断面。因此，有必要针对现有的调压室结构，设计一种串联形联合工作的调压室结构。

发明内容

本发明针对现有技术的问题，提供一种水电站用串联式调压室，通过设置串联形式，提高了调压室的调压性能。

本发明提供一种水电站用串联式调压室，该调压室位于水电站厂房上游的压力管道上，压力管道引水以实现水电站的发电，其特征在于：该调压室包括三个以上的调压室单元，所述调压室单元均包括连接管和竖井，所述连接管的一端与所述压力管道连接，所述连接管的另一端与竖井连接，所述相邻设置的竖井之间通过连接筒连接，所述连接筒与所述竖井之间形成水体联通的容器，从而形成串联的调压室结构，不同的连接筒所处的高程均不相同，且不同的连接筒管径均不相同。

作为优选，所述连接管、竖井、连接筒均为钢筋混凝土结构。

作为优选，所述连接管的直径为压力管道的一半。位于上游的连接筒直径大于位于下游的连接筒直径，位于上游的连接筒高程低于位于下游的连接筒高程。

本发明的工作原理为：

对于串联的调压室结构而言，当机组丢弃全部负荷时，水轮机的流量变为零，压力水管中发生水击现象，水流将随之停止流动，此时压力管道中的水流由于惯性作用仍继续流向调压室，使调压室水位升高，压力管道始末两端的水位差随之减小，流速也逐渐减慢。由于设置连接管，使得引水系统与调压室连接处的水流进行了束窄，增加了水流的耗能机理，进而当调压室的水位达到水库水位时，水流由于惯性作用仍继续流向调压室，使调压室水位继续升高，此时由于设置串联市的调压室，导致调压室的断面实际上增加了，储存水体的能力得到增强，此外，设置连接筒，在水流通过连接筒时，水流进行了束窄，增加了能量的消耗；对于多个串联式调压室而言，其中的水体相互连通，增加了调压稳定性，由于设置连接筒，提高了耗能效果。