一种双向流道泵站结构及双向流道泵站

本发明涉及水利工程领域，特别涉及一种双向流道泵站结构及双向流道泵站。

背景技术：

1、江河湖泊地区很容易受到自然条件的影响，为防范旱涝等自然灾害，分布着较多的低扬程泵站。其中，部分地区采用双向流道泵站形式，双向流道泵站在水资源调度、防洪排涝和水力发电等方面具有广泛的应用背景，可以有效地利用和管理水资源，提高水资源的利用效率。

2、针对低扬程工况下双向流道泵站容易引发压力脉动异常，导致泵站机组振动强烈等问题，现有技术公开了一种双向流道泵装置顶板栅条消涡结构，可有效消除顶板入泵漩涡，提高泵站运行效率。现有技术公开了一种新型低扬程双向流道泵站开机方法，通过缓慢开启闸门实现双向流道泵站稳定输送水源。该方法虽能解决压力脉动异常等问题，但在运行过程中，双向进水流道和双向出水流道闸门关闭处均存在死水区，且在洪涝灾害特别严重时，该方法只有两个流道，输送水源效率不高。

3、同时，由于双向流道泵站自身箱式结构的特点，加之双向流道泵站实际水力设计可能存在偏差，运行稳定性普遍较差，在实际运行中常常发生故障。检修时泵站处于关停状态，遇到禁渔期时非常影响鱼类繁殖。

4、然而现有专利均无法解决上述存在的问题，因此目前需要长期稳定运行的新型双向流道泵站及运行方式，提高在抗洪抗灾中的运行效率，解决鱼类不友好等相关问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，在保留双向流道功能不变，本发明提供了一种双向流道泵站结构及双向流道泵站，双向流道泵站新增了两条外侧双向流道，减轻在旱涝灾害严重时的运行压力。同时，在新增的外侧流道和原有的泵运行流道之间开设通道，采用闸门控制通道的开闭，削弱现有泵站结构中存在的死水区，此外，通过控制相关闸门的开闭，实现泵站在关停检修、排涝、灌溉等工况下的转换。

2、本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

3、一种双向流道泵站结构，包括基座、流道隔板和流道上盖板，所述基座和流道隔板之间设有双向进水流道，所述流道隔板和流道上盖板之间设有双向出水流道，所述流道上盖板上安装泵站，所述泵站的泵段位于双向进水流道与双向出水流道之间，用于将双向进水流道输入双向出水流道，其特征在于，所述双向进水流道至少一侧设有进水辅助流道，所述双向出水流道至少一侧设有出水辅助流道，所述双向进水流道两侧分别设有第一控制闸门和第四控制闸门；所述双向出水流道两侧分别设有第二控制闸门和第三控制闸门；所述进水辅助流道两侧分别通过第五控制闸门和第七控制闸门与双向进水流道连通；所述出水辅助流道两侧分别通过第六控制闸门和第八控制闸门与双向出水流道连通；

4、通过选择性控制所述第一控制闸门、第二控制闸门、第三控制闸门和第四控制闸门，提供双向进水流道与双向出水流道之间不同的流动方式；

5、通过选择性控制所述第五控制闸门、第六控制闸门、第七控制闸门和第八控制闸门，提供出水辅助流道与双向出水流道之间和进水辅助流道与双向进水流道之间不同的流动方式，用于消除进水流道和出水流道任一侧的死水区。

6、进一步，所述第一控制闸门包括第一控制闸门分闸门c和第一控制闸门分闸门d；所述第一控制闸门分闸门c位于双向进水流道的左侧，所述第一控制闸门分闸门d位于进水辅助流道的左侧；所述第二控制闸门包括第二控制闸门分闸门g和第二控制闸门分闸门h；所述第二控制闸门分闸门g位于双向出水流道的左侧，所述第二控制闸门分闸门h位于出水辅助流道的左侧；所述第三控制闸门包括第三控制闸门分闸门k和第三控制闸门分闸门l；所述第三控制闸门分闸门k位于双向出水流道的右侧，所述第三控制闸门分闸门l位于出水辅助流道的右侧；所述第四控制闸门包括第四控制闸门分闸门o和第四控制闸门分闸门p；所述第四控制闸门分闸门o位于双向进水流道的右侧，所述第四控制闸门分闸门p位于进水辅助流道的右侧；所述第五控制闸门位于第一控制闸门分闸门d的右侧，所述第七控制闸门位于第四控制闸门分闸门p左侧；所述第六控制闸门位于第二控制闸门分闸门h右侧，所述第八控制闸门位于第三控制闸门分闸门l左侧。

7、进一步，通过控制第一控制闸门分闸门c、第一控制闸门分闸门d、第七控制闸门、第六控制闸门、第三控制闸门分闸门k和第三控制闸门分闸门l开启，使左侧的双向进水流道和左侧的进水辅助流道通过泵段与右侧的双向出水流道和右侧的出水辅助流道通连通；

8、通过控制第二控制闸门分闸门g、第二控制闸门分闸门h、第五控制闸门、第八控制闸门、第四控制闸门分闸门o和第四控制闸门分闸门p开启，使右侧的双向进水流道和右侧的进水辅助流道通过泵段与左侧的双向出水流道和左侧的出水辅助流道通连通。

9、进一步，通过控制第一控制闸门分闸门d和第四控制闸门分闸门p开启，使进水辅助流道左右侧连通；通过控制第二控制闸门分闸门h和第三控制闸门分闸门l开启，使出水辅助流道左右侧连通。

10、进一步，所述双向进水流道和双向出水流道的宽度相等均为bb；所述进水辅助流道和进水辅助流道的宽度相等均为bf；第五控制闸门到泵段中心的距离为x，满足下面关系：

11、1.8d0＜bb＜2.4d0

12、0.49bb＜bf＜0.51bb

13、x＞2.5d0

14、其中：d0为泵入口直径。

15、进一步，当泵站单泵装置设计流量q＞20m3/s时，所述双向进水流道两侧分别设有第一进水辅助流道和第二进水辅助流道；所述双向出水流道两侧分别设有第一出水辅助流道和第二出水辅助流道；所述双向进水流道左右两侧和双向出水流道左右两侧中间均设置隔墩；

16、所述第一控制闸门包括第一控制闸门分闸门a、第一控制闸门分闸门b、第一控制闸门分闸门c和第一控制闸门分闸门d；所述第一控制闸门分闸门b和第一控制闸门分闸门c位于双向进水流道的左侧，所述第一控制闸门分闸门d位于第一进水辅助流道的左侧；所述第一控制闸门分闸门a位于第二进水辅助流道的左侧；

17、所述第二控制闸门包括第二控制闸门分闸门e、第二控制闸门分闸门f、第二控制闸门分闸门g和第二控制闸门分闸门h；所述第二控制闸门分闸门g和第二控制闸门分闸门f位于双向出水流道的左侧，所述第二控制闸门分闸门h位于第一出水辅助流道的左侧；所述第二控制闸门分闸门e)位于第二出水辅助流道的左侧；

18、所述第三控制闸门包括第三控制闸门分闸门i、第三控制闸门分闸门j、第三控制闸门分闸门k和第三控制闸门分闸门l；所述第三控制闸门分闸门jh和第三控制闸门分闸门k位于双向出水流道的右侧，所述第三控制闸门分闸门l位于第一出水辅助流道的右侧；所述第三控制闸门分闸门i位于第二出水辅助流道的右侧；

19、所述第四控制闸门包括第四控制闸门分闸门m、第四控制闸门分闸门n、第四控制闸门分闸门o和第四控制闸门分闸门p；所述第四控制闸门分闸门n和第四控制闸门分闸门o位于双向进水流道的右侧，所述第四控制闸门分闸门p位于第一进水辅助流道的右侧；所述第四控制闸门分闸门m位于第二进水辅助流道的右侧；

20、所述第五控制闸门包括第五控制闸门分闸门q和第五控制闸门分闸门r；所述双向进水流道左侧与第一进水辅助流道左侧之间设有第五控制闸门分闸门r；所述双向进水流道左侧与第二进水辅助流道左侧之间设有第五控制闸门分闸门q；所述第六控制闸门包括第六控制闸门分闸门s和第六控制闸门分闸门t；所述双向出水流道左侧与第一出水辅助流道左侧之间设有第六控制闸门分闸门s；所述双向出水流道左侧与第二出水辅助流道左侧之间设有第六控制闸门分闸门t；

21、所述第七控制闸门包括第七控制闸门分闸门u和第七控制闸门分闸门v；所述双向进水流道右侧与第一进水辅助流道右侧之间设有第七控制闸门分闸门u；所述双向进水流道右侧与第二进水辅助流道右侧之间设有第七控制闸门分闸门v；所述第八控制闸门包括第八控制闸门分闸门w和第八控制闸门分闸门x；所述双向出水流道右侧与第一出水辅助流道右侧之间设有第八控制闸门分闸门w；所述双向出水流道右侧与第二出水辅助流道右侧之间设有第八控制闸门分闸门x。

22、进一步，通过控制第一控制闸门分闸门a、第一控制闸门分闸门b、第一控制闸门分闸门c、第一控制闸门分闸门d、第七控制闸门分闸门u、第七控制闸门分闸门v、第六控制闸门分闸门s、第六控制闸门分闸门t、第三控制闸门分闸门i、第三控制闸门分闸门j、第三控制闸门分闸门k和第三控制闸门分闸门l开启，使左侧的双向进水流道和左侧的进水辅助流道通过泵段与右侧的双向出水流道和右侧的出水辅助流道通连通；

23、通过控制第二控制闸门分闸门e、第二控制闸门分闸门f、第二控制闸门分闸门g、第二控制闸门分闸门h、第五控制闸门分闸门q、第五控制闸门分闸门r、第八控制闸门分闸门w、第八控制闸门分闸门x、第四控制闸门分闸门m、第四控制闸门分闸门n、第四控制闸门分闸门o和第四控制闸门分闸门p开启，使右侧的双向进水流道和右侧的进水辅助流道通过泵段与左侧的双向出水流道和左侧的出水辅助流道通连通。

24、进一步，通过控制第一控制闸门分闸门d和第四控制闸门分闸门p开启，使第一进水辅助流道左右侧连通；通过控制第一控制闸门分闸门a和第四控制闸门分闸门m开启，使第二进水辅助流道左右侧连通；

25、通过控制第二控制闸门分闸门h和第三控制闸门分闸门l开启，使第一出水辅助流道左右侧连通；通过控制第二控制闸门分闸门e和第三控制闸门分闸门i开启，使第二出水辅助流道左右侧连通。

26、进一步，所述双向进水流道和双向出水流道的宽度相等均为bb；所述进水辅助流道和进水辅助流道的宽度相等均为bf；第五控制闸门到泵段中心的距离为x，满足下面关系：

27、bb＞2.4d0

28、0.2bb＜bf＜0.25bb

29、x＞2.8d0

30、其中：d0为泵入口直径。

31、一种双向流道泵站，包括若干所述的双向流道泵站结构，相邻所述双向流道泵站结构并联排列，一个所述双向流道泵站结构的进水辅助流道与相邻所述双向流道泵站结构的双向进水流道共用一侧流道壁面，一个所述双向流道泵站结构的出水辅助流道与相邻所述双向流道泵站结构的双向出水流道共用一侧流道壁面；

32、当双向流道泵站结构的数量大于2时，一个所述双向流道泵站结构的双向进水流道与相邻所述双向流道泵站结构的双向进水流道背靠背布置，一个所述双向流道泵站结构的双向出水流道与相邻所述双向流道泵站结构的双向出水流道背靠背布置。

33、本发明的有益效果在于：

34、1.本发明所述的双向流道泵站结构及双向流道泵站，所述双向进水流道至少一侧设有进水辅助流道，所述双向出水流道至少一侧设有出水辅助流道，通过选择性控制所述第五控制闸门、第六控制闸门、第七控制闸门和第八控制闸门，提供出水辅助流道与双向出水流道之间和进水辅助流道与双向进水流道之间不同的流动方式，用于消除进水流道和出水流道任一侧的死水区。

35、2.本发明所述的双向流道泵站结构及双向流道泵站，在双向进水流道至少一侧设有进水辅助流道，所述双向出水流道至少一侧设有出水辅助流道，可以减轻在旱涝灾害严重时的运行压力。

36、3.本发明所述的双向流道泵站结构及双向流道泵站，在新增的出水辅助流道与进水辅助流道和原有的泵运行流道之间开设通道，采用闸门控制通道的开闭，削弱现有泵站结构中存在的死水区，此外，通过控制相关闸门的开闭，实现泵站在关停检修、排涝、灌溉等工况下的转换。