压力前池设置在引水渠道或无压隧洞的末端,是水电站无压引水建筑物与压力管道的连接建筑物。
一、压力前池的作用
(1) 平稳水压、平衡水量
减少渠道水位波动的振幅,稳定了发电水头;暂时补充不足水量和容纳多余水量,适应水轮机流量的改变。
(2) 均匀分配流量。均匀地分配流量给压力管道,管道进口设有控制闸门。
(3) 宣泄多余水量。另外当电站停机时,给下游供水。
(4) 拦阻污物和泥沙。前池设有拦污栅、拦沙、排沙及防凌设施,防止渠道中漂浮物、冰凌、有害泥沙进入压力管道,保证水轮机正常运行。
二、压力前池的组成建筑物
(1) 前室(池身及扩散段)
由扩散段和池身组成。扩散段保证水流平顺地进入前池,减少水头损失。池身的宽度和深度受高压管道进口的数量和尺寸控制,以满足进水室的要求。
(2) 进水室及其设备。压力管道进水口部分,进口处设闸门及控制设备、拦污栅、通气孔等设施。
(3) 泄水建筑物
溢水建筑物一般包括溢流堰、陡槽和消能设施。堰顶一般不设闸门,水位超过堰顶,前池内的水就自动溢流。 (4) 放水和冲沙设备 从引水渠道带来的泥沙将沉积在前室底部,因此在前室的最低处应设冲沙道,并在其末端设有控制闸门,以便定期将泥沙排至下游。冲沙道 可布置在前室的一侧或在进水室底板下作成廊道。冲沙孔的尺寸一般不小于1m,廊道的高度不小于0.6m,冲沙流速通常为2~3m/s。冲沙孔有时兼做前池的放水孔,当前池检修时用来放空存水。
(5) 拦冰和排冰设备
排冰道只有在北方严寒地区才设置,排冰道的底板应在前池正常水位以下,并用叠梁门进行控制。
三、压力前池的布置
压力前池在布置与引水道线路、压力管道、电站厂房及本身泄水建筑物等布置有密切联系。因此应根据地形、地质和运行条件,结合整个引水系统及厂房布置进行全面和综合的考虑。
(1) 前池整体布置时,应使水流平顺,水头损失最少,以提高水电站的出力和电能
布置能使渠道中心线与前池中心线平行或接近平行。前室断面逐渐扩大,平面扩散角β不宜大于10。前池底部坡降的扩散角也不大于10。
(2) 前池应尽可能靠近厂房,以缩短压力管道的长度
前池中水流应均匀地向各条压力管道供水,使水流平顺,无漩涡发生。运行上应使清污、维护、管理方便,同时应使泄水与厂房尾水不发生干扰。
(2) 前池应建在天然地基的挖方中
建在填方或不稳定地基上,会由于山体滑坡和不均匀沉陷导致前池及厂房建筑物的破坏。
注:选择压力前池的位置应特别注意地基稳定与渗漏条件。