【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水利水电工程，特别是涉及一种竖井式进出水口结构的设计方法及竖井式进出水口结构。
技术介绍
1、竖井式进出水口结构作为抽水蓄能电站中的基础建筑物，是实现电站水流控制和水能利用的关键部位，其水力特性的优劣将对电站的安全、高效运行产生直接影响。出流工况下，由于转弯段的存在，受转弯段水流离心力的影响，导致各流道流量分配不均匀而形成平面上的偏流问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种竖井式进出水口结构的设计方法及竖井式进出水口结构，解决因转弯段偏流影响引起的各流道流量分配不均匀的问题，以保障水力水电工程安全稳定运行。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供一种竖井式进出水口结构的设计方法，包括以下步骤：
4、步骤一，根据实际工程运行条件，开展竖井式进出水口结构的初始体型设计，得到竖井式进出水口结构的初始体型的基本设计参数如下：有压管段的直径为d1，连接扩散段的起始端断面直径为dk1，连接扩散段的末端断面直径为dk2，竖直管段的直径为d2；
5、步骤二，确定转弯段的起始端断面直径dz1和转弯段的末端断面直径dz2，dz1＝dk2，dz2＝d2；
6、步骤三，计算转弯段的转弯半径rm、转弯段的转弯内径rin、转弯段的转弯外径rex，计算连接扩散段的长度l；
7、步骤四，基于转弯段的转弯半径rm、转弯段的转弯内径rin、转弯段的转弯外径rex、转弯段的转弯角度θ、连接扩散段
8、优选地，转弯段的转弯半径rm的公式如下：
9、rm＝α·d1
10、其中，α为转弯半径系数，取值范围为2.1～2.2。
11、优选地，转弯段的转弯内径rin的公式如下：
12、rin＝β·d1
13、其中，β为转弯内径系数，β＝0.8871·α。
14、优选地，转弯段的转弯外径rex的公式如下：
15、rex＝γ·d1
16、其中，γ为转弯外径系数，γ＝1.1987·α。
17、优选地，转弯段的转弯角度θ为90°。
18、优选地，连接扩散段的长度l的公式如下：
19、
20、优选地，连接扩散段的扩散角度的取值范围为
21、本专利技术还提供了一种采用所述竖井式进出水口结构的设计方法得到的竖井式进出水口结构，包括依次连接的有压管段、连接扩散段、转弯段、竖直管段、喇叭口段和拦污栅段，所述拦污栅段设置有沿所述拦污栅段的周向均匀分布的流道。
22、优选地，所述连接扩散段的中心线与所述竖直管段的中心线垂直设置。
23、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
24、本专利技术通过转弯半径系数、转弯内径系数和转弯外径系数明确了竖井式进出水口结构中转弯段的设计方法；此外，还引入连接扩散段的扩散角度，以适应不同运行流量下的分流要求。
25、采用本专利技术的竖井式进出水口结构的设计方法得到的竖井式进出水口结构，与常规体型转弯段过流断面沿程收缩相比，本专利技术在转弯段过流断面为沿程先扩张、后收缩，且水流路径较短(如图2所示)，加速了水流在转弯段内部的混掺和均化，使得进入竖直管段的水流速度沿横向分布均匀，有效解决了弯道偏流效应带来的不利影响，节省了设计人员的工作量，提高了优化效率，确保工程的安全稳定运行。
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1.竖井式进出水口结构的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的竖井式进出水口结构的设计方法，其特征在于：转弯段的转弯半径Rm的公式如下：
3.根据权利要求2所述的竖井式进出水口结构的设计方法，其特征在于：转弯段的转弯内径Rin的公式如下：
4.根据权利要求2所述的竖井式进出水口结构的设计方法，其特征在于：转弯段的转弯外径Rex的公式如下：
5.根据权利要求1所述的竖井式进出水口结构的设计方法，其特征在于：转弯段的转弯角度θ为90°。
6.根据权利要求1所述的竖井式进出水口结构的设计方法，其特征在于：连接扩散段的长度L的公式如下：
7.根据权利要求1所述的竖井式进出水口结构的设计方法，其特征在于：连接扩散段的扩散角度的取值范围为
8.一种采用如权利要求1-7中任一项所述的竖井式进出水口结构的设计方法得到的竖井式进出水口结构，其特征在于：包括依次连接的有压管段、连接扩散段、转弯段、竖直管段、喇叭口段和拦污栅段，所述拦污栅段设置有沿所述拦污栅段的周向均匀分布的流道。
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【技术特征摘要】
1.竖井式进出水口结构的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的竖井式进出水口结构的设计方法，其特征在于：转弯段的转弯半径rm的公式如下：
3.根据权利要求2所述的竖井式进出水口结构的设计方法，其特征在于：转弯段的转弯内径rin的公式如下：
4.根据权利要求2所述的竖井式进出水口结构的设计方法，其特征在于：转弯段的转弯外径rex的公式如下：
5.根据权利要求1所述的竖井式进出水口结构的设计方法，其特征在于：转弯段的转弯角度θ为90°。
6.根据权利要求1所述的竖井式...
【专利技术属性】
技术研发人员：董静，陈端，周王子，姜治兵，韩松林，任坤杰，程子兵，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：
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