混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构的制作方法

本发明涉及水利水电工程，特别是一种混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构。

背景技术：

1、为了助力实现“双碳”目标，国家能源局发布《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》，抽水蓄能的发展迎来历史性发展机遇。混合式抽水蓄能电站常选用高坝大库作为上库，其水位变幅较大，对于混合式抽水蓄能电站的而言，上库进/出水口的水位变幅成为可逆式水泵水轮机选型和设计的关键，目前，国内已投运或在建的抽水蓄能电站混流式水泵水轮机的k值(水泵水轮机最大扬程与最小水头的比值)均未超过1.3，国外一般不超过1.48。扬程及其变幅对于水泵水轮机设计与选型极为重要，变幅增大会增加机组转轮直径，进而增大厂房以及相关设备的尺寸和投资。同时，水头变幅大，会导致机组在低水头运行时的压力脉动幅值变大，机组稳定性变差。k值越大，水泵水轮机在低水头运行时就越难保证稳定性能，机组设计、制造难度越高。同时，以往分层取水常采用分层进/出水口的取水方式，但分层取水口存在结构复杂、工程量大、运行难度大等缺点，而且混合式抽水蓄能电站分层取水口的设计目前尚无工程经验可以借鉴。并且对于双向过流的分层进/出水口设计、水头变幅大的水泵水轮机的设计与制造，国内外目前还缺乏成熟项目经验。为此，提出一种混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构，通过工程措施的方式，从新的视角解决以上问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构，目的在于降低水泵水轮机的抽水扬程变化幅度，且本发明还实现了单层取水口就能保证取用上层水的效果。

2、本发明提供如下技术方案，实现上述目的：

3、一种混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构，包括在混合式抽蓄电站进/出水口的上游预留的预留岩坎，预留岩坎上垂直修筑有隔墙，隔墙的顶部高程高于库区水温分层的温跃层。

4、前述的混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构中，所述隔墙为混凝土或钢筋混凝土材质，隔墙的墙顶宽度b≥0.3m。

5、前述的混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构中，所述隔墙的高度为h，预留岩坎的顶部宽度为l2，满足2/3h≤l2≤2h。

6、前述的混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构中，所述隔墙的上游侧设置有一组上游隔墙扶壁，下游侧设置有一组下游隔墙扶壁，下游隔墙扶壁和上游隔墙扶壁一对一对应设置。

7、前述的混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构中，所述上游隔墙扶壁和下游隔墙扶壁的尺寸相同，隔墙扶壁宽度b1≥0.3b；隔墙扶壁间距为b2，满足1/3h≤b2≤h。

8、前述的混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构中，所述进/出水口的上方设有消涡梁，消涡梁下游设置有扩散段，扩散段中设置有多个分流墩，分流墩的下游连接设有检修闸门井；消涡梁和扩散段之间设置有拦污栅。

9、前述的混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构中，所述预留岩坎下游侧距离进/出水口的距离l1满足库区上层水经过隔墙进入进/出水口的过程中的流速与过拦污栅流速相当。

10、前述的混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构中，该方法适用于以高坝大库作为上库的混合式抽水蓄能电站。

11、有益效果

12、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

13、本发明通过工程措施，在混合式抽水蓄能电站的进/出水口前加设隔墙，使得库区上层水通过隔墙流入进/出水口，下层低温水则被隔墙拦截在库区内，从而达到取用库区上层水的目的，与此同时，在上库水位低于隔墙情况下，水泵水轮机抽水水流通过隔墙进入上库，提升了最低抽水扬程，有效的降低了抽水扬程的变化幅度，降低了抽水扬程的变化幅度能降低水泵水轮机的设计及制造难度，且通过保留预留岩坎可以节约投资，进而整体上降低了设置分层进/出水口的难度和造价。

技术特征：

1.一种混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构，其特征在于：包括在混合式抽蓄电站进/出水口的上游预留的预留岩坎(6)，预留岩坎(6)上垂直修筑有隔墙(3)，隔墙(3)的顶部高程高于库区水温分层的温跃层。

2.根据权利要求1所述的混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构，其特征在于：所述隔墙(3)为混凝土或钢筋混凝土材质，隔墙(3)的墙顶宽度b≥0.3m。

3.根据权利要求1所述的混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构，其特征在于：所述隔墙(3)的高度为h，预留岩坎(6)的顶部宽度为l2，满足2/3h≤l2≤2h。

4.根据权利要求2所述的混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构，其特征在于：所述隔墙(3)的上游侧设置有一组上游隔墙扶壁(4)，下游侧设置有一组下游隔墙扶壁(5)，下游隔墙扶壁(5)和上游隔墙扶壁(4)一对一对应设置。

5.根据权利要求4所述的混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构，其特征在于：所述上游隔墙扶壁(4)和下游隔墙扶壁(5)的尺寸相同，隔墙扶壁宽度b1≥0.3b；隔墙扶壁间距为b2，满足1/3h≤b2≤h。

6.根据权利要求1所述的混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构，其特征在于：所述进/出水口的上方设有消涡梁(7)，消涡梁(7)下游设置有扩散段(8)，扩散段(8)中设置有多个分流墩(10)，分流墩(10)的下游连接设有检修闸门井(9)；消涡梁(7)和扩散段(8)之间设置有拦污栅(2)。

7.根据权利要求6所述的混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构，其特征在于：所述预留岩坎(6)下游侧距离进/出水口的距离l1满足库区上层水经过隔墙(3)进入进/出水口的过程中的流速与过拦污栅(2)流速相当。

8.根据权利要求1-7任一项所述的混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构，其特征在于：该方法适用于以高坝大库作为上库的混合式抽水蓄能电站。

技术总结
本发明提供了一种混合式抽蓄电站中降低水泵水轮机抽水扬程变幅的结构，涉及水利水电工程技术领域，本发明包括在混合式抽蓄电站进/出水口的上游预留的预留岩坎，预留岩坎上垂直修筑有隔墙，隔墙的顶部高程高于库区水温分层的温跃层。本发明可降低水泵水轮机的抽水扬程变化幅度的同时实现单层取水口就能保证取用上层水的效果。

技术研发人员：黄桂兵,黄琼,徐林,况渊,祝天豪,高龙,陈毅峰,鲁传银
受保护的技术使用者：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27