參數(shù)可調(diào)的阻抗式調(diào)壓室模型試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種參數(shù)可調(diào)的阻抗式調(diào)壓室模型試驗(yàn)裝置，包括固定部分和活動(dòng)部分，其中，固定部分包括上游管道、下游管道、大井底板和三面?zhèn)缺冢顒?dòng)部分包括阻抗片和擋水板；大井底板、三面?zhèn)缺诤蛽跛鍑烧{(diào)壓室大井，其中，擋水板兩端以可拆卸方式固定于三面?zhèn)缺谥袃上鄬?cè)壁內(nèi)側(cè)；上游管道和下游管道相連通且位于大井底板底部，采用連接管道連通上游管道和下游管道之間的過流管道與調(diào)壓室大井，阻抗片以可拆卸方式固定于連接管道內(nèi)。本實(shí)用新型可用于水電站的物理模型試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了阻抗孔口面積和大井?dāng)嗝婷娣e可調(diào)，達(dá)到優(yōu)化調(diào)壓室參數(shù)的目的。
【專利說明】參數(shù)可調(diào)的阻抗式調(diào)壓室模型試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種水電站模型試驗(yàn)裝置，特別是涉及一種參數(shù)可調(diào)的阻抗式調(diào)壓室模型試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著水電建設(shè)快速發(fā)展，國內(nèi)在建或擬建一批單機(jī)容量大、水頭不高的巨型水電站，為滿足調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)的要求，其中絕大多數(shù)巨型水電站需設(shè)置調(diào)壓室，而阻抗式調(diào)壓室越來越多地運(yùn)用于水電站。阻抗式調(diào)壓室有兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，一是阻抗孔口面積，另一是調(diào)壓室的大井?dāng)嗝婷娣e。阻抗孔口面積越小，進(jìn)出調(diào)壓室的水流消耗的能量越多，水位波動(dòng)的振幅越小，衰減越快。但由于阻抗孔的存在，使得大井的自由水面不能完全反射水錘波，可能發(fā)生水擊穿室的現(xiàn)象，導(dǎo)致隧洞中受到水錘影響。調(diào)壓室的大井?dāng)嗝婷娣e越大，水位振幅越小，衰減越快，對于大波動(dòng)和小波動(dòng)穩(wěn)定均有益處，但過大的調(diào)壓室面積意味著增加開挖量，較大的調(diào)壓室群的集中一方面不利于圍巖的穩(wěn)定，另一方面增加工程投資成本，因此，合理選擇阻抗式調(diào)壓室的阻抗孔口和斷面面積極其關(guān)鍵。
[0003]巨型水電站單機(jī)容量大、輸水系統(tǒng)規(guī)模大、布置復(fù)雜，尾水系統(tǒng)往往集成了二機(jī)一洞一室、尾導(dǎo)結(jié)合明滿流隧洞等布置形式，同岸多個(gè)水力單元的集合形成了巨大的調(diào)壓室群。從運(yùn)行安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的角度考慮，這些大型水電站在設(shè)計(jì)階段往往需要進(jìn)行引水發(fā)電系統(tǒng)整體或局部的物理模型試驗(yàn)，開展機(jī)組導(dǎo)葉啟閉規(guī)律的優(yōu)化、調(diào)速器參數(shù)的整定、機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)控制策略等方面優(yōu)化和論證的試驗(yàn)。
[0004]調(diào)壓室大井?dāng)嗝婷娣e和阻抗孔口大小對上述大波動(dòng)、小波動(dòng)、水力干擾都存在很大的影響。以往的模型試驗(yàn)中往往采用固定的調(diào)壓室參數(shù)，即固定阻抗孔口大小和大井?dāng)嗝婷娣e，這樣只能分析當(dāng)前固定的調(diào)壓室參數(shù)對過渡過程的影響，而達(dá)不到優(yōu)化調(diào)壓室的目的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種阻抗孔口面積和大井?dāng)嗝婷娣e可調(diào)的阻抗式調(diào)壓室模型試驗(yàn)裝置。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的參數(shù)可調(diào)的阻抗式調(diào)壓室模型試驗(yàn)裝置，包括固定部分和活動(dòng)部分，其中，固定部分包括上游管道、下游管道、大井底板和三面?zhèn)缺?，活?dòng)部分包括阻抗片和擋水板；大井底板、三面?zhèn)缺诤蛽跛鍑烧{(diào)壓室大井，其中，擋水板兩端以可拆卸方式固定于三面?zhèn)缺谥袃上鄬?cè)壁內(nèi)側(cè)；上游管道和下游管道相連通且位于大井底板底部，采用連接管道連通上游管道和下游管道之間的過流管道與調(diào)壓室大井，阻抗片以可拆卸方式固定于連接管道內(nèi)。
[0007]上述擋水板兩端以拆卸方式固定于三面?zhèn)缺谥袃上鄬?cè)壁內(nèi)側(cè)，具體為:
[0008]三面?zhèn)缺谥袃上鄬?cè)壁的內(nèi)側(cè)對應(yīng)設(shè)有不少于I對的卡槽，擋水板兩端卡在卡槽內(nèi)。[0009]作為優(yōu)選:擋水板的背水面設(shè)有不少于I條的加強(qiáng)肋，以避免擋水板在模型試驗(yàn)中因承受水壓而導(dǎo)致的變形。
[0010]所述的加強(qiáng)肋的一種優(yōu)選方案為:任意兩條加強(qiáng)肋的位置關(guān)系為平行或垂直，且至少兩條加強(qiáng)肋的位置關(guān)系為垂直。
[0011]上述采用連接管道連通上游管道和下游管道之間的過流管道與調(diào)壓室大井具體為:
[0012]上游管道和下游管道之間的過流管道頂部設(shè)置缺口，位于過流管道上部的大井底板的對應(yīng)位置也開設(shè)有缺口，采用連接管道連通過流管道頂部缺口和大井底板缺口。
[0013]所述的連接管道內(nèi)壁設(shè)有阻抗槽，阻抗片通過螺栓固定于阻抗槽內(nèi)，所述的阻抗片厚度等于連接管道高度。
[0014]上述擋水板和阻抗片采用有機(jī)玻璃制備。
[0015]本實(shí)用新型的活動(dòng)部分用于調(diào)節(jié)阻抗孔口面積和大井?dāng)嗝婷娣e大小。阻抗片位于調(diào)壓室大井底部，用于封閉過流管道與調(diào)壓室大井之間的過水通道，通過阻抗片數(shù)量調(diào)整過流管道與調(diào)壓室大井之間過水通道口的面積，即阻抗孔口面積。擋水板位于調(diào)壓室大井側(cè)面，構(gòu)成大井側(cè)壁之一，通過擋水板的安放位置來調(diào)節(jié)大井?dāng)嗝婷娣e。
[0016]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下的有益效果:
[0017]1、在水電站的物理模型試驗(yàn)中，可調(diào)節(jié)阻抗式調(diào)壓室模型的阻抗孔口面積和大井?dāng)嗝婷娣e，以獲得不同的阻抗孔口面積和大井?dāng)嗝婷娣e的組合，研究阻抗式調(diào)壓室參數(shù)變化對各調(diào)保參數(shù)的影響，達(dá)到優(yōu)化調(diào)壓室參數(shù)的目的，對原型電站的穩(wěn)定運(yùn)行和增加調(diào)壓室洞室群圍巖穩(wěn)定具有重要意義。
[0018]2、操作簡單，不需要大范圍改動(dòng)模型試驗(yàn)裝置即可實(shí)現(xiàn)調(diào)壓室模型的參數(shù)調(diào)節(jié)，可減小模型試驗(yàn)成本，提高試驗(yàn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】示意圖；
[0020]圖2為擋水板的一種【具體實(shí)施方式】示意圖；
[0021]圖3為阻抗片的一種【具體實(shí)施方式】示意圖。
[0022]圖中，1-上游管道；2_漸變段；3_下游管道；4_第一側(cè)壁；5_第二側(cè)壁；6_第三偵_ ;7_大井底板；8_擋水板；9_阻抗孔；10_阻抗片；11_卡槽；12_螺栓孔；13_加強(qiáng)肋；14-過流管道。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明。
[0024]尾水調(diào)壓室前的尾水支管和調(diào)壓室后尾水隧洞的斷面一般為圓形或城門洞形，為了便于安置閘門和設(shè)置阻抗孔，管道截面在調(diào)壓室底部一般均會漸變?yōu)榉叫巍Ｒ妶D1，本實(shí)用新型包括固定部分和活動(dòng)部分，固定部分包括上游管道1、漸變段2、過流管道14、下游管道3、大井底板7和三面?zhèn)缺冢鎮(zhèn)缺诰唧w包括第一側(cè)壁4、第二側(cè)壁5和第三側(cè)壁6 ；上游管道I通過漸變段2、過流管道14與下游管道3連通；三面?zhèn)缺?、擋水?和大井底板7圍成調(diào)壓室大井。活動(dòng)部分包括阻抗片10和擋水板8。[0025]第一側(cè)壁4和第三側(cè)壁6的內(nèi)側(cè)對應(yīng)設(shè)有多對豎向卡槽11，擋水板8兩端卡在其中一對卡槽11內(nèi)，通過將擋水板8卡在不同位置的卡槽11內(nèi)可實(shí)現(xiàn)大井?dāng)嗝婷娣e的調(diào)節(jié)，即實(shí)現(xiàn)調(diào)壓室斷面面積的調(diào)節(jié)。
[0026]擋水板8的長度和高度均與第二側(cè)壁5的長度和高度一致；第一側(cè)壁4和第三側(cè)壁6內(nèi)側(cè)上間隔且對應(yīng)地設(shè)置的安放擋水板的卡槽11，其寬度與擋水板厚度相匹配?？ú?1內(nèi)涂覆有止水材料，卡槽11位置和各卡槽11之間的間距可根據(jù)模型試驗(yàn)要求進(jìn)行設(shè)置。大井?dāng)嗝婷娣e即為擋水板距第二側(cè)壁的距離與第二側(cè)壁長度的乘積。為了避免擋水板在模型試驗(yàn)中因承受水壓力導(dǎo)致變形，擋水板8的背水面設(shè)有5條加強(qiáng)肋13，其中3條加強(qiáng)肋相互平行，另外2條加強(qiáng)肋與3條平行的加強(qiáng)肋均垂直，見圖3。
[0027]上游管道I和下游管道3之間的過流管道14頂部設(shè)置缺口，位于過流管道14上部的大井底板7的對應(yīng)位置也開設(shè)有缺口，采用連接管道連通過流管道頂部缺口和大井底板缺口。連接管道內(nèi)壁設(shè)有阻抗槽，阻抗片通過螺栓固定于連接管道內(nèi)，阻抗片厚度等于連接管道高度，即阻抗片厚度等于阻抗孔長度。
[0028]圖2所示為用于調(diào)節(jié)阻抗孔口面積的阻抗片10，阻抗片10兩端和連接管道內(nèi)設(shè)的阻抗槽內(nèi)均設(shè)有螺栓孔，通過螺栓將阻抗片10固定于阻抗槽。為了方便阻抗片的安裝固定，所有阻抗片尺寸相同，阻抗片之間接觸的地方覆有止水材料。阻抗槽內(nèi)安裝的阻抗片越多，未封堵的連接管道口面積越小，未封堵的連接管道口面積即為模型試驗(yàn)中阻抗孔口面積。通過選擇不同數(shù)量的阻抗片固定于阻抗槽內(nèi)，來實(shí)現(xiàn)阻抗孔口面積的可調(diào)。
[0029]實(shí)際中，阻抗孔沿軸線的長度一般為2?3m，經(jīng)模型比尺算換后一般僅為幾厘米或十幾厘米，可以采用有機(jī)玻璃厚度來表示阻抗孔的長度，所以阻抗片的厚度是通過原型阻抗孔的長度經(jīng)過模型比尺換算得到的。
【權(quán)利要求】
1.參數(shù)可調(diào)的阻抗式調(diào)壓室模型試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括: 固定部分和活動(dòng)部分，其中，固定部分包括上游管道、下游管道、大井底板和三面?zhèn)缺冢顒?dòng)部分包括阻抗片和擋水板； 大井底板、三面?zhèn)缺诤蛽跛鍑烧{(diào)壓室大井，其中，擋水板兩端以可拆卸方式固定于三面?zhèn)缺谥袃上鄬?cè)壁內(nèi)側(cè)； 上游管道和下游管道相連通且位于大井底板底部，采用連接管道連通上游管道和下游管道之間的過流管道與調(diào)壓室大井，阻抗片以可拆卸方式固定于連接管道內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的參數(shù)可調(diào)的阻抗式調(diào)壓室模型試驗(yàn)裝置，其特征在于: 所述的擋水板兩端以可拆卸方式固定于三面?zhèn)缺谥袃上鄬?cè)壁內(nèi)側(cè)，具體為: 三面?zhèn)缺谥袃上鄬?cè)壁的內(nèi)側(cè)對應(yīng)設(shè)有不少于I對的卡槽，擋水板兩端卡在卡槽內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的參數(shù)可調(diào)的阻抗式調(diào)壓室模型試驗(yàn)裝置，其特征在于: 所述的擋水板的背水面設(shè)有不少于I條的加強(qiáng)肋。
4.如權(quán)利要求3所述的參數(shù)可調(diào)的阻抗式調(diào)壓室模型試驗(yàn)裝置，其特征在于: 所述的加強(qiáng)肋，任意兩條加強(qiáng)肋的位置關(guān)系為平行或垂直，且至少兩條加強(qiáng)肋的位置關(guān)系為垂直。
5.如權(quán)利要求1所述的參數(shù)可調(diào)的阻抗式調(diào)壓室模型試驗(yàn)裝置，其特征在于: 所述的采用連接管道連通上游管道和下游管道之間的過流管道與調(diào)壓室大井具體為: 上游管道和下游管道之間的過流管道頂部設(shè)置缺口，位于過流管道上部的大井底板的對應(yīng)位置也開設(shè)有缺口，采用連接管道連通過流管道頂部缺口和大井底板缺口。
6.如權(quán)利要求5所述的參數(shù)可調(diào)的阻抗式調(diào)壓室模型試驗(yàn)裝置，其特征在于: 所述的連接管道內(nèi)壁設(shè)有阻抗槽，阻抗片通過螺栓固定于阻抗槽內(nèi)，所述的阻抗片厚度等于連接管道高度。
7.如權(quán)利要求1所述的參數(shù)可調(diào)的阻抗式調(diào)壓室模型試驗(yàn)裝置，其特征在于: 所述的擋水板和阻抗片采用有機(jī)玻璃制備。
【文檔編號】E02B1/02GK203514250SQ201320662628
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】王超, 楊建東, 王炳豹 申請人:武漢大學(xué)