[发明专利]一种改善水流流态的旋流泄洪洞涡室进口结构

说明书

本发明提供一种改善水流流态的旋流泄洪洞涡室进口结构，包括引水洞和涡室，还包括过渡段和分水隔墙，所述的过渡段为引水洞到涡室的连接段，所述的分水隔墙设在过渡段上。本发明提供的改善水流流态的旋流泄洪洞涡室进口结构，在水流经过渡段和分水隔墙，涡室内旋转水流厚度增加，水面爬高大幅度降低，而且涡室内旋转水流的水面高差也被减小，可以改善水流流态。

技术领域

本发明属于水利水电工程的旋流消能技术领域，具体涉及一种改善水流流态的旋流泄洪洞涡室进口结构。

背景技术

高山峡谷地区修建电站，一般需要修建数条导流隧洞，而对于投资较大的导流洞若只是在建坝期间使用，不经济，因此将临时建筑物导流洞改建为永久建筑物泄洪洞是较经济的解决方法，而采用旋流消能技术是导流洞改建为泄洪洞重要技术之一。

旋流消能工作原理是利用水流旋转运动将水能大部分消耗在流道内部，仅使部分能量传递至下游，其具有消能率高、结构简单、布置灵活、易于通风掺气等优点，尤其适用于高水头、大流量电站。但是依据工程实践经验及研究进展，现有的竖井旋流泄洪洞虽然能够实现相关作用，但随着水头与流量的增加，竖井旋流泄洪洞水流流态复杂，出现涡室水流上升高度较大、下游消能不充分等问题。

发明内容

为了克服现有水流流态复杂，出现涡室水流上升高度较大、下游消能不充分的问题，本发明提供了一种改善水流流态的旋流泄洪洞涡室进口结构，本发明降低了涡室高度，保证高水头、大流量的泄洪洞安全运行，且施工便捷。

本发明采用的技术方案为：

一种改善水流流态的旋流泄洪洞涡室进口结构，包括引水洞和涡室，还包括过渡段和分水隔墙，所述的过渡段为引水洞到涡室的连接段，所述的分水隔墙设在过渡段上。

所述的涡室上设有通气孔。

所述的过渡段由底板、侧墙一、侧墙二和顶拱组成，所述的侧墙一和侧墙二一外一内竖直设在底板和顶拱之间，所述的底板倾斜设置，侧墙一布置在远离涡室侧，侧墙二布置在靠近涡室侧，其高度均由引水洞的侧墙过渡到涡室的墙高；侧墙一和侧墙二顺水流向分别包括直线段和弧形段，侧墙一、侧墙二的弧形段均与涡室侧壁连接。

所述的底板在引水洞的位置高于到涡室处的位置。

所述的底板坡比为1：n1,n1取1~10，起坡点距离涡室中心线距离为L1，L1取涡室直径的2~7倍，底板宽度D与引水洞宽相同。

所述的顶拱包括直线段和斜坡段，其斜坡段坡比为1：n2,n2取0.5~5。

所述的分水隔墙布置在过渡段的底板上，靠近过渡段的侧墙二布置。

所述的分水隔墙其断面形状呈三角形状；分水隔墙包括迎水面、背水面、侧面一和侧面二，所述的迎水面由圆弧组成，半径R1取（1/30~1/10）D，圆环角度取0~90°；背水面由直线段组成，其宽度a2，取（1/5~1/2）D，其与过渡段的侧墙一距离a1，取（1/3~4/5）D；侧面一靠近过渡段的侧墙一，侧面二靠近过渡段的侧墙二，侧面一和侧面二起始点分别为迎水面圆弧的两个末端，终点分别为背水面直线段两端点；分水隔墙背水面距离涡室为L3，L3取（0.5~5）R,其中， R为涡室半径；分水隔墙顺水流长为L2，L2取（0.5~5）D；上述D均为底板宽度。

本发明的有益效果为：

本发明提供的旋流泄洪洞涡室进口结构，水流经过渡段和分水隔墙，涡室内旋转水流厚度增加，水面爬高大幅度降低，而且涡室内旋转水流的水面高差也被减小，可以改善水流流态。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明横向剖面图。