[发明专利]一种涡流室消力池

说明书

本发明提供一种涡流室消力池，设置在溢洪道或泄洪洞出口，由沿水流方向依次相接的渐扩反坡段、涡流室、尾坎组成，渐扩反坡段与上游溢洪道或泄洪洞出口相接，所述渐扩反坡段由坡面底板和底板两侧对称的边墙构成，形成沿水流方向渐扩的通道，通道末端出口设置跌坎，跌坎下接涡流室；所述涡流室由底板和底板两侧对称的两弧面边墙构成，使得涡流室宽度由渐扩反坡段出口渐变扩大至最大后渐变缩小，至与尾坎相接。所述消力池特别适用于中高水头水电站大单宽流量溢洪道或泄洪洞出口的底流消能，避免挑流消能所带来的雾化问题。

技术领域

本发明属于水利水电工程中使用的泄洪消能设施领域，具体涉及一种消力池。

背景技术

在水利水电工程中，泄洪消能是非常突出的关键技术问题，泄水建筑物下游的消能防冲直接关系到工程的安全。根据对大量实际工程资料的粗略统计分析显示，泄洪消能造价约占工程总造价的40％～50％，而消能防冲设施的费用在泄水建筑物中又占了40％～50％。因此，选择适宜的泄洪建筑物还是合理利用资金的重要途径。对于中高水头水电站大单宽流量溢洪道或泄洪洞出口消能，工程中往往采用挑流消能，虽然技术相对成熟，但是挑流消能也会带来比较严重的泄洪雾化，影响发电和人员安全。由于消力池的建造不受地形与地质等条件的限制，并且检修比较方便，相对于挑流消能工基本上没有雾化现象。因此现在已建成和正在建设的中高水头电站，消力池消能正在逐步推广。但是对于中高水头水电站大单宽流量溢洪道或泄洪洞出口的底流消能，常规的消力池结构设计不足以满足实际工程需要。因此有必要设计一种新型消力池来适用中高水头水电站大单宽流量溢洪道或泄洪洞出口的底流消能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡流室消力池，特别适用于中高水头水电站大单宽流量溢洪道或泄洪洞出口的底流消能，避免挑流消能所带来的雾化问题。

本发明所述涡流室消力池，设置在溢洪道或泄洪洞出口，由沿水流方向依次相接的渐扩反坡段、涡流室、尾坎组成，渐扩反坡段与上游溢洪道或泄洪洞出口相接，所述渐扩反坡段由坡面底板和底 板两侧对称的边墙构成，形成沿水流方向渐扩的通道，通道末端出口设置跌坎，跌坎下接涡流室；所述涡流室由底板和底板两侧对称的两弧面边墙构成，使得涡流室宽度由渐扩反坡段出口渐变扩大至最大后渐变缩小，至与尾坎相接。

进一步地，所述渐扩反坡段的边墙为与涡流室的弧面边墙相切衔接的弧面边墙，渐扩反坡段的边墙与涡流室的边墙均优选为圆弧面。

进一步地，所述涡流室段的底板为弧面，且弧的方向垂直消力池的纵轴向(及沿涡流室进口水流方向，底板两边高中间低，进一步优选为内凹型椭圆柱曲面(即内凹型椭圆柱曲面，涉及到曲面问题，内凹型椭圆柱曲面顶点处的法向法向向下，外凸型椭圆柱曲面顶点处的法向向上，即通常所说的下陷与隆起。)

进一步地，渐扩反坡段的坡度为i₁，i₁＝h₁/l₁＝1:25～1:10，其中h₁为渐扩反坡段垂直高度，l₁为渐扩反坡段水平长度；渐扩反坡段末端的左右扩散宽度均为b₁，溢洪道或泄洪洞的宽度为B，b₁/B＝0.5～1.0,l₁/b₁＝1:2～1:10；边墙的圆弧半径为R₁，R₁＝0.5(l₁²+b₁²)/b₁。