一种大型水电站渗漏集水井紧急事故排水系统

摘要

本发明提供一种大型水电站渗漏集水井紧急事故排水系统，包括渗漏集水井、检修集水井以及排水泵房，所述渗漏集水井与检修集水井之间设有隔墙且相互独立；所述水电站主厂房内在渗漏集水井上方设有渗漏排水阀室，所述渗漏排水阀室内设有全厂渗漏排水总管，所述全厂渗漏排水总管与渗漏集水井紧急事故排水管相连通；处于渗漏排水阀室内的全厂渗漏排水总管上布置常闭气动球阀和第一止回阀，处于渗漏排水阀室内的全厂渗漏排水总管在常闭气动球阀之前布置渗漏集水井进水管；所述常闭气动球阀由气动拨叉执行器所控制开启或者关闭。本发明结构简单可靠、安装维护方便，除适用于大型水电站渗漏集水井之外，还适用于设有渗漏集水井间接排水方式的其他场合。

说明书

技术领域

本发明属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种大型水电站渗漏集水井紧急事故排水系统。

背景技术

随着我国水电工程建设水平的快速提升，特别是近些年溪洛渡、乌东德、白鹤滩等大型地下式厂房水电站相继投产发电，其地下厂房洞室群的建设规模及水轮发电机组的单机规模也越来越大。为及时收集并排除厂房内各水工建筑物、排水廊道等处渗漏水以及机组主轴密封、弹性垫层、大轴中心孔补气排水管等部位渗漏水，目前大型水电站均设有渗漏集水井及渗漏排水系统，即上述渗漏水先通过渗漏排水廊道、全厂渗漏排水总管等汇入渗漏集水井，然后利用渗漏集水井内设置的渗漏排水泵根据井内水位上升情况，自动将井内渗水安全排出厂外。然而，上述渗漏集水井的有效容积及渗漏排水系统的排水能力均按照电站正常运行时所产生的渗漏水量进行设计的，倘若地下厂房围岩、水轮机机坑、水轮机进水阀前压力钢管等处发生异常突涌水或者排水泵均发生故障时，上述渗漏集水井及渗漏排水系统将无法满足排水要求，由此导致渗漏集水井、排水泵及其配电系统被淹没而无法工作，最终严重影响到水电站安全、稳定运行。

为解决上述问题，中国实用新型专利CN205314233U公布了一种水电站多功能集水井结构，其在渗漏集水井顶部设置有渗漏集水井向检修集水井单向联通管路、长柄阀及止回阀，当渗漏集水井水位超过高报警水位时，立即人工打开上述联通管路上的长柄阀，此时渗漏集水井内渗水可通过上述联通管路排入检修集水井，通过利用闲置的检修集水井及检修排水系统，及时将集水井内渗水排除厂房，进而避免渗漏集水井水位进一步升高。然而，上述专利所提供的技术方案仅适用于小型水电站而不适用于大型水电站，主要原因有以下几点：

（1）、上述专利采用的渗漏、检修集水井单向联通管路口径较小（仅DN300~DN500）且位置较高，单向联通管路中心高程以上的渗漏集水井缓冲容积较小，当上述单向联通管的排水能力小于渗漏集水井渗漏来水量时，渗漏集水井水位将很快上升至泵房进而发生水淹厂房事故；

（2）、上述专利将渗漏、检修集水井单向联通管路、长柄阀及止回阀等通过吊架悬空固定在结构体上，由于DN300~DN500单向联通管路及阀门等设备总重近2.5吨以上，因而其管路系统稳定性较差，并且当上述阀门失效且需要检修、更换时，运维人员需要在渗漏集水井底部临时搭设爬梯，进而导致后期检修维护非常麻烦，并且存在人身安全风险；

（3）、上述专利的渗漏、检修集水井单向联通管路所采用操作阀门为长柄阀（DN300~DN500），其开启、关闭均需人工操作手柄，费时费力并且相较于球阀、偏心半球阀等常用阀门，长柄阀的可靠性相对较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术中存在的不足，提供一种安全可靠、运行维护方便并且适用于大型水电站的渗漏集水井紧急事故排水系统。

为此，本发明的上述目的通过如下技术方案实现：

一种大型水电站渗漏集水井紧急事故排水系统，包括渗漏集水井、检修集水井以及排水泵房，所述渗漏集水井、检修集水井布置在水电站主厂房内，所述渗漏集水井与检修集水井之间设有隔墙且相互独立；其特征在于：

所述水电站主厂房内在渗漏集水井上方设有渗漏排水阀室，所述渗漏排水阀室内设有贯穿整个渗漏排水阀室的全厂渗漏排水总管，所述全厂渗漏排水总管的一端引自水电站主厂房，另一端与渗漏集水井紧急事故排水管相连通，所述渗漏集水井紧急事故排水管的另一端连通至检修集水井；

处于渗漏排水阀室内的全厂渗漏排水总管上布置常闭气动球阀和第一止回阀，处于渗漏排水阀室内的全厂渗漏排水总管在常闭气动球阀之前布置渗漏集水井进水管，所述渗漏集水井进水管的另一端连通至渗漏集水井；

所述常闭气动球阀由气动拨叉执行器所控制开启或者关闭；

所述排水泵房内设有气动拨叉执行器控制箱和排水泵房检修用气总管，所述气动拨叉执行器控制箱气动控制气动拨叉执行器。

在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：

作为本发明的优选技术方案：所述渗漏集水井、检修集水井内均设有固定式排水系统以根据所述渗漏集水井、检修集水井内水位上升情况自动将渗漏集水井、检修集水井内渗水安全排出厂外。

作为本发明的优选技术方案：所述气动拨叉执行器控制箱的平台上分别设有手动液压泵、两位四通手动换向阀、常开高压球阀、第二止回阀以及三位四通手动换向阀；所述气动拨叉执行器控制箱内设有油箱，所述油箱设有油箱排油管和油箱回油管；

所述两位四通手动换向阀接入油箱排油管、油箱回油管、气动拨叉执行器的进油管、气动拨叉执行器的排油管；

所述三位四通手动换向阀接入排水泵房检修用气总管、气动拨叉执行器的进气管、气动拨叉执行器的排气管；

所述气动拨叉执行器的进油管、气动拨叉执行器的排油管之间设有旁通管，所述旁通管上设有常开高压球阀以实现气动拨叉执行器在自动模式和手动模式之间切换。

作为本发明的优选技术方案：所述气动拨叉执行器控制箱由槽钢及钢板制成。

作为本发明的优选技术方案：所述排水泵房检修用气总管上在三位四通手动换向阀后依次设置第二常开球阀和压力表。

作为本发明的优选技术方案：所述渗漏排水阀室顶部设有吊物孔。

作为本发明的优选技术方案：所述渗漏排水阀室顶部设有进人孔以及对应的爬梯。

作为本发明的优选技术方案：所述渗漏集水井内设有浮球式液位开关以及压阻式水位计；所述浮球式液位开关以及压阻式水位计的接线盒布置在渗漏排水阀室内合适位置。

作为本发明的优选技术方案：所述渗漏排水阀室的底板高程较渗漏集水井内高报警水位高2 m以上。

作为本发明的优选技术方案：所述排水泵房检修用气总管的供气压力为0.8 MPa左右。

作为本发明的优选技术方案：所述气动拨叉执行器进、排气接口上设有快排阀，所述快排阀与气动拨叉执行器进、排气管相连。

作为本发明的优选技术方案：所述气动拨叉执行器进、排油管采用高压橡胶管；

作为本发明的优选技术方案：所述渗漏集水井紧急事故排水管、全厂渗漏排水总管、渗漏集水井进水管管径均为DN600以上。

本发明提供一种大型水电站渗漏集水井紧急事故排水系统，当渗漏集水井内水位超过高报警水位时，可将气动拨叉执行器控制箱上的三位四通手动换向阀手动置于“开启”挡位，渗漏集水井内积水可通过渗漏集水井紧急事故排水管直接排至检修集水井，通过利用富余的检修集水井容积及检修排水系统排水能力，由此避免了渗漏集水井水位进一步升高，杜绝了水淹厂房事故的发生，极大保障了水电站的安全、稳定运行。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）、本发明中的渗漏集水井紧急事故排水系统将全厂渗漏排水总管与集水井紧急事故排水管予以联通，当水轮机机坑等处发生异常涌水，并导致全厂渗漏排水总管中的渗漏水量远超过设计水量或者渗漏集水井内水位超过高报警水位时，可将气动拨叉执行器控制箱上的三位四通手动换向阀手动置于“开启”挡位，上述常闭气动球阀在气压的作用下迅速自动打开，此时全厂渗漏排水总管内渗漏水将部分分流至检修集水井并通过检修排水系统予以排出厂房，由此可避免事故进一步扩大。

2）、倘若发生地下厂房围岩等处异常涌水，并导致渗漏集水井内水位超过高报警水位或者渗漏集水井内水位直接淹没渗漏排水阀室时，由于本发明中的渗漏集水井紧急事故排水系统利用大口径、低安装位的渗漏集水井紧急事故排水管、常闭气动球阀及止回阀（DN600以上）将渗漏集水井与检修集水井单向联通，此时渗漏集水井或渗漏排水阀室内多余积水可通过渗漏集水井紧急事故排水管直接排至检修集水井，通过利用富余的检修集水井容积及检修排水系统排水能力，由此避免了渗漏集水井水位进一步升高，杜绝了水淹厂房事故的发生，极大保障了水电站的安全、稳定运行。

3）、由于本发明中的渗漏集水井紧急事故排水系统设有渗漏排水阀室并且阀室内设有吊物孔、进人口、爬梯等相关措施，大口径的渗漏集水井紧急事故排水管、全厂渗漏排水总管及常闭气动球阀及止回阀（DN600以上）等设备可通过坐地支架直接固定在渗漏排水阀室底板上，其管路系统的稳定性得到了明显增强，同时运维人员可直接在阀室地面上对相关设备进行操作，极大提高了检修维护便利性，降低了人身安全风险。

4）、本发明中的渗漏集水井紧急事故排水管采用具有气动拨叉执行器的常闭气动球阀进行隔断并且气动拨叉执行器控制箱安装位置较高，运维人员仅通过简单操作就可以实现阀门自动启闭，省时省力。此外，由于上述气动球阀无相关电气部件，因此即使其被水淹没也能正常启闭。当气动拨叉执行器的供气气源失效而无法使用时，运维人员可通过按压手动液压泵的压杆以实现阀门人工启闭。

5）、本发明结构简单可靠、安装维护方便，除适用于大型水电站渗漏集水井之外，还适用于设有渗漏集水井间接排水方式的其他场合，具有很好的应用情景。

附图说明

图1为本发明所提供大型水电站渗漏集水井紧急事故排水系统的结构示意图；

图2为气动拨叉执行器控制箱的轴侧示意图；

图3为气动拨叉执行器以及管路的三维轴侧图；

图中：1-第一常开球阀；2-常闭气动球阀；3-气动拨叉执行器；4-第一止回阀；5-快排阀；6-油箱；7-手动液压泵；8-两位四通手动换向阀；9-常开高压球阀；10-三位四通手动换向阀；11-压力表；12-压阻式水位计；13-浮球式液位开关；14-第二止回阀；15-气动拨叉执行器控制箱；16-第二常开球阀；101-全厂渗漏排水总管；102-渗漏集水井进水管；103-渗漏集水井紧急事故排水管；104-气动拨叉执行器进气管；105-气动拨叉执行器排气管；106-气动拨叉执行器进油管；107-气动拨叉执行器排油管；108-排水泵房检修用气总管；109-油箱回油管；110-油箱排油管；111-旁通管；201-渗漏集水井；202-检修集水井；203-渗漏排水阀室；204-排水泵房；205-混凝土隔墙；206-进人孔；207-固定式爬梯；208-吊物孔。

具体实施方式

参照附图和具体实施例对本发明作进一步详细地描述。

如图1~3所示，一种大型水电站渗漏集水井紧急事故排水系统，在水电站主厂房合适位置分别设有渗漏集水井201及检修集水井202。渗漏集水井201与检修集水井202采用混凝土隔墙205予以分隔，并且采用渗漏集水井紧急事故排水管103予以联通。渗漏集水井201及检修集水井202上方设有排水泵房204，泵房内设有气动拨叉执行器控制箱15及排水泵房检修用气总管108。

渗漏集水井201上部的合适位置设有渗漏排水阀室203；渗漏排水阀室203内设有一路引自于主厂房的全厂渗漏排水总管101，并与渗漏集水井紧急事故排水管103进行连接。从全厂渗漏排水总管101上引出一路渗漏集水井进水管102，并排至渗漏集水井201，全厂渗漏排水总管101在渗漏集水井进水管102的支路之前设有第一常开球阀1。

渗漏集水井201及检修集水井202内均设有固定式排水系统，该排水系统能根据集水井内水位上升情况，自动将井内渗水安全排出厂外。

气动拨叉执行器控制箱15由槽钢及钢板制成，其平台上分别设有手动液压泵7、两位四通手动换向阀8、常开高压球阀9、第二止回阀14及三位四通手动换向阀10；气动拨叉执行器控制箱15内设有油箱6。

渗漏排水阀室203内设有吊物孔208、进人孔206及固定式爬梯207，上述集水井内设有压阻式水位计12及浮球式液位开关13；浮球式液位开关12及压阻式水位计13的接线盒布置在渗漏排水阀室203内合适位置；渗漏排水阀室203底板高程在渗漏集水井201高报警水位3m以上；

与渗漏集水井紧急事故排水管103相连通的全厂渗漏排水总管101上设有常闭气动球阀2、气动拨叉执行器15及第一止回阀4；常闭气动球阀2与气动拨叉执行器15通过阀轴进行联接；气动拨叉执行器15设有相关接口，并分别与气动拨叉执行器进气管104、排气管105及进油管106、排油管107相连接；

气动拨叉执行器进气管104、排气管105与排水泵房检修用气总管108共同接入三位四通手动换向阀10；排水泵房检修用气总管108的供气压力为0.8 MPa左右；

气动拨叉执行器进油管106、排油管107与油箱回油管109、排油管110共同接入两位四通手动换向阀8；气动拨叉执行器进油管106、排油管107之间设有旁通管111及常开高压球阀9；

排水泵房检修用气总管108上设有压力表11及第二常开球阀16；

油箱排油管110将油箱6、手动液压泵7及止回阀14串联并接入两位四通手动换向阀8；

气动拨叉执行器3进、排气接口上设有快排阀5并与气动拨叉执行器进气管104、排气管105相连；

气动拨叉执行器进油管106、排油管107均采用高压橡胶管。

渗漏集水井紧急事故排水管103、全厂渗漏排水总管101、渗漏集水井进水管102的管径均为DN600以上

本发明所提供的大型水电站渗漏集水井紧急事故排水系统的运行过程如下：

（1）自动模式

S101、大型水电站渗漏集水井紧急事故排水系统设备安装、调试、检验完成并具备投运条件后，将气动拨叉执行器控制箱15上的常开高压球阀9处于开启状态；

S102、当渗漏集水井201内的浮球式液位开关13或压阻式水位计12发出高水位报警信号时，运维人员应及时将气动拨叉执行器控制箱15上的三位四通手动换向阀10手动置于“开启”挡位，气动拨叉执行器在气压的作用下迅速动作并自动将常闭气动球阀2开启。此时，全厂渗漏排水总管101或渗漏集水井201内渗漏水将通过渗漏集水井紧急事故排水管103排至检修集水井202。最终检修集水井202内设置的固定式排水系统将根据集水井内水位上升情况，自动将检修集水井202渗漏水及时排出厂外，进而有效解决渗漏集水井水位进一步升高问题，避免了水淹厂房事故的发生；

S103、当渗漏集水井201内的浮球式液位开关13或压阻式水位计12发出停泵水位信号时，运维人员择机将气动拨叉执行器控制箱15上的三位四通手动换向阀10手动置于“关闭”挡位，气动拨叉执行器在气压的作用下迅速动作并自动将常闭气动球阀2关闭。

（2）手动模式

S201、当渗漏集水井201内的浮球式液位开关13或压阻式水位计12发出高水位报警信号并且排水泵房检修用气总管108上的压力表11数据明显低于设计压力0.8 MPa时，运维人员应及时将气动拨叉执行器控制箱15上的常开高压球阀9处于关闭状态，同时将两位四通手动换向阀8手动置于“开启”挡位，通过人工按压手动液压泵7的压杆，气动拨叉执行器3在油压的作用下迅速动作并在短时间内将常闭气动球阀2完全开启。此时，全厂渗漏排水总管101或渗漏集水井201内渗漏水将通过渗漏集水井紧急事故排水管103排至检修集水井202。

S202、当渗漏集水井201内的浮球式液位开关13或压阻式水位计12发出停泵水位信号时，运维人员择机将气动拨叉执行器控制箱15上的两位四通手动换向阀8手动置于“关闭”挡位。通过人工按压手动液压泵7的压杆，气动拨叉执行器3在油压的作用下迅速动作并在短时间内将常闭气动球阀2完全关闭。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。