10.2 进出水流道
10.2.1 泵站进出水流道形式应结合进出水池水位、泵站扬程、泵型、泵房布置和断流方式等因素，经技术经济比较确定。大中型泵站宜采用三维水流数值模拟计算进行流态分析和性能预测，可能的情况下进行全流道分析。大型泵站还应通过装置模型试验检验进出水流道的水力性能。
10.2.2 泵站进水流道布置应符合下列规定：
1 流道型线平顺，各断面面积沿程变化应均匀合理；
2 在各种工况下，流道内不应产生影响运行稳定的不利水流现象；
3 进口断面处流速宜取0.8m/s～1.0m/s；
4 出口断面处的流速和压力分布应比较均匀；
5 流道进口上缘应淹没在进水池最低运行水位以下至少0.5m；
6 进口宜设置检修门槽；
7 应方便施工。
10.2.3 肘形和钟形、簸箕形进水流道的进口段底面宜做成平底，或向进口方向上翘，上翘角不宜大于12°，进口段顶板仰角不宜大于30°。簸箕形进水流道的进口段与肘形、钟形流道接近。平直管式进水流道宜沿水泵中心线轴对称布置。当流道的进口段宽度较大时，可在该段设置中隔墩。各种进水流道的主要尺寸应根据水泵的结构和外形尺寸结合泵房布置确定。
10.2.4 双层流道双向泵站的进水流道内宜设置导流锥、隔板等消涡设施，必要时应进行装置模型试验。
10.2.5 泵站出水流道布置应符合下列规定：
1 与水泵导叶出口相连的出水室形式应根据水泵的结构和泵站总体布置确定；
2 流道型线变化应比较均匀，当量扩散角宜取8°～12°；
3 出口流速不宜大于1.5m/s，出口装有拍门时，出口流速不宜大于2.0m/s；
4 流道的出口上缘应淹没在出水池最低运行水位以下0.3m～0.5m；
5 应有合适的断流方式；
6 出口宜设置检修门槽；
7 当流道的宽度较大时，宜设置中隔墩，其起点与机组中心线的距离不应小于水泵出口直径的2倍；
8 应方便施工。
10.2.6 泵站的断流方式应根据出水池水位变化幅度、泵站扬程、机型等因素，并结合出水流道形式选择，必要时经技术经济比较确定。断流方式应运行可靠，设备简单，操作灵活，维护方便，对机组效率影响较小。
10.2.7 出水池最低运行水位较高的泵站，可采用直管式出水流道，在出口设置拍门或快速闸门，并应在门后设置通气孔；直管式出水流道的底面可做成平底，顶板宜向出口方向上翘。
10.2.8 当出水池水位变化幅度不大时，宜采用虹吸式出水流道，配以真空破坏阀断流方式。驼峰底部高程应略高于出水池最高运行水位，驼峰顶部的真空度不应超过7.5m水柱高。驼峰处断面宜设计成扁平状。
10.2.9 进出水流道设计宜满足现行行业标准《泵站现场测试与安全检测规程》SL548对进出水流道测流断面的要求。
10.2.10 进出水流道均应设置检查孔，其孔径不宜小于0.7m。
10.2.11 水泵卧式布置时可采用灯泡贯流式、竖井贯流式和轴伸贯流式。水泵斜式布置时，根据水位情况可采用泵轴与水平面呈倾斜15°～45°的斜轴伸形式。
条文说明
10.2.2 有关试验研究表明：进水流道的设计，主要问题是要保证其出口流速和压力分布比较均匀。为此，要求进水流道型线平顺，各断面面积沿程变化均匀合理，且进口断面处流速宜控制不大于1.0m/s，以减小水力损失，为水泵运行提供良好的水流条件。
5 有关试验资料表明，在水泵叶片安装角相同的情况下，无论是肘形进水流道或钟形进水流道，当进口上缘（顶板延长线与进口断面的延长线的交点）的淹没水深大于0.35m时，基本上未出现局部漩涡；当淹没水深在0.2m～0.3m时，流道进口水面产生时隐时现的漩涡，有时涡带还伸入流道进口内，但此时对水泵性能的影响并不大，机组仍能正常运行；当淹没水深在0.1m～0.18m时，进口水面漩涡出现频繁；当淹没水深为0.06m时，漩涡剧烈，并夹带大量空气进入流道，致使水泵运行不稳，噪声严重。因此，本标准规定进水流道进口上缘的最小淹没水深为0.5m，即应淹没在进水池最低运行水位以下至少0.5m。
10.2.3 肘形进水流道是目前国内外采用最广泛的一种流道形式，如国内的两座大型轴流泵站，水泵叶轮直径分别为4.5m和4.0m，配套电动机功率分别为5000kW和6000kW，都是采用这种流道形式，经多年运行检验，情况良好。泵站肘形进水流道形状见图4，我国部分泵站肘形进水流道的设计成果（有些经过装置试验验证）见表12、表13。由表13可知，多数泵站肘形进水流道H/D=1.5～2.2，B/D=2.0～2.5，L/D=3.5～4.0，h k/D=0.8～1.0，R 0/D=0.8～1.0，D为水泵叶轮直径。由于肘形进水流道是逐渐收缩的，流道内的水流状态较好，水力损失较小，但不足之处是其底面高程比水泵叶轮中心线高程低得较多，造成泵房底板高程较低，致使泵房地基开挖较深，需增加一定的工程投资。
进水流道的进口段底面一般宜做成平底。为了抬高进水池和前池的底部高程，降低其两岸翼墙的高度，减少地基土石方开挖量和混凝土工程量，亦可将进水流道进口段底面向进口方向上翘，即做成斜坡面形式。根据我国部分泵站的工程实践，除有些泵站进水流道进口段底面做成平底外，多数泵站进水流道的进口段底面上翘采用7°～11°（见表13）。因此，本标准规定进水流道进口段底面上翘角不宜大于12°。关于进口段顶板仰角，我国多数泵站的进水流道采用20°～28°，也有个别泵站采用32°（见表13）。因此，本标准规定进水流道进口段顶板仰角不宜大于30°。
图4 肘形进水流道形状图
簸箕形进水流道降低了进水流道的高度，靠近叶轮处收缩量大，流道形状见图6。簸箕形进水流道的进口段尺寸与钟形进水流道比较接近，但对宽度的要求没有钟形进水流道那样严格，不易产生涡带。图6中标注的尺寸为美国国家标准ANSI/HI9.8—2012 Rotod ynamic pumps for pump intake design中推荐的“Stork-type FSI”即簸箕形进水流道的吸水室尺寸，供设计参考。
图5 钟形进水流道形状图
图6 簸箕形进水流道形状图 根据试验研究，簸箕形进水流道的宽度较肘形进水流道的大，是为了方便一部分水流绕至喇叭口两侧及后部进入喇叭管；但簸箕形进水流道宽度比钟形进水流道小，是因为流道内部不像钟形流道那样容易产生涡带。
簸箕形进水流道的吸水室中宜设中隔板，一是为了泵站结构方面的需要，二是为了阻隔可能发生的水下涡带。中隔板的厚度对水流有一定的影响，但从防涡的角度来看，对中隔板的厚度没有特殊的要求，因此，在施工条件允许的情况下尽可能减薄。
各种进水流道的主要尺寸需根据水泵的结构和外形尺寸，结合泵房布置确定，应用于小型泵站时，还应考虑施工的方便性。
10.2.5 出水流道布置对泵站的装置效率影响较大，因此流道的型线变化应比较均匀。为了减少水力损失，出口流速应控制在1.5m/s以下，当出口装有拍门时，可控制在2.0m/s。如果水泵出水室出口处流速过大，宜在其后面直至出水流道出口设置扩散段，以降低流速。扩散段的当量扩散角不宜过大，一般取8°～12°较为合适。
4 由于大中型泵站机组功率较大，如出水流道的水力损失稍有增大，将使电能有较多的消耗，因此常将出水流道的出口上缘（顶板延长线与出口断面的延长线的交点）淹没在出水池最低运行水位以下0.3m～0.5m。
7 当流道宽度较大时，为了减小出口拍门或快速闸门的跨度，常在流道中间设置隔水墩。有关试验资料表明，如果中隔墩布置不当，将影响分流效果，使出流分配不均匀，增加出水流道的水力损失。因此，中隔墩起点位置距水泵出水室宜远一点，待至水泵出流流速较均匀处再分隔为好。一般中隔墩起点位置与机组中心线距离不应小于水泵出口直径的2倍。
10.2.6 泵站的断流方式主要有拍门断流、快速闸门断流、止回（蝶）阀断流、虹吸管配真空破坏阀断流等多种，应根据出水流道（管道）布置、出水池的水位变幅、水泵机型、泵站扬程等因素，经技术经济比较后确定。
10.2.7 直管式出水流道进口与水泵出水室相连，然后沿水平方向或向上倾斜至出水池。为了便于机组启动和排除管内空气，在流道出口常采用拍门或快速闸门断流，并在门后管道较高处设置通气孔，以减少水流脉动压力，机组停机时还可向流道内补气，避免流道内产生负压，减少关闭拍门时的撞击力，改善流道和拍门的工作条件。
10.2.8 虹吸式出水流道的进口与水泵出水室相连，出口淹没在出水池最低运行水位以下，中间较高部位为驼峰，并略高于出水池最高运行水位，在满足防洪要求的前提下，出口可不设快速闸门或拍门。在正常运行工况下，由于出水流道的虹吸作用，其顶部出现负压；停机时，需及时打开设在驼峰顶部的真空破坏阀，使空气进入流道而破坏真空，从而切断驼峰两侧的水流，防止出水池的水向水泵倒灌，使机组很快停稳。根据工程实践经验，驼峰顶部的真空度一般应限制在7m～8m水柱高，因此本标准规定驼峰顶部的真空度不应超过7.5m水柱高。
驼峰断面的高度对该处的流速和压力分布均有影响。如果高度较大，断面处的上下压差就会很大。工程实践证明，在尽量减少局部水力损失的情况下，压低驼峰断面的高度是有好处的。一方面可加大驼峰顶部流速，使水流夹气能力增加，并可减小该断面处的上下压差；另一方面可减少驼峰顶部的存气量，便于及早形成虹吸和满管流，而且还可减小驼峰顶部的真空度，从而增大适应出水池水位变化的范围，因此驼峰处断面宜设计成扁平状。
10.2.11 根据南水北调东线一期泵站工程的研究成果，灯泡贯流泵采用灯泡后置、竖井贯流泵采用竖井前置的效率比反过来布置要高；轴伸贯流泵的轴伸前置还是后置，差别不大。斜式布置的水泵，应用较多的是斜15°、30°、45°三种。
5 有关试验资料表明，在水泵叶片安装角相同的情况下，无论是肘形进水流道或钟形进水流道，当进口上缘（顶板延长线与进口断面的延长线的交点）的淹没水深大于0.35m时，基本上未出现局部漩涡；当淹没水深在0.2m～0.3m时，流道进口水面产生时隐时现的漩涡，有时涡带还伸入流道进口内，但此时对水泵性能的影响并不大，机组仍能正常运行；当淹没水深在0.1m～0.18m时，进口水面漩涡出现频繁；当淹没水深为0.06m时，漩涡剧烈，并夹带大量空气进入流道，致使水泵运行不稳，噪声严重。因此，本标准规定进水流道进口上缘的最小淹没水深为0.5m，即应淹没在进水池最低运行水位以下至少0.5m。
10.2.3 肘形进水流道是目前国内外采用最广泛的一种流道形式，如国内的两座大型轴流泵站，水泵叶轮直径分别为4.5m和4.0m，配套电动机功率分别为5000kW和6000kW，都是采用这种流道形式，经多年运行检验，情况良好。泵站肘形进水流道形状见图4，我国部分泵站肘形进水流道的设计成果（有些经过装置试验验证）见表12、表13。由表13可知，多数泵站肘形进水流道H/D=1.5～2.2，B/D=2.0～2.5，L/D=3.5～4.0，h k/D=0.8～1.0，R 0/D=0.8～1.0，D为水泵叶轮直径。由于肘形进水流道是逐渐收缩的，流道内的水流状态较好，水力损失较小，但不足之处是其底面高程比水泵叶轮中心线高程低得较多，造成泵房底板高程较低，致使泵房地基开挖较深，需增加一定的工程投资。
进水流道的进口段底面一般宜做成平底。为了抬高进水池和前池的底部高程，降低其两岸翼墙的高度，减少地基土石方开挖量和混凝土工程量，亦可将进水流道进口段底面向进口方向上翘，即做成斜坡面形式。根据我国部分泵站的工程实践，除有些泵站进水流道进口段底面做成平底外，多数泵站进水流道的进口段底面上翘采用7°～11°（见表13）。因此，本标准规定进水流道进口段底面上翘角不宜大于12°。关于进口段顶板仰角，我国多数泵站的进水流道采用20°～28°，也有个别泵站采用32°（见表13）。因此，本标准规定进水流道进口段顶板仰角不宜大于30°。
图4 肘形进水流道形状图
表12 我国部分泵站肘形进水流道各控制断面面积及流速汇总表
续表12
表13 我国部分泵站肘形进水流道主要尺寸汇总表
续表13
钟形进水流道也是一种较好的流道形式。根据国内采用钟形进水流道的泵站装置试验资料，与肘形进水流道相比，钟形进水流道的平面宽度较大，B/D值一般为2.5～2.8；而高度较小，H/D值一般为1.1～1.4。这样可提高泵房底板高程，减少泵房地基开挖深度，机组段间需填充的混凝土量也较少，因而可节省一定的工程量。泵站钟形进水流道形状见图5。图中，D
1/D=0.97，H/D=1.1～1.4，B/D=2.5～2.8，L/D大于3.5，D
L/D=1.4，h
k/D=0.4，D为水泵叶轮直径。
簸箕形进水流道降低了进水流道的高度，靠近叶轮处收缩量大，流道形状见图6。簸箕形进水流道的进口段尺寸与钟形进水流道比较接近，但对宽度的要求没有钟形进水流道那样严格，不易产生涡带。图6中标注的尺寸为美国国家标准ANSI/HI9.8—2012 Rotod ynamic pumps for pump intake design中推荐的“Stork-type FSI”即簸箕形进水流道的吸水室尺寸，供设计参考。
图5 钟形进水流道形状图
图6 簸箕形进水流道形状图
簸箕形进水流道的吸水室中宜设中隔板，一是为了泵站结构方面的需要，二是为了阻隔可能发生的水下涡带。中隔板的厚度对水流有一定的影响，但从防涡的角度来看，对中隔板的厚度没有特殊的要求，因此，在施工条件允许的情况下尽可能减薄。
各种进水流道的主要尺寸需根据水泵的结构和外形尺寸，结合泵房布置确定，应用于小型泵站时，还应考虑施工的方便性。
10.2.5 出水流道布置对泵站的装置效率影响较大，因此流道的型线变化应比较均匀。为了减少水力损失，出口流速应控制在1.5m/s以下，当出口装有拍门时，可控制在2.0m/s。如果水泵出水室出口处流速过大，宜在其后面直至出水流道出口设置扩散段，以降低流速。扩散段的当量扩散角不宜过大，一般取8°～12°较为合适。
4 由于大中型泵站机组功率较大，如出水流道的水力损失稍有增大，将使电能有较多的消耗，因此常将出水流道的出口上缘（顶板延长线与出口断面的延长线的交点）淹没在出水池最低运行水位以下0.3m～0.5m。
7 当流道宽度较大时，为了减小出口拍门或快速闸门的跨度，常在流道中间设置隔水墩。有关试验资料表明，如果中隔墩布置不当，将影响分流效果，使出流分配不均匀，增加出水流道的水力损失。因此，中隔墩起点位置距水泵出水室宜远一点，待至水泵出流流速较均匀处再分隔为好。一般中隔墩起点位置与机组中心线距离不应小于水泵出口直径的2倍。
10.2.6 泵站的断流方式主要有拍门断流、快速闸门断流、止回（蝶）阀断流、虹吸管配真空破坏阀断流等多种，应根据出水流道（管道）布置、出水池的水位变幅、水泵机型、泵站扬程等因素，经技术经济比较后确定。
10.2.7 直管式出水流道进口与水泵出水室相连，然后沿水平方向或向上倾斜至出水池。为了便于机组启动和排除管内空气，在流道出口常采用拍门或快速闸门断流，并在门后管道较高处设置通气孔，以减少水流脉动压力，机组停机时还可向流道内补气，避免流道内产生负压，减少关闭拍门时的撞击力，改善流道和拍门的工作条件。
10.2.8 虹吸式出水流道的进口与水泵出水室相连，出口淹没在出水池最低运行水位以下，中间较高部位为驼峰，并略高于出水池最高运行水位，在满足防洪要求的前提下，出口可不设快速闸门或拍门。在正常运行工况下，由于出水流道的虹吸作用，其顶部出现负压；停机时，需及时打开设在驼峰顶部的真空破坏阀，使空气进入流道而破坏真空，从而切断驼峰两侧的水流，防止出水池的水向水泵倒灌，使机组很快停稳。根据工程实践经验，驼峰顶部的真空度一般应限制在7m～8m水柱高，因此本标准规定驼峰顶部的真空度不应超过7.5m水柱高。
驼峰断面的高度对该处的流速和压力分布均有影响。如果高度较大，断面处的上下压差就会很大。工程实践证明，在尽量减少局部水力损失的情况下，压低驼峰断面的高度是有好处的。一方面可加大驼峰顶部流速，使水流夹气能力增加，并可减小该断面处的上下压差；另一方面可减少驼峰顶部的存气量，便于及早形成虹吸和满管流，而且还可减小驼峰顶部的真空度，从而增大适应出水池水位变化的范围，因此驼峰处断面宜设计成扁平状。
10.2.11 根据南水北调东线一期泵站工程的研究成果，灯泡贯流泵采用灯泡后置、竖井贯流泵采用竖井前置的效率比反过来布置要高；轴伸贯流泵的轴伸前置还是后置，差别不大。斜式布置的水泵，应用较多的是斜15°、30°、45°三种。
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