[实用新型]复合式流量控制及能源回收系统

说明书

本实用新型复合式流量控制及能源回收系统，包括电站、调流阀、控制闸、调压井、连接管道、出水池、输水隧洞。电站在控制出水池的入流流量的同时，将上游来水的富裕水能转换为电能；调流阀与电站为“一”字型布置，用于消除上游来水的富裕水能，控制出水池的入流流量，配合电站稳定出水池水位；控制闸布置在输水隧洞上部山体，高水位时关闭闸门，低水位时开启闸门加大供水能力；调压井包括竖井和溢流道两部分，用于释放水锤压力；连接管道包括上游进水管道、下游出水管道和调压井连接管道；出水池与外部隔离，保证水质安全；输水隧洞是输水系统的主线路。本实用新型系统供水安全度高、可保障原水水质、系统节能环保性好，且结构布置紧凑。

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程中的流量调节及能源回收系统，具体涉及引供水工程中，在有压输水管线尾部布置，用于流量控制及能源回收的设备系统。

背景技术

有压输水系统流量控制与消能的方式总体包括系统头部、系统中部和系统尾部控制方案。系统头部控制方案为设置控制闸，主要的用途为控制取水和便于检修，一般为全开、全关方式运行，很少采用调节开度控制流量；系统中部控制方案包括锥形阀消能、消能井、孔板消能、旋流消能等，需结合地形条件布置，应用较少；系统尾部控制方案包括电站消能、调流阀消能、控制闸控制联合消力池或挑流消能等。考虑运行管理方便，引供水工程一般采用系统尾部控制方案。

电站可利用剩余水头发电，但引供水工程保障供水水质、水量是首要任务，因此，一方面，对机组布置及防油污渗漏设计提出了较高要求，另一方面，要求维持下游水位基本恒定，以满足下游各水厂的取水水位要求，这就导致机组导叶开度需在流量变化时频繁调整；故有压输水系统中，电站控制流量及能源回收方案反而较少运用。

调流阀既能精确频繁控制流量，又能消能，适用于系统尾部水头较高、下游抗冲能力不足的情况，且小直径调流阀制造水平成熟，技术要求不高，在中小型供水管道工程中广泛采用。但在大型引供水工程中，因引水流量较大，所需调流阀直径也较大，设备耐久性极大降低，工程长久运行检修及维护成本较高。另外，供水水库水位变幅大，阀门上游富余水头较低时，容易面临过流能力不足的问题，需大幅增加管道及阀门数量，或进一步加大阀门直径。

控制闸受地形影响较大，一方面，闸门仅适用于低水头控制流量，水头差较大时需布置消力池或调流消能，对于引供水工程，对下游地形及场地提出了较高的要求，另一方面，供水水库水位变幅大，当闸门上下游水头差较大时，平板门长期运行存在振动问题，而弧形闸门因跃后水深太大，也很难布置。

大型引供水工程大多为重大民生工程，引水流量大，对输水系统的水质、供水保证率、设备耐久性也有较高的要求，有压输水系统的流量控制及消能是核心问题，既要考虑安全性又要兼顾经济性，因此，需要有更完备的系统方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服常规有压输水系统尾部控制方案中相关设备的不足，提出复合式流量控制及能源回收系统，一方面，解决了大型引供水工程引水流量大、供水水库水位变幅大时，有压输水系统流量控制及消能需同时保障输水系统水质、供水保证率、设备耐久性的技术难题；另一方面，所述系统既有利于发挥各调压设备的优点、规避其使用限制条件，又具有节能环保的特点，经济合理。

本实用新型所采用的技术方案是：复合式流量控制及能源回收系统，包括电站、调流阀、控制闸、调压井、连接管道、出水池、输水隧洞；所述电站、调流阀、控制闸并联布置，分别用于控制流量，其中，所述电站、调流阀并排“一”字型布置，共用安装场、副厂房、所述出水池及连接管道；所述电站采用卧式水轮发电机组，上游端与连接管道连接，下游端连接出水池，在控制流入出水池水流流量的同时，将上游来水的富裕水能转换为电能；所述控制闸布置于所述输水隧洞的上部山体，以防止控制闸内水体从顶部溢出；所述调压井通过连接管道与输水隧洞的主洞连接；所述出水池位于电站和调流阀下游。