[发明专利]一种间隔交错式反向挑流消能水力整流装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于涉水利工程技术领域，涉及一种间隔交错式反向挑流消能水力整流装置及方法。

背景技术

我国许多泵站特别是引黄泵站在运行中因受到引水条件和地理位置的限制，需要闸门控制引水，形成闸下射流且直冲前池、进水池和泵室，造成流态恶化，带来汽蚀、泥沙淤积、机组和泵房强烈振动、泵站效率降低和运行效益下降等一系列问题，且随着闸前水位的升高，前池和进水池的运行特性也发生变化，进一步导致泵站运行工况不稳，振动更加强烈，最后迫使机组停止运行。这些问题不仅严重的影响了机组的寿命和工作人员的身心健康，而且增加了泵站维修维护的工作量。

目前国内外针对泵站前池和进水池的水力消能整流措施主要有连续底坎、立柱、导流墩、导流墙、导水锥和压水板等，针对不同泵站前池和进水池的流动特点，采取不同的整流措施，实际应用已经证明了这些措施能够有效地改善前池、进水池流态。

在采用连续底坎和立柱整流措施时，如果泵站引水中含有泥沙，底坎和立柱后存在绕流漩涡，容易引起泥沙淤积，而导流墩、导流墙主要用于具有明显主流方向特点的前池和进水池，导水锥主要用于水泵进口附近的流态整治，压水板主要用于加大前池池底流速，防止泥沙淤积。

鉴于此，对于很多沿黄闸控泵站来说，由于闸底射流从前池和进水池底部直冲泵室，且容易形成水跃，所以不存在主流，同时水流中含有大量的泥沙，易在前池和进水池产生泥沙淤积，上述整流措施效果不明显，整流后前池和进水池内流态差，所以必须寻求一种有效的水力消能整流方法来消除闸下射流能量、改善流态和减小泥沙淤积，保证进水池内水流稳定，是本领域技术人员必须解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术存在的缺陷，提供一种间隔交错式反向挑流消能水力整流装置及方法，该方法能够有效解决闸控泵站运行过程中前池和进水池中存在水流流态不稳定和泥沙淤积的问题。

其具体技术方案为：

一种间隔交错式反向挑流消能水力整流装置及方法，其特征在于，包括闸门1、引水渠2、前池3、进水池4、间隔式底坎5、间隔式反向挑流消能墩6、整流梁7和压水板8。所述间隔式底坎5设置在闸门1后面，沿引水渠2中心线对称分布；所述间隔式反向挑流消能墩6布置在间隔式底坎5的后面，沿引水渠2中心线与间隔式底坎5成交错式对称分布，其数量比间隔式底坎5的数量少一个；所述间隔式反向挑流消能墩6迎水面为反向水流圆弧曲面，纵剖面为反向水流圆弧曲线，水平截面为长方形；所述整流梁7布置在前池3的前端，底端位于四分之三水深处；所述压水板8布置在前池3的后端，底端位于五分之四水深处。

进一步优选，所述间隔式底坎5为圆柱体。

进一步优选，所述间隔式底坎5为四棱柱体。

进一步优选，所述间隔式反向挑流消能墩6的背水面为半圆柱体。

进一步优选，所述间隔式反向挑流消能墩6的背水面为三棱柱体。

进一步优选，所述压水板8为长方形板，与水流方向夹角呈135度倾斜布置。

一种间隔交错式反向挑流消能水力整流方法，包括以下步骤：

开启闸门至引水渠水深的四分之一到二分之一处，闸控引水产生的具有较大能量的闸下射流，经过间隔式底坎后，形成了多股射流；

多股射流经过所述的与间隔式底坎交错布置的间隔式反向挑流消能墩的迎水面反向圆弧曲面将射流挑起，形成表面水跃；

经过水跃消能后的水流经过整流梁，其消涡和整流作用，消除了部分能量和回流；

最后水流流至压水板，在经过压水板后分为两部分，一部分水流则绕过压水板后向上翻滚，形成板后漩涡，消除水流中的残余能量，另一部分稳定均匀的水流向下运动，流向进水池。