一种将前置拦污栅与拦沙帘相结合的多功能挡沙装置

技术领域

本发明适用于水利水电工程技术领域，涉及一种将前置拦污栅与拦沙帘相结合的多功能挡沙装置。

背景技术

河床式电站开发过程中，常采用电站建筑物和泄洪建筑物平行布置的开发方式。电站取水口的布置沿发电水流方向的布置一般包括拦沙坎-引水渠-拦污栅-工作闸门-引水隧洞等。其中拦沙坎主要用于拦截汛期推移质泥沙，拦污栅主要用于拦挡水流中挟带的水草、漂木等杂物。然而在汛期时，随着发电机组停机，水流中挟带的大量悬移质泥沙会在引水渠、闸门、拦污栅等区域落淤，落淤泥沙一方面可能局部掩埋取水口，难以清理，不利于取水口正常引水发电；另一方面导致重启机组后大量泥沙进入取水口，继而危害取水建筑物和发电机组的安全。此外，不限于电站取水口，多沙河流中的很多类似取水口都可能面临汛期悬沙在引水渠内淤积的危害问题。目前的有效的应对措施主要通过人工疏浚解决，但存在影响取水口正常工作、效率较低、成本昂贵等不利因素。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种应用于取水口的多功能挡沙装置，主要目的是为了避免传统拦沙坎与拦污栅分体布置模式难以完全拦挡洪水中推移质和悬移质泥沙的缺陷，通过将拦沙坎与拦污栅有效结合，在分别发挥拦沙坎与拦污栅功能的同时，还可实现拦截汛期水流中的悬移质。

一种将前置拦污栅与拦沙帘相结合的多功能挡沙装置，包括固定设置在取水口前方底板上的拦沙坎，拦沙坎的上表面开设有插槽，双层拦污栅垂直设置在拦沙坎上，双层拦污栅的底部安装在所述的插槽内；

所述的双层拦污栅包括前后两层的格栅，前后两层的格栅之间形成空腔，空腔内上端设有水平的传动轴，传动轴与动力装置连接，空腔内下端设有卷轴，传动轴、卷轴分别固定在拦沙帘上下端边；传动轴、卷轴之间通过传动装置连接；

所述的格栅的左右两端边分别设有横隔板；

所述的格栅的左右两端边还分别设有垂直的导轨；所述的拦沙帘的左右端边和卷轴的端部均位于所述的导轨内；

所述的拦沙坎上迎水一侧设有底部高压出水口；

所述的横隔板上设有侧边高压出水口；

拦沙坎的插槽、导轨，与拦沙帘之间均设有密封压条；

拦沙帘迎水面设有密封层。

本发明主要具有以下优点：

(1)本发明将拦沙坎、拦污栅与拦沙帘有机结合，发挥类似柔性挡沙墙的作用，能够较好实现拦挡汛期洪水中推移质和悬移质泥沙的功能，尤其是避免汛期洪水中悬移质泥沙大量进入电站进口引水渠和发电机组。

(2)将电站取水口拦污栅前置，使汛期洪水中携带的大量漂浮物远离电站取水口，可以提高电站发电机组的运行安全度和取水保证率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯视示意图；

图3为本发明的装置侧视示意图；

图4为本发明的装置布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明的一种具体实施方式，并通过具体实施方式对本发明提供的一体式拦污拦沙装置作进一步的说明。

一种将前置拦污栅与拦沙帘相结合的多功能挡沙装置，其特征在于：包括固定设置在取水口前方底板上的拦沙坎1，拦沙坎1的上表面开设有插槽，双层拦污栅2垂直设置在拦沙坎1上，双层拦污栅2的底部安装在所述的插槽内；

所述的双层拦污栅2包括前后两层的格栅21，前后两层的格栅21之间形成空腔，空腔内上端设有水平的传动轴34，传动轴34与动力装置31连接，空腔内下端设有卷轴32，传动轴34、卷轴32分别固定在拦沙帘3上下端边，传动轴34、卷轴32之间通过传动装置连接；传动轴34时候，将拦沙帘3卷起或者放下；

所述的格栅21的左右两端边分别设有横隔板23；

所述的格栅21的左右两端边还分别设有垂直的导轨22；所述的拦沙帘3的左右端边和卷轴32的端部均位于所述的导轨22内。

所述的拦沙坎1上迎水一侧设有底部高压出水口11。

所述的横隔板23上设有侧边高压出水口24。

所述的拦沙坎1的插槽、导轨22，与拦沙帘3之间均设有密封压条。

所述的拦沙帘3迎水面设有密封层33。

动力装置31本实施例为电机。

本实施例所述的一种将前置拦污栅与拦沙帘相结合的多功能挡沙装置，其整体布置方案如图4所示，置于拦沙坎1上的单个双层拦污栅2宽度最好等于进水口闸门宽度。

首先根据实际河道和取水口情况将需要拦沙的一条轴线分段，各段之间用横隔板23间隔。在横隔板23之间进行下一步安装，如图1、图2、图3所示，首先在取水口前方底板上设置固定拦沙坎1，拦沙坎1内部预先埋设管道系统，在迎水一侧上方开底部高压出水口11。底部高压出水口11，还有横隔板23的高压出水口24，均设置高压喷嘴与相应的高压水泵孔，用来冲洗沉积于拦沙坎1、拦沙帘3等部位的泥沙。

然后在固定拦沙坎1上方安置双层拦污栅2，双层拦污栅2支承在拦沙坎1上，与拦沙坎1紧密连接，两层格栅21之间预留一定间隔，并在双层拦污栅2的夹层内两侧安置引导拦沙帘3开闭的导轨22。

在双层拦污栅2的夹层内安装拦沙帘3，控制拦沙帘3收放的传动轴34，电机等装置安装在双层拦污栅2上方，在导轨22下方同样安装卷轴32，通过链条与上方电机驱动的传动轴34连接，使得拦沙帘3可以在动水中，沿着导轨22，在双层拦污栅2的夹层内自由卷起或者放下。双层拦污栅2在拦沙帘3关闭时可顶托拦沙帘3承载水压力和泥沙压力。

拦沙帘3的迎水一侧安装防水的密封层33，并与拦沙帘3固定在一起，可以随拦沙帘3卷起或者放下；在拦沙帘3两侧与底部安装密封条，防止拦沙帘3关闭时水和泥沙从拦沙帘3与导轨22间的缝隙流过。

在实际运行中，由于在取水口前会设置多个能够独立运行的装置，所以可以根据实际需求单独开启或关闭部分装置的拦沙帘3，以控制进入引渠、取水口的水流流量或满足其它运行需求。

本发明所述内嵌拦沙帘3式前置拦污栅，具体的运行方式为：

1)非汛期内，电站取水口正常取水发电，水流中悬移质含沙量小，拦沙帘3置于传动轴(34)上，处于卷起状态，拦污栅拦挡水流中漂木、杂草等，底部拦沙坎1拦挡河床推移质泥沙。

2)汛期内，随着上游来流洪水流量增加，推移质和悬移质含量相应增加，泄洪闸开启泄洪，电站取水口关闭。在电站取水口关闭期间，为了防止洪水中的悬移质泥沙进入电站进水渠，在关闭电站取水口后，当引水渠水流基本平衡后，通过同步电机驱动牵引钢丝和置于滑轨底部的滑轮组，将拦沙帘3从传动轴34放下，直至完全覆盖拦污栅区域。在拦沙帘3的拦挡作用下，有效拦挡了洪水中的悬移质泥沙，同时将主流导向泄洪闸方向流动。

3)汛期结束或者有条件恢复发电以后，首先开启高压射流系统清洗淤积于拦沙坎1和拦沙帘3周边区域的泥沙，让该部分淤积泥沙重新起动后沿水流和泄洪闸下泄。随后再开启同步电机驱动转轴逐渐收卷拦沙帘3，再开启电站取水口开始发电。