[发明专利]可发电的水垫塘充排水系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种可发电的水垫塘充排水系统。适用于水利水电工程。 

背景技术

水垫塘是拱坝坝后的消能防冲保护工程，防止拱坝泄水后坝基产生冲蚀破坏，保护坝的安全稳定。通常在拱坝泄洪运行，或暴雨时岸坡塌方可能会对水垫塘产生冲蚀破坏。为了保障大坝的安全，一般都需要定期对水垫塘进行抽水检修维护。目前我国已建的二滩、拉西瓦、小湾等大型水电站的水垫塘多采用临时充排水系统对水垫塘抽水排空进行检修。

临时充排水系统， 通常采用临时排水泵、临时敷设管路和输变电线路和控制设备，将水垫塘内积水排至二道坝后进行水垫塘检修，在水垫塘检修完成后，又将二道坝后的下游水流回充至水垫塘。以二滩水电站为例，因水垫塘内的积水量较大，采用了多台大功率离心泵同时抽排，排水时间仍较长。而离心泵吸程较低，随着水垫塘内水位不断下降，需要采用船泵方式，即将离心泵放置在船上，来满足水垫塘低水位时离心泵的吸程需要。水垫塘检修维护完毕后，再将船泵放置在二道坝后的下游尾水河道中，利用水泵对水垫塘进行回充。临时抽排方式主要有以下不足之处：

1 系统搭建工作量大，排水系统和组装程序繁琐；

2系统全程基本都需要人工干预，无法实现自动控制和监测，运行、维护不方便；

3抽水系统设备均布置在户外，排水系统故障率高，工作效率低，排水时间长；

4临时电源和机电设备裸露在外，可能会给工作人员带来安全隐患。

专利号为201020554462.5的中国专利“水垫塘的给排水系统”则提供了一种在二道坝内设置固定式抽排水泵房供水垫塘检修使用的方案，其优点为：与之前方案相比，可以实现水垫塘检修时充排水的自动控制操作。但这种方案也有不少缺点，主要为：大坝的泄洪几率相对也较低，因而水垫塘的检修几率也并不是很高，有可能一年完成一次检修或者数年才完成一次检修，而泵房布置在水垫塘后的二道坝体内，通风干燥条件差，空气潮湿，电气设备故障率较高，待真正需要利用充排水设备用于水垫塘检修充排水时，设备可能已出现故障或者达到其使用寿命。同时，为了维持泵房的干燥，需要设置大量的通风和除湿设备，而维持泵房干燥的除湿和通风的费用也是非常高的，因而其实用价值并不是很高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种检修方便，设备安全可靠、易运行维护、同时能够降低能耗的可发电的水垫塘充排水系统。

本发明所采用的技术方案是：一种可发电的水垫塘充排水系统，具有大坝、水垫塘、二道坝和下游河道，其特征在于：在二道坝排水廊道内设置抽水蓄能发电厂房，厂房内安装可逆式水泵水轮发电机组，该可逆式水泵水轮发电机组水泵工况下的进水口经埋设于二道坝内的管路Ⅰ与水垫塘连通，出水口通过埋设于二道坝内的管路Ⅱ与下游河道连通；所述二道坝一侧山体上设置用于汇集水垫塘两岸山体地表渗水，以及大坝、水垫塘和地下厂房渗漏水的调节池，调节池高于下游河道水位，该调节池经引水发电管路连通所述管路Ⅱ。

所述管路Ⅰ经旁通管路连通下游河道。

所述引水发电管路上和旁通管路上均装有控制阀门，所述管路Ⅰ上、与旁通管路连通部位的两侧均装有控制阀门，所述管路Ⅱ上、与引水发电管路连通部位的两侧均装有控制阀门。

所述管路Ⅰ进口高程略高于水垫塘底板高程，管路Ⅱ出口高程略低于二道坝顶高程。

所述管路Ⅰ与管路Ⅱ上装有压力变送器、压力表和示流信号器。

所述调节池具有溢流坝，调节池底部设有冲沙底孔，底孔内安装冲沙阀门，冲沙底孔经泄流道连通下游河道。

本发明的有益效果是：本发明的主要动力设备采用可逆式水泵水轮发电机组，并设置了调节池，将地下厂房、大坝和水垫塘的渗漏水以及两岸山体的地表渗漏水汇集起来，设置引水发电管路，利用水流落差产生电能作为可逆式水泵水轮发电机组厂房的通风、除湿设备运行电源，多余电能送至电网，不仅降低能耗，还将产生效益，同时改善了可逆式水泵水轮发电机组的运行环境，设备使用寿命能够有所保证。在水垫塘需要检修时，根据水垫塘和下游水位的落差，利用可逆式水泵水轮发电机组的发电和抽水功能，在提高经济效益的同时，兼顾水垫塘检修时的排水。在水垫塘检修完成以后，利用二道坝下游水与水垫塘底板的落差发电，提高经济效益。

水垫塘的可逆式水泵可逆式水泵水轮发电机组充排水系统设置有现地操作和远程控制监测系统。可以实现自动运行控制，运行人员操作方便，避免了临时充排水系统搭建的繁琐以及系统运行的安全隐患，更能保证水垫塘的稳定运行。