水電站引水系統

水電站引水系統從是水庫或河流引水至水輪機的取水、輸水等水工建築物的總稱。依水電站型式和地形、地質條件，引水系統包括水電站進水口、引水道、壓力前池、調壓室及壓力管道等建築物的一部分。

基本介紹

• 中文名：水電站引水系統
• 外文名：Water diversion system for hydropower stations
• 學科：電力工程
• 領域：能源
• 作用：水力發電
• 包括：有、無壓引水道式引水系統等

簡介

水電站引水系統從是水庫或河流引水至水輪機的取水、輸水等水工建築物的總稱。依水電站型式和地形、地質條件，引水系統包括水電站進水口、引水道、壓力前池、調壓室及壓力管道等建築物的一部分。引水道是連線水電站進水口和調壓室(或壓力前池)之間的水道，主要用於集中發電水頭。引水道的類型有引水隨洞、引水明管、引水明渠等。習慣上從尾水管至下遊河道的尾水集(隧洞)和尾水調壓室亦可包括在引水系統之內。引水系統可分為壩式引水系統、無壓引水道式引水系統和有壓引水道式引水系統三種。引水系統要求水流平順，運行穩定。引水道內的水流流速宜為經濟流速，即該流速使引水道的投資和電能損失的總費用為最小，引水道的斷面需考慮施工條件，由技術經濟比較決定。

壩式引水系統

壩式引水系統由有壓進水口及壓力管道組成，它適用於壩後式，壩內式、溢流式等型式廠房。一般一條壓力管道供水給一台水輪機。水由有壓進水口經壓力管道引向水輪機。進水口設於壩的上游面，設有攔污柵、事故閘門和檢修閘門。壓力管道全部穿過壩體的稱壩內管，如豐滿水電站的壓力管道，上部穿過壩體，下部安裝於壩的下游面或壩體下游面的管槽內稱壩後背管，如東江水電站的壓力管道，進水後的壓力管道沿壩上游面敷設，至靠近底部然後水平穿過壩體的稱壩前引水管，如鳳灘水電站和牛路嶺水電站的壓力管道。壩式引水系統的縱剖面示意圖分別見壩內管、壩後背管、空腹壩。

無壓引水道式引水系統

無壓引水道式引水系統由開敞式進水口、無壓引水道、壓力前池和壓力管道組成。它適用於無壓引水式水電站。水由開敞式進水口經明渠或無壓隧洞引至壓力前池，由壓力前池分水經壓力管道引向水輪機，這種型式的廠房多為地麵廠房，廠房下游設有尾水渠，其布置如南婭河水電站。這種引水系統各組成部分的作用如下。

(1)開敞式進水口，作取水用，設有攔污柵和閘門。當泥沙入渠較多時應設沉沙池及排沙措施。

(2)無壓引水道可為明渠或無壓隧洞，其中水流具 有自由水面。它利用地形引水至壓力前池形成落差。明渠常設定於地形平緩，溝壑較少，山坡穩定的地段。當引水線路遇到高山、陡坡、滑坡等地段，常採用無壓隧洞。

(3)壓力前池。它起分配水量至壓力管道的作用。它位於無壓引水道末端，要有一定的容積，當負荷變化時可補充和蓄納水量。根據需要設泄水道、排水道和排沙道。

(4)壓力管道。它起輸水作用。根據地形地質條件可為明管或隧洞。其進口應設攔污柵和事故閘門。布置形式有一條壓力管道為一台水輪機供水或由一主管經支管向多台水輪機供水，在支管上要設閥門，以利機組檢修和運行。

有壓引力道式引水系統

有壓引力道式引水系統由有壓進水口、有壓引水道和壓力管道組成。當管道較長時要設調壓室。它主要適用於有壓引水式和混合式水電站。各組成部分的作用如下。

(1)有壓進水口作取水用，設有攔污柵、事故閘門和檢修閘門。

(2)有壓引水道有引水隧洞和引水明管、埋管等類型，其中水流為有壓流。它有形成落差和引水的作用，多分段直線布置，縱向坡度較緩。

(3)調壓室設於引水道末端，有減小水擊壓力作用口其斷面要滿足波動穩定要求，其容積要滿足負荷變化時儲水和補水的要求。有時在調壓室內要設事故閘門。

調壓室下游為壓力管道，其作用與布置和無壓引水道式相同。如為地下廠房，當尾水隧洞很長、尾水位很高時，還設有壓尾水隧洞和尾水調壓室。

引水系統充水

在水輪發電機組起動試運行中，用水充滿引水建築物對施工和安裝質量進行驗證的試驗工作。當水電站具備起動試運行條件時引水系統即可進行充水試驗。試驗內容包括主引水管道充水試驗、閘門和蝴蝶閥或球閥試驗、工業用水管路充水試驗和排水試驗。

主引水管道充水試驗利用水庫的水對主引水管道進行充水試驗，檢查各個部位有無漏水。不同類型的水電站有不同的主引水管道，通常包括水電站進水口、引水明梁(管)、引水隧洞、調壓室、壓力管道、閘門或蝴蝶閥、球閥、蝸殼和尾水管等。主引水管道充水是水輪發電機組起動試運行的前提，只有主引水管道充水試驗通過，才能進行水輪發電機組空載試驗和水輪發電機組帶負荷試驗口充水試驗一般分兩個步驟進行。

首先利用尾水充水閥從下游將水引入尾水管內，在尾水管充水過程中隨時檢查水輪機的頂蓋、導水機構、軸承密封和測壓系統管路、進人門等處的漏水情況和測壓表計的讀數。如發現異常情況，需放空處理，可立即關閉充水閥，並打開尾水管的排水閥門通過排水泵向尾水渠排水。如尾水管充水無異常情況，在尾水閘門兩側壓力相等時可開啟尾水閘門。第二步從進水口向引水系統充水，對於一般水電站首次充水要緩慢進行以便排氣及槍查，因此可將進水口閘門的充水閥或旁通閥打開一半。當水流入引水管道後，在廠房內從引水管道上的壓力表讀數逐漸上升至實際水頭時，說明主引水管道水已充滿。在充水過程中要檢查伸縮節、蝴蝶閥或球閥、悶頭及管道焊縫有無漏水情況。若蝸殼前沒有裝設蝴蝶閥或球閥，則引水管道充水時，水直接流入蝸殼，此時要檢查水輪機頂蓋、導水葉上部軸承等處有無漏水情況。在充水過程中要檢查引水管道的通氣孔、蝸殼排氣閥排氣是否暢通。長引水隧洞充水時，要防止隧洞排氣時衝擊進水口設備。對於抽水蓄能電站.如上水庫無天然水源，則可從其他水源充水。

閘門和蝴蝶閥或球閥試驗在主引水管道充水試驗檢查合格後，用手動和自動方式在靜水中進行閘門的啟閉試驗，檢查啟閉機及閘門的工作情況。如裝有蝴蝶閥或球閥，則通過旁通閥向蝸殼充水，然後在靜水中以手動和自動方式進行蝴蝶閥或球閥的啟閉試驗，試驗時記錄閘門、蝴蝶閥或球閥的開啟和關閉時間。

工業用水管路充水試驗對於從引水管道取水的工業用水系統，當引水管道充滿水後，可打開工業用水管路的閥門調整水壓，使壓力水通草冷卻水、潤滑水、消防水等系統，檢查各部位的漏水情況和自動化元件的動作情況。對於直接從水庫取水或從尾水用水泵供水的工業用水系統，用類似上述充水的辦法進行試驗。