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[摘 要] 井式进/出水口可以布置在抽水蓄能电站水库底部的任何部位，布置灵活，能较好地解决进/出水口过坝问题。同时对地形地质条件要求相对较低，开挖工程量较小，结构受力简单，有利于工程施工和结构安全。山西西龙池抽水蓄能电站在国内首次采用井式进/出水口，在设计该进/出水口时做了大量的模型试验和数值模拟。本文通过整理该工程模型试验及数值模拟的研究成果，分析体形的各要素对水力特性的影响，总结体形设计的原则和方法，望为今后类似工程设计积累经验。
[关键词] 井式进/出水口 体形设计 抽水蓄能电站
蒋逵超 王建华 关李海(中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司，北京 100024)
1 问题的提出
由于抽水蓄能电站具有抽水(水泵工况)和发电(水轮机工况)两种运行工况，水流是双向流动的，抽水蓄能电站的进水口和出水口合二为一，对上水库在发电工况时为进水口，在抽水工况时为出水口，反之亦然，故统称为进/出水口。目前国内已建抽水蓄能电站进/出水口通常为侧式，这种型式的进/出水口布置受地形限制较大，开挖工程量也较大。而井式进/出水口可以布置在水库底部的任何部位，布置灵活，能较好地解决进/出水口过坝问题。同时对地形地质条件要求相对较低，开挖工程量较小，结构受力简单，有利于工程施工和结构安全。
井式进/出水口在国内外大中型抽水蓄能电站中都得到了成功的应用：英国的卡姆洛、法国的大屋、美国的巴德溪(Bad Creek)、卡宾溪(Cabin Creek)、马蒂朗(Muddy Run)、落基山(Rocky mountain)、日本的沼原、国内的西龙池(已运行)、溧阳(在建)。由于山西西龙池抽水蓄能电站在国内首次采用井式进/出水口，在设计该进/出水口时做了大量的模型试验和数值模拟。
2 体形特征及水力学基本要求
2.1 体形特征
井式进/出水口体形一般由水平扩散段、竖直扩散段、竖井直管段、弯道段、渐变段组成，见图 1。各部分的主要功用分别为：盖板：进流时防止产生有害的吸气漩涡，起到相当于侧式进/出水口防涡梁相同的作用;出流时与分流墩共同作用，将水流沿水平方向均匀扩散。分流墩：将水流在各孔口均匀分配并沿水平方向扩散或汇集，在结构上支撑盖板的重量。竖直扩散段：将水流在立面上均匀扩散或汇集。竖井直管段：调整进流或出流时的流态，使得进入竖直扩散段或弯道段的水流平顺，出流时水流不脱壁。弯道段：使水流流向发生改变，并力求进出弯道段的水流平顺。
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