一种气垫式调压室的调节系统的制作方法

1.本发明涉及气垫式调压室技术领域，尤其涉及一种气垫式调压室的调节系统。


背景技术：

2.调压室是一种用于抑制水锤和涌波的装置，在水利水电工程中，其作用是减少压力水道的水锤压强、提高机组的运行稳定性和供电质量。常规调压室的上部与大气相通，调压室内的水面压力也与大气压力相同，这就导致电站在进行负荷调整时，调压室内的水面升降幅度较大，而为了适应水面的大幅升降，调压室的体积也对应较大。而在围岩岩体质量较好、埋深及最小地应力均满足条件的情况下，也可采用气垫式调压室，气垫式调压室的上部呈封闭状态并充以压缩空气形成“气垫”，而下部为“水垫”，其中，“水垫”能够抑制气垫式调压室内水位高度和水位波动幅值，使气垫式调压室内水面升降幅度较小，因此，气垫式调压室的体积也相应比常规调压室小。
3.专利cn1884706a公开了一种罩式气垫式调压室，通过一条连接隧道连通气垫式调压室和压力水道，且气垫式调压室的周边和顶部由带底部敞口的密闭罩体构成，从而有效缓解气垫式调压室内气体的泄露。但该单条连接隧道在作为压力水道与气垫式调压室之间的水流进出通道的同时，也是气垫式调压室的施工通道，为了气垫式调压室施工方便，连接隧道的内部空间需要足够大，水头也较高，从而导致没有条件在连接隧道内设置控制闸门或阀门。
4.随着气垫式调压室漏气的增加，气垫式调压室的上部“气垫”抑制气垫式调压室内水位及压力波动的作用削弱，为了维持“气垫”对气垫式调压室内水位及压力波动的抑制作用，只能通过补气来保证机组的稳定运行；而在对气垫式调压室进行检修时，由于需要放空气垫式调压室内的气体和水，为了防止压力水道内的水通过连接隧道进入气垫式调压室，便需要将整条压力水道内的水全部放空，气垫式调压室检修完成后，再将整条压力水道中的水充满，耗时较长，严重影响发电效益。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够减少气垫式调压室的补气次数，并提高气垫式调压室的检修效率的气垫式调压室的调节系统。
6.本发明采用如下技术方案：
7.本发明提供一种气垫式调压室的调节系统，包括连接隧洞、引水隧洞和气垫式调压室，沿引水隧洞的长度方向间隔设置有多条连接隧洞，连接隧洞内设有沿长度方向延伸的压力管道，压力管道的中部依次设有阀门和法兰管管节，压力管道的两端分别连通引水隧洞和气垫式调压室。
8.优选地，压力管道的外部包覆有混凝土结构，混凝土结构固定在连接隧洞内。
9.优选地，连接隧洞的中部设有阀门室，压力管道上的阀门位于阀门室内。
10.优选地，压力管道位于阀门室内的管段为明敷管段。
11.优选地，多条连接隧洞中的阀门室相互连通。
12.优选地，压力管道的两端为向远离阀门方向逐渐扩张的喇叭形开口。
13.优选地，引水隧洞的设置位置低于气垫式调压室的设置位置，且连接隧洞在高度方向上呈仰角连通引水隧洞和气垫式调压室。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
15.本发明的气垫式调压室的调节系统中设置有多条连接隧洞，每条连接隧洞作为气垫式调压室的施工通道使用，每条连接隧洞内均设有压力管道，压力管道作为引水隧洞与气垫式调压室之间的水流进出通道使用，相对于现有技术中单条连接隧道的设置，本发明采用多条压力管道可以设置更小的管径，从而能够安装阀门。又由于压力管道的中部设有阀门，在气垫式调压室发生漏气后，通过阀门控制压力管道逐个关闭，即可减小气垫式调压室内最高涌波、最大气压及机组进口端最大压力，保证机组稳定运行，进而减少气垫式调压室的补气次数，降低运行费用。
16.同时，在气垫式调压室需要检修时，通过关闭全部压力管道上的阀门，阻断引水隧洞内的水向气垫式调压室内流动，然后再放空气垫式调压室内的水体和气体，拆卸法兰管管节后，通过外露的压力管道口进入气垫式调压室开展检修，无需放空引水隧洞，从而大大节省检修时间，有利于提高发电站的发电效益。
附图说明
17.图1是本发明实施例中，气垫式调压室的调节系统的平面布置示意图。
18.图2是本发明实施例中，连接隧洞沿宽度方向剖开后的内部布置示意图。
19.图3是本发明实施例中，气垫式调压室的调节系统的内部布置示意图。
20.其中，附图标记说明如下：
21.1、连接隧洞
22.2、引水隧洞
23.3、气垫式调压室
24.4、压力管道
25.41、阀门
26.5、阀门室
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多条”的含义是两条或两条以上。
31.参见图1和图2，本实施例提供一种气垫式调压室的调节系统，包括连接隧洞1、引水隧洞2和气垫式调压室3，沿引水隧洞2的长度方向间隔设置有多条连接隧洞1，连接隧洞1内设有沿长度方向延伸的压力管道4，压力管道4的中部依次设有阀门41和法兰管管节，压力管道4的两端分别连通引水隧洞2和气垫式调压室3。
32.本实施例的气垫式调压室的调节系统中设置有多条连接隧洞1，每条连接隧洞1上作为气垫式调压室3的施工通道使用，每条连接隧洞1内均设有压力管道4，每条压力管道4作为引水隧洞2与气垫式调压室3之间的水流进出通道使用，相对于现有技术中单条连接隧道的设置，本实施例采用多条压力管道4可以设置更小的管径，从而能够安装阀门41。又由于压力管道4的中部设有阀门41，在气垫式调压室3发生漏气后，通过阀门41控制压力管道4逐个关闭，即可减小气垫式调压室3内最高涌波、最大气压及机组进口端最大压力，保证机组稳定运行，进而减少气垫式调压室3的补气次数，降低运行费用。
33.具体地，根据气垫式调压室3的自动量测系统可获得气垫式调压室3内气体pv值(气体压力与气体体积的乘积)的减小幅度，并由此控制压力管道4上的阀门41的关闭，即可动态调节引水隧洞2与气垫式调压室3之间的连通面积，进而减小气垫式调压室3内最高涌波、最大气压及机组进口端最大压力，保证机组稳定运行，进而减少补气次数，降低运行费用。
34.同时，在气垫式调压室3需要检修时，通过关闭全部压力管道4上的阀门41，阻断引水隧洞2内的水向气垫式调压室3内流动，然后再放空气垫式调压室3内的水体和气体，拆卸法兰管管节后，通过外露的压力管道口进入气垫式调压室开展检修，无需放空引水隧洞2，从而大大节省检修时间，有利于提高发电站的发电效益。
35.此外，由于一般的气垫式调压室3与引水隧洞2间只设置一条连接隧洞1，机组负荷变化引发的水锤只能从这条唯一的连接隧洞1向气垫式调压室3内反射作用，因此消除水锤的效果往往不佳。而本实施例的气垫式调压室的调节系统通过设置多条具有压力管道4的连接隧洞1，在引水隧洞2的长度方向上增加了反射水锤的通道数量，从而能够更好地抑制水锤对引水隧洞2的不利影响。
36.较佳地，在本实施例中，压力管道4上的阀门41优选为球阀。
37.具体地，在本实施例中，球阀上配套设置有伸缩节，伸缩节位于阀门41和法兰管管节之间，伸缩节能够提供缓冲，以防止调整球阀开度时，阀门设备振动对压力管道4产生的不利影响。
38.需要说明的是，球阀的规格尺寸取决于水电站的水头，为了保证阀门41安全，水头越大，球阀的规格尺寸则越小；压力管道4的管径通过球阀的规格尺寸确定，以保证球阀能够与压力管道4套接；而连接隧洞1的数量可根据压力管道4的管径确定，连接隧洞1的初拟数量为ka1/a2，其中，k为常量，可取0.3-1.0，k的具体取值根据经验选取，a1为引水隧洞2的截面积，a2为压力管道4的截面积，并最终通过水力学数值计算确定连接隧洞1的数量；连接
隧洞1的尺寸需要满足在能够安装压力管道4的同时，能够预留出气垫式调压室3施工时所需的施工通行空间。
39.较佳地，在本实施例中，压力管道4采用压力钢管制成。
40.优选地，压力管道4的外部包覆有混凝土结构，混凝土结构固定在连接隧洞1内。压力管道4通过混凝土结构实现于连接隧洞1内的固定。
41.优选地，参见图1和图3，连接隧洞1的中部设有阀门室5，压力管道4上的阀门41位于阀门室5内。阀门室5的设置将阀门41与连接隧洞1隔开，为阀门41的安装、法兰管管节的拆卸以及进入气垫式调压室3检修保留足够的空间。
42.优选地，压力管道4位于阀门室5内的管段为明敷管段。明敷管段的设置能够便于阀门41的安装及操作。
43.优选地，参见图1，多条连接隧洞1中的阀门室5相互连通，以使人员对多条压力管道4的阀门41进行控制时更加方便快捷。
44.优选地，压力管道4的两端为向远离阀门41方向逐渐扩张的喇叭形开口，从而增加了单条通道反射水锤的面积，更好地抑制水锤的不利影响。
45.优选地，参见图3，引水隧洞2的设置位置低于气垫式调压室3的设置位置，且连接隧洞1在高度方向上呈仰角连通引水隧洞2和气垫式调压室3。连接隧洞1的倾斜设置使得引水隧洞2和气垫式调压室3之间的水体交换更加通畅，同时，在对气垫式调压室3进行检修时，也能够较为方便地放空气垫式调压室3内的水体。
46.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种气垫式调压室的调节系统，其特征在于，包括连接隧洞(1)、引水隧洞(2)和气垫式调压室(3)，沿所述引水隧洞(2)的长度方向间隔设置有多条连接隧洞(1)，所述连接隧洞(1)内设有沿长度方向延伸的压力管道(4)，所述压力管道(4)的中部依次设有阀门(41)和法兰管管节，所述压力管道(4)的两端分别连通所述引水隧洞(2)和所述气垫式调压室(3)。2.根据权利要求1所述的气垫式调压室的调节系统，其特征在于，所述压力管道(4)的外部包覆有混凝土结构，所述混凝土结构固定在所述连接隧洞(1)内。3.根据权利要求1所述的气垫式调压室的调节系统，其特征在于，所述连接隧洞(1)的中部设有阀门室(5)，所述压力管道(4)上的阀门(41)位于所述阀门室(5)内。4.根据权利要求3所述的气垫式调压室的调节系统，其特征在于，所述压力管道(4)位于所述阀门室(5)内的管段为明敷管段。5.根据权利要求3所述的气垫式调压室的调节系统，其特征在于，多条所述连接隧洞(1)中的所述阀门室(5)相互连通。6.根据权利要求1所述的气垫式调压室的调节系统，其特征在于，所述压力管道(4)的两端为向远离所述阀门(41)方向逐渐扩张的喇叭形开口。7.根据权利要求1所述的气垫式调压室的调节系统，其特征在于，所述引水隧洞(2)的设置位置低于所述气垫式调压室(3)的设置位置，且所述连接隧洞(1)在高度方向上呈仰角连通所述引水隧洞(2)和所述气垫式调压室(3)。

技术总结
本发明涉及气垫式调压室技术领域，尤其涉及一种气垫式调压室的调节系统。该气垫式调压室的调节系统，包括连接隧洞、引水隧洞和气垫式调压室，沿引水隧洞的长度方向间隔设置有多条连接隧洞，连接隧洞内设有沿长度方向延伸的压力管道，压力管道的中部依次设有阀门和法兰管管节，压力管道的两端分别连通引水隧洞和气垫式调压室。该气垫式调压室的调节系统能够减少对气垫式调压室的补气次数，并提高对气垫式调压室的检修效率。调压室的检修效率。调压室的检修效率。


技术研发人员：黄智鑫 张芳勇
受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/10/5