CN208267996U - 一种隧道内利用斜井水势能的自发电*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种隧道内利用斜井水势能的自发电***，属于水利发电的技术领域，包括修筑在斜井洞口河道上游位置拦水坝、修建在斜井和主线隧道之间的发电厂房和发电机设备房、连接斜井和发电厂房的进水通道、连接发电厂房和主线隧道的尾水通道以及安装有控制阀的防爆引水管；发电厂房内设置有水轮发电机组；发电机设备房内设置有水轮发电机组的附属设备；防爆引水管的起始管节安装在所述拦水坝的底部，沿着斜井下坡布置并穿过进水通道后与水轮发电机组连接；尾水通道内的水沟与主线隧道的水沟连通。该***有效利用了天然水能进行自发电，发电效率高、成本低，机组启动快，容易调节，丰富了隧道建造技术，具有极其广泛的推广价值。

Description

一种隧道内利用斜井水势能的自发电***

技术领域

本实用新型涉及水利发电的技术领域，特别是涉及一种隧道内利用斜井水势能的自发电***。

背景技术

随着高速公路、铁路隧道等地下工程的快速发展，特长山岭隧道数量不断增加，隧道内年用电量高达几百万度，长年累积，将是一笔高昂的费用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种隧道内利用斜井水势能的自发电***，将斜井洞口河道内的水通过斜井引入隧道内发电，与隧道已有的供电***配合供应隧道照明设备和通风***用电，实现降低成本。

为实现上述目的，本实用新型提供一种隧道内利用斜井水势能的自发电***，适用于斜井洞口有河道流经的隧道，包括修筑在斜井洞口河道上游位置拦水坝、修建在斜井和主线隧道之间的发电厂房和发电机设备房、连接斜井和所述发电厂房的进水通道、连接所述发电厂房和主线隧道的尾水通道以及安装有控制阀的防爆引水管；发电厂房内设置有水轮发电机组；发电机设备房内设置有所述水轮发电机组的附属设备；防爆引水管的起始管节安装在所述拦水坝的底部，沿着斜井下坡布置并穿过进水通道后与所述水轮发电机组连接；尾水通道内的水沟与主线隧道的水沟连通。

进一步地，进水通道内靠近发电厂房的位置设置有隔水墙，进水通道的储水量不小于防爆引水管内的水量；防爆引水管穿过隔水墙；隔水墙下方设置有疏水管；疏水管的进水口与隔水墙前方的进水通道连通，出水口与尾水通道的水沟连通。

进一步地，进水通道与斜井的连接处设置有第一截水槽；第一截水槽与尾水通道的水沟连通，且覆盖水篦。

进一步地，尾水通道内靠近主线隧道的位置设置有只能向发电厂房方向开启的单向开启门；单向开启门的前后均设置有第二截水槽；第二截水槽与尾水通道的水沟连通，且覆盖水篦。

进一步地，发电厂房和位于隔水墙后方的进水通道之间以及所述发电机设备房和尾水通道之间均设置有人行通道。

进一步地，发电厂房、发电机设备房、进水通道、尾水通道、隔水墙和人行通道均经过衬砌支护。

进一步地，拦水坝的底部设置有排沙管道。

进一步地，发电机设备房的高度比所述发电厂房的高度高。

进一步地，水篦为铸铁篦。

本实用新型提供的隧道内利用斜井水势能的自发电***具有以下有益效果：

通过防爆引水管将斜井洞口河道内的水沿斜井下坡引至发电厂房，利用斜井高差水势能进行自发电，与隧道已有的供电***配合供应隧道照明设备和通风***用电，发电尾水经尾水通道的水沟汇入主线隧道的水沟排出隧道外，该自发电***着力改善长大隧道运营用电问题，针对性较强；发电效率高、成本低、电力廉价、电损小；近距离供电，机组启动快，容易调节；水资源是可再生的清洁能源，对环境冲击较小，对生态破坏极低；无需征地移民，建厂期间短，仅投入初期发电***购置、安装及日常运行管理费用，建造、运营和维护费用低，降低了成本，显著提高了经济效益。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的隧道内利用斜井水势能的自发电***的三维布置图；

图2为图1所示隧道内利用斜井水势能的自发电***的平面布置图；

图3为图2所示平面布置图中A部分的放大图；

图4为图1所示隧道内利用斜井水势能的自发电***中防爆引水管和排沙管道在拦水坝上的布置图；

图5为图1所示隧道内利用斜井水势能的自发电***中发电厂房及发电机设备房的剖面图。

图中：1-拦水坝；2-发电厂房；3-发电机设备房；4-进水通道；5-尾水通道；6-防爆引水管；7-隔水墙；8-第一截水槽；9-单向开启门；10-第二截水槽；11-人行通道；12-排沙管道；100-斜井洞口河道；201-斜井；202-主线隧道。

具体实施方式

本实施例提供一种隧道内利用斜井水势能的自发电***，如图1和图2所示，适用于斜井洞口有河道流经的隧道，包括修筑在斜井洞口河道100上游位置的拦水坝1、修建在斜井201和主线隧道202之间的发电厂房2和发电机设备房3、连接斜井201和发电厂房2的进水通道4、连接发电厂房2和主线隧道202的尾水通道5以及安装有控制阀的防爆引水管6；发电厂房2内设置有水轮发电机组；发电机设备房3内设置有水轮发电机组的附属设备，如变压器、输电线路及相应的机械、电气设备等，根据实际情况进行选型购买；防爆引水管6的起始管节安装在拦水坝1的底部，沿着斜井201下坡布置并穿过进水通道4后与水轮发电机组连接；尾水通道5内的水沟与主线隧道202的水沟连通。

本实施例以隧道内用电量为依据计算水轮发电机组容量、所需附属设备、防爆引水管6和控制阀的规格以及拦水坝1蓄水量等参数，并根据设备尺寸确定各洞室开挖尺寸。本实施例所述“前”和“后”均依据水流方向确定。

进一步地，如图3所示，进水通道4内靠近发电厂房2的位置设置有隔水墙7，进水通道4的储水量不小于防爆引水管6内的水量；防爆引水管6穿过隔水墙7；隔水墙7下方设置有疏水管；疏水管的进水口与隔水墙7前方的进水通道4连通，出水口与尾水通道5的水沟连通。在防爆引水管6爆裂后，水灌入隔水墙7前方的进水通道4内，通过疏水管流入尾水通道5的水沟，并最终从主线隧道202的水沟排出隧道外，有效防止了防爆引水管6爆裂后，大量水灌入发电厂房2内损坏水轮发电机组和发电机设备房3内的附属设备。

进一步地，如图3所示，进水通道4与斜井201的连接处设置有第一截水槽8；第一截水槽8与尾水通道5的水沟连通，且覆盖水篦。在防爆引水管6爆裂后，部分水可从第一截水槽8流入尾水通道5的水沟内，加快了排水速度。第一截水槽8覆盖水篦以起到排流，过滤水中垃圾，防止阻塞的作用。

进一步地，如图3所示，尾水通道5内靠近主线隧道202的位置设置有只能向发电厂房2方向开启的单向开启门9以供工作人员通过；单向开启门9的前后均设置有第二截水槽10；第二截水槽10与尾水通道5的水沟连通，且覆盖水篦。在防爆引水管6爆裂后，关闭单向开启门9，从发电厂房2排出的水漫过尾水通道5路面，通过第二截水槽10流入尾水通道5的水沟，快速排水。只能向发电厂房2方向开启的单向开启门9与双向开启门或能向主线隧道202方向开启的单向开启门相比，可以承受更大的水压。

进一步地，水篦为铸铁篦。

进一步地，如图3所示，发电厂房2和位于隔水墙7后方的进水通道4之间以及发电机设备房3和尾水通道5之间均设置有人行通道11。

进一步地，发电厂房2、发电机设备房3、进水通道4、尾水通道5、隔水墙7和人行通道11均经过衬砌支护。

进一步地，如图4所示，拦水坝1的底部设置有排沙管道12。优选地，排沙管道12比防爆引水管6的安装位置低。

进一步地，如图5所示，发电机设备房3的高度比发电厂房2的高度高，以尽量防止水灌到发电机设备房3内。

本实施例提供的施工方法如下：

（1）开挖发电厂房2、发电机设备房3、连接斜井201和发电厂房2的进水通道4以及连接发电厂房2和主线隧道202的尾水通道5，在进水通道4内靠近发电厂房2的位置修建隔水墙7，之后进行衬砌支护，完成建筑部分建造；

（2）在斜井洞口河道100上游位置修筑拦水坝1，并于拦水坝1底部安装防爆引水管6起始管节及排沙管道12，由拦水坝1至发电厂房2、沿斜井201下坡布设防爆引水管6及相关控制阀，完成水路敷设；

（3）在发电厂房2和发电机设备房3内安装水轮发电机组、变压器、输电线路及相应的机械、电气设备，完成设备安装及电路敷设；

（4）引水至发电厂房2进行自发电，通过变电和输配电设备将电力送至隧道用电设备。

以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种隧道内利用斜井水势能的自发电***，适用于斜井洞口有河道流经的隧道，其特征在于，包括修筑在斜井洞口河道（100）上游位置的拦水坝（1）、修建在斜井（201）和主线隧道（202）之间的发电厂房（2）和发电机设备房（3）、连接斜井（201）和所述发电厂房（2）的进水通道（4）、连接所述发电厂房（2）和主线隧道（202）的尾水通道（5）以及安装有控制阀的防爆引水管（6）；

所述发电厂房（2）内设置有水轮发电机组；

所述发电机设备房（3）内设置有所述水轮发电机组的附属设备；

所述防爆引水管（6）的起始管节安装在所述拦水坝（1）的底部，沿着斜井（201）下坡布置并穿过进水通道（4）后与所述水轮发电机组连接；

所述尾水通道（5）内的水沟与主线隧道（202）的水沟连通。

2.根据权利要求1所述的隧道内利用斜井水势能的自发电***，其特征在于，所述进水通道（4）内靠近发电厂房（2）的位置设置有隔水墙（7），所述进水通道（4）的储水量不小于防爆引水管（6）内的水量；

所述防爆引水管（6）穿过所述隔水墙（7）；

所述隔水墙（7）下方设置有疏水管；

所述疏水管的进水口与隔水墙（7）前方的进水通道（4）连通，出水口与所述尾水通道（5）的水沟连通。

3.根据权利要求2所述的隧道内利用斜井水势能的自发电***，其特征在于，所述进水通道（4）与斜井（201）的连接处设置有第一截水槽（8）；

所述第一截水槽（8）与尾水通道（5）的水沟连通，且覆盖水篦。

4.根据权利2或3所述的隧道内利用斜井水势能的自发电***，其特征在于，所述尾水通道（5）内靠近主线隧道（202）的位置设置有只能向发电厂房（2）方向开启的单向开启门（9）；

所述单向开启门（9）的前后均设置有第二截水槽（10）；

所述第二截水槽（10）与尾水通道（5）的水沟连通，且覆盖水篦。

5.根据权利要求2所述的隧道内利用斜井水势能的自发电***，其特征在于，所述发电厂房（2）和位于隔水墙（7）后方的进水通道（4）之间以及所述发电机设备房（3）和尾水通道（5）之间均设置有人行通道（11）。

6.根据权利要求5所述的隧道内利用斜井水势能的自发电***，其特征在于，所述发电厂房（2）、发电机设备房（3）、进水通道（4）、尾水通道（5）、隔水墙（7）和人行通道（11）均经过衬砌支护。

7.根据权利要求1所述的隧道内利用斜井水势能的自发电***，其特征在于，所述拦水坝（1）的底部设置有排沙管道（12）。

8.根据权利要求7所述的隧道内利用斜井水势能的自发电***，其特征在于，所述发电机设备房（3）的高度比所述发电厂房（2）的高度高。

9.根据权利要求4所述的隧道内利用斜井水势能的自发电***，其特征在于，所述水篦为铸铁篦。