小水电建筑物
编辑基本信息
为小水电设置的挡水、泄水、取水、输水、厂房及升压站等建筑物。小水电的开发方式与大中型水电站相同,可参见水力发电、水电站建筑物。小水电建筑物相对大中型水电站来说,具有级别低、结构简单、低造价、可就地取材的特点,但不是大中型水电站的缩小。
挡水建筑物
为坝和水闸,其作用和类型与大中型水电站相同。小型水电站多为引水式,因此对地质条件适应能力较强,并可利用当地材料的壅水坝用得最多;此外,在平原区,橡胶坝和自动翻板坝也较为常见。壅水坝一般采用浆砌块石砌筑,在迎水面和溢流面包一层钢筋混凝土。对于重力坝和拱坝,也多采用细骨料混凝土浆砌块石结构。
泄水建筑物
包括溢流坝、溢洪道和泄水隧洞,其作用和类型与大中型水电站相同。对于引水式的小水电,常将泄水建筑物与挡水建筑物结合在一起,如壅水坝和闸坝。
取水建筑物及输水建筑物
主要有进水口、沉沙池、引水渠道、隧洞、压力前池、调压室和压力管道等,其作用和类型与大中型水电站和灌溉工程相同。小水电工程的输水系统特别注重因地制宜。
如在山区河流上取水,由于洪水期漂浮物和推移质泥沙较多,一般可采用底栏栅进水口(参见底栏栅式取水),后接沉沙池。
无压隧洞与引水明渠相比,一般具有引水线路短,投资省或接近,有利于水土保持等优点,隧洞在小水电工程中的应用越来越广泛。
当地形条件允许时,可把引水隧洞的出口段加宽、加高后作为压力前池,既安全可靠,又节省投资。
如上游水位变幅不大(小于5 m),可采用虹吸式进水口(图1),这样可省去主厂房内的进水阀或一般进水口的快速闸门。虹吸式进水口断流迅速、彻底,操作简单,并有防冰、防沙、防漂浮物的优点。虹吸式进水口的开启一般采用真空泵抽真空,也可直接开机拉真空。虹吸式进水口在青海、新疆和浙江等省(自治区)应用较广。
图1 水电站虹吸式进水口示意图
1—驼峰;2—渐变段;3—压力钢管;4—旁通管;5—拦污栅;6—真空破坏阀;7—压力前池
小水电的压力管道一般采用钢管,对于管径小于1.2m的管道也可采用自应力—预应力钢丝网水泥压力管,这种管安装方便、易维护、造价低,其使用水头达462 m。低水头、大流量的压力管道还可采用现浇钢筋混凝土管。
厂房
小水电厂房一般为引水地面式、河床式或坝后式,引水地面式和河床式最为常见。小水电的厂房较小,对地基的适应能力较强。小水电厂房的结构布置与水轮发电机组的型式密切相关,由于小水电一般采用卧式机组,所以厂房的下部结构很简单(图2)。对于安装立式水轮发电机的厂房,其下部结构也比大中型水电站大为简化。由于厂房跨度和排架间距小,上部一般采用整体现浇的钢筋混凝土刚架结构。而对于容量很小的机组或整装式机组,其厂房只是一间小房子。
图2 卧式机组厂房横剖面图
1—水轮机;2—调速器;3—进水阀;4—尾水管;5—桥式起重机;6—机旁屏;7—压力钢管;8—中控室;9—尾水室;10—吊车梁
开关站
小水电的升压站也比较简单,一般为户外布置;容量小一点的电站也可采用户内式。