水电站分层取水清渣系统的制作方法

本发明涉及水利工程领域，具体是一种水电站分层取水清渣系统。

背景技术：

1、水库蓄水后，水温存在分层现象，并随深度的增加而逐步降低。对于高坝水电工程，因进水口深度大，若进水口引用底层水体，会导致下放水体温度较低，影响下游生态环境的安全。为了保证下游河道水生态的平衡，丰富河流水生生物种群的多样性，需要分层取水以调控下放水体的温度。目前，通常采用在进水口设置叠梁门实现分层取水，单层叠梁门高度固定，无法根据来流水温动态自适应调节，下泄水温改善效果有限。叠梁门采用门机、台车等移动式启闭设备操作，一台启闭设备需要抓取不同孔口的闸门，根据水位的变幅逐层上提或下放叠梁门，以保障进水口有足够取水深度，分层取水存在操作过程繁琐且耗时长的问题。叠梁门在动水中提放难度较大，在利用叠梁门进行分层取水时需预先将水流截停后再对叠梁门进行提放，操作时间较长，对各大水利工程的电力调度的影响较大。

2、水库水体中往往存在水草及漂浮物，为了避免水草及漂浮物影响水轮机的运行，需要对水草及漂浮物进行拦截和清理。大型水电站拦污漂及中小型水电站进水口拦污栅使用一段时间后，水草及漂浮物不断堆积，进而导致拦污栅被堵塞，水流不能正常流通，所以需要时常对拦污栅进行清理。现有的清理手段一般是人工清理，存在工序繁琐、费时费力的问题。人工清理水草及漂浮物，一般都会同时对拦污漂和拦污栅进行检修，拦污漂需使用船只在河床进行检修或通过大型机械设备将拦污漂拖至岸边进行检修，拦污栅则需要大型门机吊装至水面以上进行检修，检修过程较为繁琐，造成人力物力的极大浪费。

技术实现思路

1、本发明提供一种水电站分层取水清渣系统，解决传统拦污漂和拦污栅手动清污过程繁琐的问题。

2、本发明采用的技术方案是：水电站分层取水清渣系统，包括布置于坝体进水口的闸门上游方向两侧的侧墙，两堵侧墙之间为竖向布置的挡水墙，挡水墙顶部的高程小于侧墙顶部的高程，挡水墙的顶部设置可以相对挡水墙上升和下降的升降门，侧墙和挡水墙内设置用于驱动升降门上升和下降的液压机构，两堵侧墙和升降门之间形成进水缺口；进水缺口处还安装拦污板，拦污板的两端分别安装于两堵侧墙的内侧，拦污板包括竖直部和水平部，水平部位于竖直部的上游侧，竖直部设置过滤结构，拦污板在其截面上呈l形，竖直部和水平部形成的阴角内安装清污板，拦污板的阴角内还安装用于驱动清污板沿阴角顶点的延伸方向往复运动的水平驱动机构；两堵侧墙上分别安装一套卷扬装置，卷扬装置的一端为进渣端并位于拦污板的端部的阴角内，卷扬装置的另一端为出渣端并位于坝体或侧墙顶部。

3、为了确保清污板能稳定地沿拦污板阴角顶点的延伸方向往复运动，进一步的是：拦污板的阴角内设置至少两条定位槽，定位槽的延伸方向与拦污板阴角顶点的延伸方向平行，水平驱动机构安装于定位槽内并与清污板相连，或者水平驱动机构固定安装于清污板并且与定位槽传动配合。

4、为了提高清污板沿拦污板阴角顶点的延伸方向往复运动的稳定性，进一步的是：拦污板为矩形板，拦污板的竖直部和水平部分别设置一条定位槽，两条定位槽分别与清污板相对的两个角对应；或者拦污板为矩形板，拦污板的竖直部、水平部和阴角顶点处分别设置一条定位槽，三条定位槽分别与清污板相对的三个角对应。

5、拦污板既可以固定安装于两堵侧墙之间，也即是拦污板相对侧墙固定，或者拦污板可以沿竖向升降，也即是拦污板相对侧墙可以升降。进一步的是：每一堵侧墙的内侧设置至少一条竖向布置的导向槽，导向槽内设置螺纹或齿条，拦污板的两端分别固定安装竖向驱动机构，竖向驱动机构与定位槽内的螺纹或齿条传动配合。

6、为了提高拦污板的稳固性，进一步的是：拦污板位于升降门的正上方，每一堵侧墙的内侧设置两条导向槽，其中一条导向槽内设置齿条，另一条导向槽内设置螺纹，竖向驱动机构包括电机以及与电机的输出轴传动连接的减速齿轮组。

7、卷扬装置用于将推移至拦污板的端的水草及漂浮物清理输送至坝体或侧墙的顶部。为了便于卷扬装置清理水草及漂浮物，具体的：卷扬装置包括水平传送装置和纵向传送装置，纵向传送装置的出口与水平传送装置的入口衔接，水平传送装置固定安装于侧墙的顶部，纵向传送装置的下端安装于拦污板，纵向传送装置的上端安装于侧墙。

8、为了对水电站分层取水清渣系统的运行提供依据，进一步的是：水电站分层取水清渣系统还包括摄像装置、水位监测装置和水温监测装置，摄像装置安装于坝体并用于识别坝体进水口上游方向的漂浮物数量，水位监测装置布置于坝体进水口上游方向，水温监测装置为两套并分别用于监测坝前和坝后的水温。

9、为了利于水草及漂浮物进入卷扬装置，进一步的是：拦污板的水平部的两端且靠近上游方向的位置分别设置一块立板，立板竖向布置，立板、竖直部和水平部围成收集仓。

10、为了使清污板能将水草及漂浮物完全推入收集仓内，进一步的是：清污板的尺寸与收集仓的尺寸适配。

11、为了利于将水草及漂浮物推移至拦污板的两端过程的排水，进一步的是：拦污板的水平部、清污板和两块立板四者至少其一设置过滤结构。

12、本发明的有益效果是：水电站分层取水清渣系统布置于坝体进水口，用于过滤水体，并自动对过滤出来的水草及漂浮物进行清理，过滤后的水体进入坝体进水口，这对确保水电站水轮机正常运行具有重要的作用。升降门可以升降，从而调整进水缺口的深度，实现分层取水的目的，利于保护河流水生态环境。进水缺口处安装拦污板，水体中的水草及漂浮物堆积于拦污板的阴角内，水平驱动机构驱动清污板沿阴角顶点的延伸方向往复运动，将水草及漂浮物推移至拦污板的两端，通过卷扬装置将水草及漂浮物输送至坝体或侧墙的顶部，从而实现对水草和漂浮物的自动清理。拦污板可以沿竖向升降，使拦污板可以上升至水位以上，从而便于对拦污板以及对与拦污板相对固定的其他结构进行检修维护。

技术特征：

1.水电站分层取水清渣系统，包括布置于坝体(1)进水口的闸门(2)上游方向两侧的侧墙(3)，两堵侧墙(3)之间为竖向布置的挡水墙(4)，挡水墙(4)顶部的高程小于侧墙(3)顶部的高程，其特征在于：挡水墙(4)的顶部设置可以相对挡水墙(4)上升和下降的升降门(5)，侧墙(3)和挡水墙(4)内设置用于驱动升降门(5)上升和下降的液压机构，两堵侧墙(3)和升降门(5)之间形成进水缺口；进水缺口处还安装拦污板(6)，拦污板(6)的两端分别安装于两堵侧墙(3)的内侧，拦污板(6)包括竖直部(61)和水平部(62)，水平部(62)位于竖直部(61)的上游侧，竖直部(61)设置过滤结构，拦污板(6)在其截面上呈l形，竖直部(61)和水平部(62)形成的阴角内安装清污板(7)，拦污板(6)的阴角内还安装用于驱动清污板(7)沿阴角顶点的延伸方向往复运动的水平驱动机构(71)；两堵侧墙(3)上分别安装一套卷扬装置(8)，卷扬装置(8)的一端为进渣端并位于拦污板(6)端部的阴角内，卷扬装置(8)的另一端为出渣端并位于坝体(1)或侧墙(3)顶部。

2.如权利要求1所述的水电站分层取水清渣系统，其特征在于：拦污板(6)的阴角内设置至少两条定位槽(63)，定位槽(63)的延伸方向与拦污板(6)阴角顶点的延伸方向平行，水平驱动机构(71)安装于定位槽(63)内并与清污板(7)相连，或者水平驱动机构(71)固定安装于清污板(7)并且与定位槽(63)传动配合。

3.如权利要求2所述的水电站分层取水清渣系统，其特征在于：拦污板(6)为矩形板，拦污板(6)的竖直部(61)和水平部(62)分别设置一条定位槽(63)，两条定位槽(63)分别与清污板(7)相对的两个角对应；或者拦污板(6)为矩形板，拦污板(6)的竖直部(61)、水平部(62)和阴角顶点处分别设置一条定位槽(63)，三条定位槽(63)分别与清污板(7)相对的三个角对应。

4.如权利要求1所述的水电站分层取水清渣系统，其特征在于：每一堵侧墙(3)的内侧设置至少一条竖向布置的导向槽(31)，导向槽(31)内设置螺纹或齿条，拦污板(6)的两端分别固定安装竖向驱动机构(9)，竖向驱动机构(9)与定位槽(63)内的螺纹或齿条传动配合。

5.如权利要求4所述的水电站分层取水清渣系统，其特征在于：拦污板(6)位于升降门(5)的正上方，每一堵侧墙(3)的内侧设置两条导向槽(31)，其中一条导向槽(31)内设置齿条，另一条导向槽(31)内设置螺纹，竖向驱动机构(9)包括电机以及与电机的输出轴传动连接的减速齿轮组。

6.如权利要求1所述的水电站分层取水清渣系统，其特征在于：卷扬装置(8)包括水平传送装置和纵向传送装置，纵向传送装置的出口与水平传送装置的入口衔接，水平传送装置固定安装于侧墙(3)的顶部，纵向传送装置的下端安装于拦污板(6)，纵向传送装置的上端安装于侧墙(3)。

7.如权利要求1所述的水电站分层取水清渣系统，其特征在于：水电站分层取水清渣系统还包括摄像装置、水位监测装置和水温监测装置，摄像装置安装于坝体(1)并用于识别坝体(1)进水口上游方向的漂浮物数量，水位监测装置布置于坝体(1)进水口上游方向，水温监测装置为两套并分别用于监测坝前和坝后的水温。

8.如权利要求1～7任一项所述的水电站分层取水清渣系统，其特征在于：拦污板(6)的水平部(62)的两端且靠近上游方向的位置分别设置一块立板(64)，立板(64)竖向布置，立板(64)、竖直部(61)和水平部(62)围成收集仓。

9.如权利要求8所述的水电站分层取水清渣系统，其特征在于：清污板(7)的尺寸与收集仓的尺寸适配。

10.如权利要求8所述的水电站分层取水清渣系统，其特征在于：拦污板(6)的水平部(62)、清污板(7)和两块立板(64)四者至少其一设置过滤结构。

技术总结本发明公开了一种水电站分层取水清渣系统，涉及水利工程领域，解决传统拦污漂和拦污栅手动清污过程繁琐的问题，采用的技术方案是：水电站分层取水清渣系统，包括布置于坝体进水口的闸门上游方向两侧的侧墙，侧墙之间为竖向布置的挡水墙，挡水墙的顶部设置升降门，拦污板的两端分别安装于两堵侧墙的内侧，拦污板在其截面上呈L形，拦污板的竖直部和水平部形成的阴角内安装清污板，拦污板还安装用于驱动清污板沿阴角顶点的延伸方向往复运动的水平驱动机构；两堵侧墙上分别安装卷扬装置，卷扬装置的一端位于拦污板的两端，另一端为位于坝体或侧墙顶部的出渣端。本发明布置于坝体进水口，用于过滤水体，并自动对过滤出来的水草及漂浮物进行清理。技术研发人员：杨玉朋,鄢江平,杨姣,杨安林,王皓,揭秉辉,何冰,张娅琴受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1