双孔进水口的优化方案及研究成果

清华大学的研究成果:双孔进水口共有两个修改方案,即双Ⅱ和双Ⅲ,其设计布置见图8.23及图8.24,设计参数见表8.13[10]。单机组的模型引用流量为196.044L/s(原型为966.4m3/s)。

表8.13　双孔进水口修改方案设计布置参数

注 表中各字母的代表意义与表8.10中同。

图8.23　双孔进水口Ⅱ方案体型

(a)进水口A—A剖面;(b)进水口B—B剖面
(注:高程、桩号单位:m,尺寸单位:cm)

双Ⅱ方案与双Ⅰ方案相比,主要不同点如下:双Ⅱ方案将原反钩检修门改为平板检修门,增加了一道门槽;将渐变段位置后移,使得两孔间的中墩处于渐变段之前;将原进口的平头中墩改为前窄后宽的流线形;将原进口侧壁修改为椭圆曲线,并将此后的直线边壁改为与中墩侧壁相适应的曲线型;将原进口下唇略为前移,底缘曲线也作了相应的修改;将拦污栅墩的宽度由1.6m改为1.2m,墩间宽度也作了相应的调整;将拦污栅墩前后的圆头改为流线形。

双Ⅲ方案与双Ⅰ方案相比,其主要不同为:进水口高程下降了1.0m,即由双Ⅱ方案的110.0m降为109.0m;进水口顶缘曲线也略作修改;中墩后侧曲线的曲率半径略为加大;渐变段加长;取消上弯段前的短直段圆管;上弯段的起点高程上抬了0.593m,以使进水口的斜坡减小为10°;拦污栅底坎高程均降至102.45m,在进水口前形成一个平台。试验工况见表8.14。

图8.24　双孔进水口Ⅲ方案体型(www.xing528.com)

(a)进水口A—A剖面;(b)进水口B—B剖面
(注:高程、桩号单位:m,尺寸单位:cm)

表8.14　试验工况

试验表明:双Ⅲ方案流态好,无立轴旋涡产生,水流不会在设定的发电水位下挟带空气进入压力管道。双孔方案经两次优化后水头损失可减小0.10～0.13m左右,见表8.15。各方案的水头损失及水头损失系数值见表8.16。

表8.15　双孔优化方案Ⅲ与原双孔方案Ⅰ水头损失比较(有墩、有拦污栅情况)

表8.16　进水口各方案的水头损失及水头损失系数

注 1.清华大学和长科院两家的单Ⅰ方案体型略有差异,其他方案基本相同。
2.表中的数字是经过总结、统一综合整理的,与原来的单项报告中数据略有出入。
3.试验流量是按表8.2控制及调整的。

长科院对双孔方案水头损失的有关结果均已列入表8.12。经优化后的单孔及双孔方案水头损失的减少趋势是明显的。