一种小型河流水电站抬高水头的引水方法与流程

本发明涉及水利水电工程，尤其涉及一种小型河流水电站抬高水头的引水方法。

背景技术：

1、河道流量小于100m3/s称为小型河流。当在小型河流修建水电站时，一般仅适宜修建装机容量小于300mw的中型水电站或装机容量小于50mw的小型水电站。

2、水头通常是指水电站上游水位与下游水位的差值，高水头水电站一般指水头大于200m的水电站，当水头大于250m则为特高水头水电站。高水头水电站的出力和发电量一般取决于上游来水量。

3、当在河道狭窄、流量小于100m3/s的山区小型河流修建水电站时，往往受到流量的限制而仅能建设小型水电站。由于生产经营及经济发展的用电需求，往往需要通过引水方法抬高水头，增加引用流量，从而达到较高的发电量。因此，研发一种可以抬高小型河流水电站水头的引水方法是十分有必要的。

技术实现思路

1、针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种小型河流水电站抬高水头的引水方法，引水方法在显著抬高小型河流水电站水头的同时，还减少水头损失、增加2倍引用流量、提升发电量，达到大型水电站的规模。

2、根据本发明的实施例，一种小型河流水电站抬高水头的引水方法，包括如下步骤：s1、以水电站进水口为起点并沿河道的方向布置引水隧洞，且引水隧洞的洞线前2/3段平行于河道布置，洞线后1/3段位于河流弯道处；s2、于引水隧洞的终点竖直布置调压井，调压井的底端与引水隧洞的尾端连通； s3、于调压井的底端布置y形岔管，并使得y形岔管的主管线连接调压井，两条分管线引出；s4、沿两条分管线分别布置梯级压力竖井，并使得两条梯级压力竖井相对平行，在梯级压力竖井内连续布置平洞和竖井，最终通过两条梯级压力竖井分别连接机组厂房的进水球阀。

3、优选的，在s1中，布置全线长为18-24km的所述引水隧洞，并在所述引水隧洞沿线设置8-10个转弯，转弯半径在30-2000m之间。

4、优选的，在s1中，在布置所述引水隧洞时，将所述引水隧洞沿水流方向纵坡设置为0.3-1.2%之间。

5、优选的，在s1中，将所述引水隧洞的断面修筑成内圆外马蹄形，并在所述引水隧洞衬砌完成后，洞泾达到6m。

6、优选的，在s2中，布置的所述调压井的高度为200-280m，且所述调压井为单室式或双室式。

7、优选的，所述调压井内设置有竖井，在竖井的顶端设置上室，上室和竖井的断面均为圆形断面，在竖井的底部布置城门洞型的下室，且下室的顶板与底板的坡比为1-1.5%。

8、优选的，所述两条梯级压力竖井分别包含有四段所述平洞和三节所述竖井，且每段所述平洞的长度为60-440m，每节所述竖井的高度为160-270m。

9、优选的，所述竖井的断面成圆形，所述平洞的断面成马蹄形，所述平洞的底板坡比设置为8-13%。

10、优选的，所述平洞底板宽4.5m，洞高5.6m。

11、优选的，所述竖井采用压力钢管衬砌，且压力钢管加设有加劲环，压力钢管的内径为3.5m。

12、相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

13、在平均流量小于100m3/s的山区小型河流水电站工程中，本发明具有可将水头显著抬高至800m以上、增加2倍引用流量、减少水头损失等方面的优势，并且可显著提升发电量，使水电站总装机容量大于800mw，达到大型水电站规模。

技术特征：

1.一种小型河流水电站抬高水头的引水方法，其特征在于，包括如下步骤： s1、以水电站进水口（1）为起点并沿河道的方向布置引水隧洞（2），且引水隧洞（2）的洞线前2/3段平行于河道布置，洞线后1/3段位于河流弯道处； s2、于引水隧洞（2）的终点竖直布置调压井（3），调压井（3）的底端与引水隧洞（2）的尾端连通； s3、于调压井（3）的底端布置y形岔管（4），并使得y形岔管（4）的主管线连接调压井（3），两条分管线引出； s4、沿两条分管线分别布置梯级压力竖井（5），并使得两条梯级压力竖井（5）相对平行，在梯级压力竖井（5）内连续布置平洞和竖井，最终通过两条梯级压力竖井（5）分别连接机组厂房（6）的进水球阀。

2.如权利要求1所述一种小型河流水电站抬高水头的引水方法，其特征在于：在s1中，布置全线长为18-24km的所述引水隧洞（2），并在所述引水隧洞（2）沿线设置8-10个转弯，转弯半径在30-2000m之间。

3.如权利要求1所述一种小型河流水电站抬高水头的引水方法，其特征在于：在s1中，在布置所述引水隧洞（2）时，将所述引水隧洞（2）沿水流方向纵坡设置为0.3-1.2%之间。

4.如权利要求1所述一种小型河流水电站抬高水头的引水方法，其特征在于：在s1中，将所述引水隧洞（2）的断面修筑成内圆外马蹄形，并在所述引水隧洞（2）衬砌完成后，洞泾达到6m。

5.如权利要求1所述一种小型河流水电站抬高水头的引水方法，其特征在于：在s2中，布置的所述调压井（3）的高度为200-280m，且所述调压井（3）为单室式或双室式。

6.如权利要求5所述一种小型河流水电站抬高水头的引水方法，其特征在于：所述调压井（3）内设置有竖井（32），在竖井（32）的顶端设置上室（31），上室（31）和竖井（32）的断面均为圆形断面，在竖井（32）的底部布置城门洞型的下室（33），且下室（33）的顶板与底板的坡比为1-1.5%。

7.如权利要求1所述一种小型河流水电站抬高水头的引水方法，其特征在于：所述两条梯级压力竖井（5）分别包含有四段所述平洞和三节所述竖井，且每段所述平洞的长度为60-440m，每节所述竖井的高度为160-270m。

8.如权利要求7所述一种小型河流水电站抬高水头的引水方法，其特征在于：所述竖井的断面成圆形，所述平洞的断面成马蹄形，所述平洞的底板坡比设置为8-13%。

9.如权利要求8所述一种小型河流水电站抬高水头的引水方法，其特征在于：所述平洞底板宽4.5m，洞高5.6m。

10.如权利要求8所述一种小型河流水电站抬高水头的引水方法，其特征在于：所述竖井采用压力钢管衬砌，且压力钢管加设有加劲环，压力钢管的内径为3.5m。

技术总结
本发明提供了一种小型河流水电站抬高水头的引水方法，包括设置引水隧洞、调压井、Y型岔管和梯级压力竖井。引水隧洞以水电站进水口为起点，终点为调压井。调压井后接Y型岔管，将引水隧洞一管变两管。Y型岔管后接平行布置的两条梯级压力竖井。两条梯级压力竖井由平行布置的四段平洞和三节竖井组成，终点为机组厂房的进水球阀。通过该引水方法可将水电站水头显著抬高至845‑922m，并将引用流量增加2倍，不仅减少水头损失，还可显著提升发电量，达到大型水电站规模。

技术研发人员：郑震,何雄飞,石砾,冯建江,陈佳佳,黄森林,王明海,郭炳煊,朱峰,葛晶伟,秦世俊,张仕凡
受保护的技术使用者：中能建国际建设集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15