【精品】《水電站》問答題100問

1、水電站課程考試試題庫水電站問答題100問1.水電站有哪些基本類型？（1）答：根據(jù)水能開發(fā)方式的不同，水電站有不同的類型：（1）壩式水電站：采用壩式開發(fā)修建的水電站稱為壩式水電站。壩式水電站按大壩和水電站廠房相對位置的不同又可分為河床式、閘墩式、壩后式、壩內(nèi)式、溢流式等，在實際工程中，較常采用的壩式水電站是河床式水電站和壩后式水電站。（2）引水式水電站：在河道上游坡度較陡的河段上，不宜修建較高的攔河壩，用坡度比河道坡度緩的渠道集中水頭，此外，當(dāng)遇有大河灣時，可通過渠道或隧洞將河灣截直獲得水頭，所修建的水電站稱為引水式水電站。引水式水電站據(jù)引水建筑物的不同又可分為無壓引水式水電站和有壓引水式水電站

2、兩種類型。（3）混合式水電站：混合式水電站常建造在上游具有優(yōu)良庫址，適宜建庫，而緊接水庫以下河道坡度突然變陡，或有大河灣的河段上，水電站的水頭一部分由壩集中，一部分由引水建筑物集中，因而具有壩式水電站和引水式水電站兩個方面的特點。（4）潮汐水電站：潮汐水電站是利用大海漲潮和退潮時所形成的水頭進(jìn)行發(fā)電的。（5）抽水蓄能電站：抽水蓄能電站是裝設(shè)具有抽水和發(fā)電兩種功能的機組，利用電力低谷負(fù)荷期間的剩余電能向上水庫抽水儲蓄水能，然后在系統(tǒng)高峰負(fù)荷期間從上水庫放水發(fā)電的水電站。2.反擊式水輪機的主要過流部件各有何作用？（2）答：工作部件轉(zhuǎn)輪是水輪機的核心部件，作用是將水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機械能。導(dǎo)水部件導(dǎo)葉的

3、主要作用是根據(jù)機組負(fù)荷變化來調(diào)節(jié)進(jìn)入水輪機轉(zhuǎn)輪的流量，以達(dá)到改變水輪機輸出功率與外界負(fù)荷平衡之目的，并引導(dǎo)水流按必須的方向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，形成一定的速度矩。水輪機的引水部件又稱為引水室，其功用是將水流均勻平順軸對稱地引向水輪機的導(dǎo)水機構(gòu)，進(jìn)入轉(zhuǎn)輪。泄水部件尾水管的作用為：將通過水輪機的水流泄向下游；轉(zhuǎn)輪裝置在下游水位之上時，能利用轉(zhuǎn)輪出口與下游水位之間的勢能H2；回收利用轉(zhuǎn)輪出口的大部分動能（ ）。3.為什么高水頭小流量電站一般采用金屬蝸殼，低水頭大流量電站采用混凝土蝸殼？（2）答：金屬蝸殼：由鑄鐵、鑄鋼或鋼板焊成，材料強度大，但造價高，故適用于較高水頭（H>40m）小流量的水電站和小型臥式機

4、組。混凝土蝸殼一般適用于水頭在40m以下大流量的水電站，因水頭較大時，只用混凝土材料不滿足強度要求，需要在混凝土中加設(shè)大量鋼筋和金屬襯板，則造價高，不經(jīng)濟。4.當(dāng)水頭H，流量Q不同時，為什么反擊式水輪機轉(zhuǎn)輪的外型不相同？（2）答：混流式水輪機轉(zhuǎn)輪為適應(yīng)不同水頭和流量的要求，其形狀不同，以D1表示轉(zhuǎn)輪進(jìn)水口邊最大直徑，D2表示出口邊最大直徑，進(jìn)口邊高度用b0表示。高水頭，流速大，流量較小，所需進(jìn)水和出水?dāng)嗝婢^小，故，所需用轉(zhuǎn)輪的b0 、D2均較?。坏退^，流量大，所需進(jìn)水和出水?dāng)嗝孑^大，則所用轉(zhuǎn)輪的b0 、D2均較大。5、汽蝕有哪些危害？（2）答：汽蝕對水輪機的運行主要有下列危害：（1）降低水

5、輪機效率，減小出力。（2）破壞水輪機的過流部件，影響機組壽命。（3）產(chǎn)生強烈的在噪音和震動，惡化工作環(huán)境，從而影響水輪機的安全穩(wěn)定運行。（4）縮短檢修時間，增加運行成本。6、防止和減輕汽蝕的措施一般有哪些？（2）答：為防止和減輕汽蝕對水輪機的危害，需從多方面采取措施：（1）水輪機設(shè)計制造方面：合理設(shè)計葉片形狀、數(shù)目使葉片具有平滑流線；盡可能使葉片背面壓力分布均勻，減小低壓區(qū)；提高加工工藝水平，減小葉片表面粗糙度；采用耐汽蝕相對較好的材料。（2）工程措施方面：合理確定水輪機安裝高度；使轉(zhuǎn)輪出口處壓力高于汽化壓力；多沙河上設(shè)除沙措施；防止粗粒徑泥沙進(jìn)入水輪機。（3）運行方面：避免在易于產(chǎn)生汽蝕的工

6、況下運行；出現(xiàn)真空低壓區(qū)時補氣增壓；及時對產(chǎn)生汽蝕破壞的部件進(jìn)行維護(hù)。7、各類水輪機的安裝高程如何確定？（2）答：（1）反擊時水輪機安裝高程的確定：立軸混流式水輪機：Zs=Za+Hs+b0/2立軸混流式水輪機：Zs=Za+Hs+XD1臥軸混流式和灌流式水輪機：Zs=Za+Hs-D1/2（2）沖擊式水輪機：Zs=Zamax+hp8、單位參數(shù)的物理意義是什么？（2）答：當(dāng)水輪機轉(zhuǎn)輪直徑D1=1m時、水頭H=1m時，水輪機的轉(zhuǎn)速、流量、出力分別稱為單位轉(zhuǎn)速、單位流量和單位出力，統(tǒng)稱單位參數(shù)。9、進(jìn)水建筑物各類進(jìn)水口的布置特點和使用條件？（3）答：水電站的進(jìn)水口分為有壓進(jìn)水口和開敞式進(jìn)水口兩大類。有壓

7、進(jìn)水口大主要特征是，進(jìn)水口位于水庫死水位以下一定深度，在一定的水壓之下工作，以引進(jìn)深層水為主，適用于從水位變化幅度較大的水庫中取水。它可以單獨布置，也可以和擋水建筑物結(jié)合在一起，進(jìn)水口后接有壓隧洞或管道。有壓引水式水電站、壩后式水電站的進(jìn)水口大都屬于這種類型。開敞式進(jìn)水口的主要特征是，進(jìn)水口的水流具有自由水面，處于無壓狀態(tài)，進(jìn)水口以引進(jìn)表層水為主，適用于從天然河道或水位變化不大的水庫中取水。進(jìn)水口后一般接無壓引水建筑物。開敞式進(jìn)水口一般用于無壓引水式水電站。10. 有壓進(jìn)水口的型式及適用條件（3）答：有壓進(jìn)水口的主要類型可分為隧洞式、壓力墻式、塔式和壩式四種。 （1）隧洞式進(jìn)水口：隧洞式進(jìn)水口

8、的特征是閘門安裝在從巖體里面開挖出來的豎井中。當(dāng)隧洞進(jìn)口地質(zhì)條件較好，擴大斷面的開挖閘門豎井均不會引起塌方時適宜采用此種進(jìn)水口。但當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不好或地形過于平緩時，不宜采用此種型式進(jìn)水口。 （2）壓力墻式進(jìn)水口：如隧洞進(jìn)口地質(zhì)條件較差，不宜擴大斷面和開挖豎井，或因地形條件不宜采用隧洞式進(jìn)水口時，可將進(jìn)水口段和閘門段布置在山體之外，形成一個緊靠山巖的單獨墻式建筑物，稱為壓力墻式進(jìn)水口。 （3）塔式進(jìn)水口：當(dāng)水庫岸邊地質(zhì)條件差或地形平緩，不宜在岸坡上修建進(jìn)水口時，可采用塔式進(jìn)水口。這時，進(jìn)水口的進(jìn)水段、閘門段及上部框架組成一個塔式結(jié)構(gòu)，孤立于水庫之中，通過工作橋與岸邊相連。當(dāng)?shù)夭牧蠅蔚膲蜗潞芤膊捎?/p>

9、塔式進(jìn)水口。塔式進(jìn)水口的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，施工也比較困難，在地震劇烈區(qū)不宜采用。 （4）壩式進(jìn)水口：壩式進(jìn)水口的特點是將進(jìn)水口布置在混凝土壩的迎水面上，使進(jìn)水口與壩身合成一體，其后接壓力管道。當(dāng)采用壩后式或壩內(nèi)式廠房時，壓力水管埋設(shè)在壩體內(nèi)，只有采用壩式進(jìn)水口。11. 如何確定有壓進(jìn)水口的位置高程及輪廓尺寸？（3）答：有壓進(jìn)水口位置的選擇應(yīng)當(dāng)從水庫地形、地質(zhì)條件、水位變幅、引水路線、進(jìn)水口型式以及其他進(jìn)水口位置等方面來綜合考慮。運行時應(yīng)能保證流向進(jìn)水口的水流平順、對稱、水頭損失小、不產(chǎn)生回流和漩渦、不產(chǎn)生淤積和聚集漂浮物等現(xiàn)象。同時在其他進(jìn)水口通過水量或泄洪時不影響該進(jìn)水口的進(jìn)水量。引水隧洞的進(jìn)水

10、口應(yīng)與隧洞路線的選擇協(xié)調(diào)一致，布置在地形地質(zhì)及水流條件均合適的地點。有壓進(jìn)水口應(yīng)低于運行中可能出現(xiàn)的最低水位，并有一定的淹沒深度。有壓進(jìn)水口的底部應(yīng)高于水庫的設(shè)計淤積高程1.0m以上。有壓進(jìn)水口沿水流方向可分為進(jìn)口段、閘門段、漸變段三部分。這三部分的尺寸及形狀，主要與攔污柵斷面、閘門尺寸和引水道斷面有關(guān)。進(jìn)水口的輪廓就是使這三個斷面能平順的連接起來。在保證引進(jìn)發(fā)電所需流量的前提下，盡可能使水流平順的進(jìn)入引水道，使水頭損失小、避免因水流脫壁而產(chǎn)生負(fù)壓，降低工程造價和設(shè)備費用。12.沉沙池的基本原理是什么？有哪些排沙方式？（3）答：沉沙池的基本原理是，加大過水?dāng)嗝妫瑴p小水流的流速及其挾沙能力，使有

11、害泥沙沉淀在沉沙池內(nèi)，而將清水引入引水道。沉沙池中所沉淀泥沙的排沙方式可分為人工清沙、機械排沙和水力沖沙三種。水力沖沙又可分為連續(xù)沖沙和定期沖沙。13.動力渠道按其水力特性可分為哪些類型？各有何特點？分別適用于何種情況？（3）答：水電站的無壓引水渠道又稱為動力渠道。根據(jù)其水力特性，可分為自動調(diào)節(jié)渠道和非自動調(diào)節(jié)渠道兩種類型。（1）自動調(diào)節(jié)渠道：自動調(diào)節(jié)渠道主要特點是渠頂高程沿渠道全長不變，而且高出渠內(nèi)可能的最高水位；渠底按一定坡度逐漸降低，斷面也逐漸加大；在渠末壓力前池處不設(shè)泄水建筑物。自動調(diào)節(jié)渠道無溢流水量損失。當(dāng)電站引用流量發(fā)生變化時，不必運用渠首閘門的開度來控制流量。在引用流量較小時，渠

12、末能保持較高的水位，因而可獲得較高的水頭。由于渠道頂部高程沿渠線相等，故工程量較大。只有在渠線較短，地面縱坡較小，進(jìn)口水位變化不大，而且下游沒有其他部門用水要求的情況下，采用此種類型的渠道才可能是經(jīng)濟合理的。（2）非自動調(diào)節(jié)渠道：非自動調(diào)節(jié)渠道主要特點是渠頂沿渠道長度有一定的坡度，其坡度一般與渠底坡度相同。在渠末壓力前池處（或壓力前池附近）設(shè)有泄水建筑物，一般為溢流堰或虹吸式溢水道，用來控制渠內(nèi)水位的升高和渲泄水量。非自動調(diào)節(jié)渠道有棄水損失，引用流量較小時渠末水位較自動調(diào)節(jié)渠道的水位低，但渠道工程量較小。對于渠道線路較長、地面縱坡較大的電站或電站停止運行后仍需向下游供水時，廣泛采用此種類型的渠

13、道。14.引水渠道路線選擇原則？（3）答：渠道選線在滿足集中落差前提下做到：（1）渠線應(yīng)盡量短而直，以減少水頭損失、降低造價。（2）渠線盡可能高，以獲得較大的落差，還能照顧到農(nóng)田灌溉。（3）渠線應(yīng)選擇在地質(zhì)較好的地段，盡量避免與現(xiàn)有建筑物干擾。15.水電站壓力前池的作用（3）答：（1）分配水量。將引水渠道中的流量均勻的分配給各壓力水管，并設(shè)置閘門控制進(jìn)入壓力水管的流量；（2）保證水質(zhì)。再次攔截和清除水中的污物、泥沙和浮冰等，防止其進(jìn)入壓力水管；（3）限制水位升高，保證下游用水，渲泄多余水量。（4）穩(wěn)定水頭，提高機組運行穩(wěn)定性。壓力前池有一定容積，當(dāng)機組負(fù)荷變化引起需水量變化時，起一定調(diào)節(jié)流量和

14、反射水錘波的作用。16.日調(diào)節(jié)池適用于哪類水電站？設(shè)計時要注意哪些因素？（3）答：對于無壓引水式電站，如果在引水渠道沿線有比較合適的地形，應(yīng)盡可能地修建日調(diào)節(jié)池。日調(diào)節(jié)池與壓力前池之間的渠道的設(shè)計流量，應(yīng)采用電站引用的最大流量，而渠首至日調(diào)節(jié)池的渠道則可按較小流量設(shè)計，當(dāng)日調(diào)節(jié)池足夠大時，可取電站的最大日平均引用流量。日調(diào)節(jié)池愈靠近壓力前池，其作用愈顯著。17.明鋼管的墩座有幾種類型？各有何作用？（4）答：明鋼管的墩座分為鎮(zhèn)墩和支墩。鎮(zhèn)墩用來固定鋼管，使鋼管在任何方向均不發(fā)生位移和轉(zhuǎn)角，承受壓力管道軸向不平衡力；支墩布置的鎮(zhèn)墩之間，用來支承鋼管，允許鋼管沿支承面作軸向位移。18.壓力水管的布置

15、形式及其適用條件？（4）答：壓力水管向水輪機供水的方式可分為三種：1)單元供水：一根壓力水管只向一臺機組供水，即單管單機供水。這種供水方式結(jié)構(gòu)簡單，水流順暢，水頭損失小，運行靈活可靠，其中一根水管或一臺機組發(fā)生故障需要檢修時不影響其他機組運行，但當(dāng)管道較長時，工程量大，造價較高。適用于水頭不高、流量較大、管長較短的情況。2）聯(lián)合供水：由一根總管在末端分岔后向電站所有機組供水，即單管多機供水。這種供水方式的顯著優(yōu)點是可以節(jié)省管材，降低造價。其缺點是運行的靈活性、可靠性較單獨供水方式差，當(dāng)總管發(fā)生故障或檢修時，將使電站全部機組停止運行，由于增加了分岔管、彎管等構(gòu)件，結(jié)構(gòu)上較復(fù)雜，且水頭損失也較大。

16、多在高水頭、小流量機組臺數(shù)不很多的水電站中采用。3）分組供水：每根主管在末端分岔后向兩臺或兩臺以上機組供水，即多管多機供水。這種供水方式的優(yōu)缺點同聯(lián)合供水方式相似，只是當(dāng)一根主管發(fā)生故障或檢修時，不致造成電站所有機組停止運行。一般適用于管道較長、機組臺數(shù)較多、需限制管徑過大的電站。壓力水管的軸線與廠房的相對方向可以采用正向、側(cè)向或斜向的布置。正向布置的優(yōu)點是管線較短，水頭損失也較小：缺點是當(dāng)水管失事破裂時，水流直泄而下，危及廠房安全。這種方式一般適用于水頭較低水管較短的水電站。側(cè)向或斜向布置時，當(dāng)水管破裂后，泄流可從排水渠排走，不致直沖廠房，但管材用量增加，水頭損失也較大。19.露天（明）鋼管

17、有哪些敷設(shè)形式？比較它們的優(yōu)點及適用條件。（4）答：明鋼管的敷設(shè)方式有以下兩種：1）分段式。在相鄰兩鎮(zhèn)墩之間設(shè)置伸縮接頭，當(dāng)溫度變化時，管段可沿管軸線方向移動，因而消除了管壁中的溫度應(yīng)力。明鋼管大都采用此種敷設(shè)方式。2）連續(xù)式。兩鎮(zhèn)墩間的管身連續(xù)敷設(shè)，中間不設(shè)伸縮節(jié)。由于鋼管兩端固定，不能移動，溫度變化時，管身將產(chǎn)生很大的軸向溫度應(yīng)力。為減小管身的溫度應(yīng)力，在管身的適當(dāng)位置設(shè)置一些可自由轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)角接頭。這種方式在一定條件下可能是經(jīng)濟合理的。但我國很少采用。20.壓力鋼管的經(jīng)濟直徑如何確定？（4）答：為了確定壓力水管的經(jīng)濟直徑，可擬定若干不同的管徑方案，分別計算各方案的系統(tǒng)年費用（或總費用），然

18、后用系統(tǒng)年費用（或總費用）最小法進(jìn)行比較確定。對不重要的工程或缺乏可靠的技術(shù)經(jīng)濟資料時，可采用經(jīng)濟流速的數(shù)據(jù)選擇管徑。即：21.露天鋼管上有哪些管件（附件）？各起什么作用？（4）答：露天鋼管上的管件（附件）主要有：1）接縫與接頭：用來將鋼板焊接成管段并連結(jié)各管段。2）彎管和漸縮管：鋼管在水平面內(nèi)或豎直面內(nèi)改變方向時，需要裝置彎管；不同直徑鋼管段連接時，需設(shè)置漸縮管。3）剛性環(huán)（加勁環(huán)）：當(dāng)薄壁鋼管不能抵抗外壓和滿足不了運輸或安裝的要求時，單純增加管壁厚度來滿足剛度要求往往是不經(jīng)濟的，可以考慮加設(shè)剛性環(huán)。4）分岔管：當(dāng)水電站采用聯(lián)合供水或分組供水時，必須設(shè)置分岔管。22.露天鋼管如何檢驗穩(wěn)定性？

19、如不滿足應(yīng)采取哪些措施？（4）答：鋼管是一種薄壁結(jié)構(gòu)，能承受較大的內(nèi)水壓力。但當(dāng)通氣孔（或通氣閥）發(fā)生故障不能及時補氣，或鋼管內(nèi)發(fā)生負(fù)水錘時，管內(nèi)均將產(chǎn)生真空，鋼管在內(nèi)外壓差作用下，容易喪失穩(wěn)定而被壓癟。使鋼管失穩(wěn)的最小外壓力稱為臨界外壓力，可以通過計算臨界外壓力來檢驗露天鋼管的穩(wěn)定性。當(dāng)薄壁鋼管不能抵抗外壓和滿足不了運輸或安裝的要求時，可采用增加管壁厚度或加設(shè)剛性環(huán)、表面錨片鎖件等來解決。23.當(dāng)調(diào)節(jié)保證計算不能滿足時，通常是采取措施減小水錘壓強。那么減小水錘壓強有哪些措施呢？（5）答：當(dāng)水錘壓強超過容許最大值時，一般采用下列措施加以降低：（1）縮短管道長度；（2）加大管道斷面，減少管內(nèi)流速

20、；（3）設(shè)置調(diào)壓室；（4）采用合理的導(dǎo)葉（閥門）啟閉規(guī)律；（5）裝置調(diào)壓閥（空放閥）；（6）設(shè)置水阻器。24.機組調(diào)節(jié)保證計算的任務(wù)？（5）答：（1）計算有壓引水系統(tǒng)的最大和最小內(nèi)水壓力。最大內(nèi)水壓力作為設(shè)計或校核壓力管道、蝸殼和水輪機強度的依據(jù)；最小內(nèi)水壓力作為壓力管道線路布置，防止壓力管道中產(chǎn)生負(fù)壓和校核尾水管內(nèi)真空度的依據(jù)；（2）計算丟棄負(fù)荷和增加負(fù)荷時轉(zhuǎn)速變化率，并檢驗其是否在允許的范圍內(nèi)；（3）選擇調(diào)速器合理的調(diào)節(jié)時間和調(diào)節(jié)規(guī)律，保證壓力和轉(zhuǎn)速變化不超過規(guī)定的允許值；（4）研究減小水錘壓強及機組轉(zhuǎn)速變化的措施。25.簡述水錘一個周期的傳播過程？（5）答：水錘波傳播過程如下：1）第一狀

21、態(tài)：水錘波從閥門端A以速度a向上游傳播，為逆行升壓波，經(jīng)過t=L/a時間，水錘升壓波到達(dá)水庫端D時管道全長產(chǎn)生水錘壓強升高P（水頭升高H），全管水流流速為零。2）第二狀態(tài)：水錘波以順行降壓波的形式從水庫端D以速度a向閥門端傳播。在t=2L/a時刻，降壓波到達(dá)閥門端A。全管壓強恢復(fù)為P0，水體密度和管徑恢復(fù)為原狀，壓力管道內(nèi)水流流速為反向流速V0（從管道流向水庫）。3）第三狀態(tài)：水錘波以逆行降壓波的形式從閥門端A以速度a向上游傳播。在t=3L/a時刻到達(dá)水庫端D。全管壓強降低P，全管水流流速為零。4）第四狀態(tài)水錘波：順行升壓波以速度a從水庫端D向下游傳播，當(dāng)t=4L/a時傳到閥門端A，全管水流恢

22、復(fù)至初始狀態(tài)。若管內(nèi)無摩阻存在，水錘波將重復(fù)上述四個傳播過程。26.什么是直接水錘和間接水錘？（5）答：若，閥門處的最大水錘壓強不會受到降壓順行波的影響，故其大小與閥門瞬時關(guān)閉（Ts=0）的情況相同。這種水錘稱為直接水錘。若，閥門處的水錘壓強在尚未達(dá)到最大值時就受到降壓順行波的影響而減小。閥門處的這種水錘稱為間接水錘。27.調(diào)壓室的功用？（6）答：（1）調(diào)壓室具有自由水面，能反射由壓力管道傳來的水錘波，從而避免或減小了引水道中的水錘壓力。由于縮短了封閉管道的長度，也大大降低了管道中水錘壓力。（2）調(diào)壓室有一定容積，離廠房較近，機組負(fù)荷變化時能迅速補充或存儲一定水量，有利于機組的穩(wěn)定運行。28.

23、研究調(diào)壓室水位波動的目的？（6）答：研究調(diào)壓室水位波動的目的主要是：（1）求出調(diào)壓室中可能出現(xiàn)的最高、最低涌波水位及變化過程，從而決定調(diào)壓室的高度和引水道的設(shè)計內(nèi)水壓力及布置高程。（2）根據(jù)波動穩(wěn)定的要求，確定調(diào)壓室所需要的最小斷面積。 29.簡單圓筒式和阻抗式調(diào)壓室的特點如何？（6）答：簡單圓筒式調(diào)壓室的特點是：自上而下具有相同的斷面，結(jié)構(gòu)形式簡單，反射水錘波的效果好，但在正常運行時隧洞與調(diào)壓室的聯(lián)接處水頭損失大。與簡單圓筒式調(diào)壓室相比，阻抗式調(diào)壓室的特點是：波動幅度小，衰減快，在同等條件下所需斷面較?。徽＿\行時的底部水頭損失小，但由于阻抗的存在使反射水錘波的效果較差，引水道可能受水錘的影

24、響。30.雙室式、溢流式、差動式調(diào)壓室各有什么特點？（6）答：雙室式調(diào)壓室由一斷面較小的垂直或傾斜的豎井和斷面擴大的上下貯水室組成。正常運行時，水位在上下室之間，棄荷時豎井水位迅速上升，使上室充水；增荷時水位下降由下室補充水體。上下室限制了水位波動振幅，且室水位波動快，衰減快，所需容積較小，反射水錘波的效果較好。溢流式調(diào)壓室的頂部有溢流堰，當(dāng)丟棄負(fù)荷時，水位開始迅速上升，達(dá)到溢流堰后開始溢流， 限制了水位的進(jìn)一步升高，有利于機組的穩(wěn)定運行。溢出的水量，可以設(shè)上室加以存儲，也可以排至下游。差動式調(diào)壓室由兩個直徑不同的同心圓組成，外筒稱為大室，內(nèi)筒直徑較小，上有溢流口，通常稱為升管，其底部以阻力孔

25、口與大室相通，它綜合地吸取了阻抗式和溢流式調(diào)壓室的優(yōu)點，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。31.什么是“引水道調(diào)壓室”水位波動穩(wěn)定性？小波動穩(wěn)定及大波動穩(wěn)定有什么不同？（6）答：調(diào)壓室的水位波動可分為兩種：一種是大波動，即電站負(fù)荷發(fā)生大幅度的變化。若機組丟棄滿負(fù)荷或空轉(zhuǎn)突然增到較大負(fù)荷，此時調(diào)壓室中水位將發(fā)生較大的波動；另一種是小波動，即電站負(fù)荷出現(xiàn)微小變化，調(diào)壓室中水位呈微小波動。調(diào)壓室的水位波動可能是穩(wěn)定的，也可能是不穩(wěn)定的，即振幅隨時間而增大。設(shè)計調(diào)壓力室時，不僅要求波動是穩(wěn)定的，而且必須是衰減的，以保證電站穩(wěn)定運行，即“引水道調(diào)壓室”水位波動穩(wěn)定性。研究調(diào)壓室小波動時的不穩(wěn)定現(xiàn)象時假定波動為無限小，電站單

26、獨運行，調(diào)壓室為簡單圓筒式，水輪機效率不變，調(diào)速器嚴(yán)格保持機組出力為常數(shù)。當(dāng)調(diào)壓室水位波動的振幅較大(大波動)時，波動微分方程不再是線性的。32.水電站廠房的功用？（7）答：水電站廠房的功用是：通過一系列的工程建筑，將水流平順的引進(jìn)水輪機并流向下游；將各種機電設(shè)備布置于恰當(dāng)?shù)奈恢茫o它們創(chuàng)造良好的安裝、檢修及運行條件；為運行管理人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。33.廠房按設(shè)備組成系統(tǒng)劃分為哪五個系統(tǒng)？分別包括哪些設(shè)備？（7）答：廠房按設(shè)備組成系統(tǒng)作用的不同可分為五個系統(tǒng)：水流系統(tǒng)：是完成將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的一系列過流設(shè)備，包括進(jìn)水管、主閥（如蝴蝶閥）、水輪機引水室（如蝸殼）、水輪機、尾水管、尾水閘門、

27、尾水渠等。電流系統(tǒng)：是發(fā)電、變電、配電的電氣一次回路系統(tǒng)。包括發(fā)電機、發(fā)電機母線、發(fā)電機中性點引出線、發(fā)電機電壓配電裝置（戶內(nèi)開關(guān)室）、廠用電系統(tǒng)、主變壓器、高壓配電裝置（戶外開關(guān)站）及各種電纜等。電氣控制設(shè)備系統(tǒng)：是控制水電站運行的電氣設(shè)備。包括機旁盤、勵磁設(shè)備、中央控制室各種電氣設(shè)備、各種控制、檢測和操作設(shè)備。如互感器、表針、繼電器、控制電纜、自動及遠(yuǎn)動裝置、通訊及調(diào)度設(shè)備等。機械控制設(shè)備系統(tǒng)：包括水輪機的調(diào)速設(shè)備以及主閥、減壓閥、攔污柵和各種閘門的操作控制設(shè)備等。輔助設(shè)備系統(tǒng)：是為安裝、檢修、維護(hù)、運行所必需的各種機、電輔助設(shè)備。包括廠用電系統(tǒng)(廠用電變壓器、廠用配電裝置、直流電系統(tǒng)等)

28、；油系統(tǒng)（透平油和絕緣油的存放、處理、流通設(shè)備）；氣系統(tǒng)（高、低壓空壓機、貯氣筒、氣管及閥門等）；水系統(tǒng)（技術(shù)供水、生活供水、消防供水、滲漏及檢修排水等）；起重設(shè)備（廠房內(nèi)外的橋式及門式起重機、各種閘門的啟閉機等）；交通運輸通道（門、運輸軌道、過道、廊道、樓梯、斜坡、吊物孔、進(jìn)人空等）；各種機電維護(hù)和試驗設(shè)備、工具間；采光、通風(fēng)、取暖、防潮、防火、保安、生活衛(wèi)生等設(shè)備。34.水電站廠房有哪些基本類型？它們的特點是什么？（7）答：水電站廠房按廠房結(jié)構(gòu)受力特點并結(jié)合工程在樞紐中所在位置有下列類型：地面式廠房：根據(jù)廠房布置位置不同，又可分為河床式廠房，壩后式廠房，壩內(nèi)式廠房，岸邊式廠房等。1）河床式

29、廠房：當(dāng)水頭較低，單機容量又較大時，廠房與整個進(jìn)水建筑物連成一體，廠房本身起擋水作用。2）壩后式廠房：當(dāng)水電站水頭較高，建壩擋水，又將廠房緊靠壩布置的廠房，稱為壩后式廠房。壩后式廠房又可分為以下幾類：壩后式明廠房；溢流式廠房；挑越式廠房。3）壩內(nèi)式廠房：當(dāng)洪水量很大，河谷狹窄時，為減少開挖量，將廠房布置在壩體內(nèi)，而在壩頂設(shè)溢洪道，稱為壩內(nèi)式廠房。4）河岸式廠房：在引水式和混合式水電站中，水電站廠房通常布置在河道下游的岸邊，這種形式的廠房稱為河岸式廠房。地下式廠房：由于受到地形、地質(zhì)的限制，在地面上找不到合適位置建造地面式廠房，而地下有良好的地質(zhì)條件或國防上的要求，將廠房布置在地下山巖中，稱為地

30、下式廠房。抽水蓄能電站廠房和潮汐電站廠房：1）抽水蓄能電站廠房：抽水蓄能電站廠房內(nèi)的機組具有水泵和水輪發(fā)電機。2）潮汐電站廠房：利用海水漲落形成的潮汐能發(fā)電的電站稱為潮汐電站。35.當(dāng)發(fā)電機高程低于下游最高尾水位和低于對外交通道路時，應(yīng)如何處理？（7）答：當(dāng)下游洪水位較高時，為防止廠房受洪水倒灌，可采用尾水擋墻、防洪堤、防洪門、全封閉廠房、抬高進(jìn)廠公路及安裝間高程，或綜合采用以上幾種措施加以解決。在可能條件下盡量采用尾水擋墻或防洪堤以保證進(jìn)廠交通線及廠房不受洪水威脅；對汛期洪水鋒高量大、下游水位陡漲陡落的電站，進(jìn)廠交通線的高程可以低于最高尾水位，但進(jìn)廠大門在汛期必須采用密封閘門關(guān)閉，而同時另設(shè)

31、一條高于最高尾水位的人行交通道作為臨時出入口。全封閉廠房不設(shè)進(jìn)廠大門，交通線在最高尾水位以上，通過豎井、電梯等運送設(shè)備和人員進(jìn)廠，但運行不方便，中小型電站較少采用。36.廠區(qū)布置包括哪些內(nèi)容？變壓器場布置應(yīng)考慮哪些因素？地面引水式電站副廠房位置一般可能有哪些方案？它們有什么優(yōu)缺點？（7）答：廠區(qū)布置的任務(wù)是以水電站主廠房為核心，合理安排主廠房、副廠房、變壓器場、高壓開關(guān)站、引水道（可能還有調(diào)壓室或前池）、尾水道、交通線等的相互位置。布置變壓器場應(yīng)考慮下列原則：1）主變壓器盡可能靠近主廠房，以縮短昂貴的發(fā)電機電壓母線和減少電能損失。2）要便于運輸、安裝和檢修。3）便于維護(hù)、巡視及排除故障。4）土

32、建結(jié)構(gòu)經(jīng)濟合理。副廠房的位置可以在主廠房的上游側(cè)、下游側(cè)或一端。副廠房布置在主廠房上游側(cè)，運行管理也比較方便，電纜也較短，在結(jié)構(gòu)上與主廠房連成一體，造價較經(jīng)濟。當(dāng)主廠房上游側(cè)比較開闊、通風(fēng)采光條件好時可以采用。副廠房布置在下游會影響主廠房通風(fēng)采光；尾水管加長會增大工程量，且尾水平臺一般是有震動的，中控室不宜布置在該處。副廠房布置在主廠房一端時，宜布置在對外交通方便的一端。當(dāng)機組臺數(shù)較多時，會使電纜及母線加長。37.主廠房發(fā)電機層地面高程應(yīng)如何確定？（7）答：在確定發(fā)電機層地面高程時，一般要考慮以下幾方面的因素：當(dāng)機組選定后，水輪機安裝高程至發(fā)電機定子殼基礎(chǔ)安裝高程之間的主軸長度h2和定子高度h

33、3均為定值，未經(jīng)廠家同意，不能任意增長或縮短。水輪機層凈空高度必須滿足發(fā)電機出線的要求。發(fā)電機層地面高程最好高于下游最高洪水位，以便進(jìn)廠公路（或鐵路）在洪水期也能通暢，并使廠房上部結(jié)構(gòu)保持干燥，有利于電氣設(shè)備的運行和維護(hù)。38.主廠房內(nèi)吊車軌頂高程是如何確定的？（7）答：吊車軌頂高程=發(fā)電機層地面高程+發(fā)電機層樓板至吊車軌頂高度。發(fā)電機層地板至吊車軌頂頂高度=a+Hm+e+h?？紤]主變進(jìn)安裝間檢修時，整體吊裝至專設(shè)的變壓器坑內(nèi)，吊出外罩后吊出鐵芯檢修，此時，發(fā)電機層地面至吊車軌頂高度=0.2m+H變+e+h。39.水電站的水系統(tǒng)包括哪些方面？（7）答：水電站的水系統(tǒng)包括供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。水電

34、站廠房供水系統(tǒng)供給生活用水、消防用水及技術(shù)用水。排水系統(tǒng)包括滲漏排水系統(tǒng)和檢修排水系統(tǒng)兩部分。40.在立式機組地面廠房尺寸確定中，水輪機層地面高程如何確定？（7）答：水輪機層地面高程=Zs+。式中：Zs水輪機安裝高程，（m）；金屬蝸殼進(jìn)口斷面半徑；混凝土蝸殼為進(jìn)口段在水輪機安裝高程以上的高度（m）；蝸殼進(jìn)口頂部混凝土厚度（m），初步計算可取0.81.0m左右，大型機組可達(dá)23m。41.在立式機組地面廠房尺寸確定中，主廠房的長度如何確定？（7）答：主廠房的長度取決于機組臺數(shù)n，機組間距Lc，邊機組段長度L1和L2及安裝間長度La。當(dāng)n、Lc、L1、L2和La確定后，則主廠房的總長度為：L=（n-

35、1）Lc+L1+L2+La。42. 水電站的油系統(tǒng)中用油有幾種？各有什么作用？ （7）答：水電站上各種機電設(shè)備所用的油主要有兩種：各種變壓器及油開關(guān)等電氣設(shè)備需要用絕緣油；各種軸承潤滑及油壓操作用油叫透平油。絕緣油的作用是絕緣、散熱及滅??；透平油的作用是潤滑、散熱及傳遞能量。43.廠房設(shè)備布置的內(nèi)容和要求？（7）答：廠房設(shè)備布置工作的主要內(nèi)容是：（1）確定水輪機、發(fā)電機、調(diào)速設(shè)備、主閥起重設(shè)備以及其他、輔助設(shè)備在廠房內(nèi)的合理位置、布置形式和支撐方式；（2）確定主、副廠房的布置方式以及主副廠房的尺寸；（3）確定主廠房內(nèi)垂直和水平通道的位置和尺寸；（4）提供設(shè)備布置的圖紙和數(shù)據(jù)以供設(shè)備安裝和廠房結(jié)

36、構(gòu)設(shè)計使用。設(shè)備布置應(yīng)滿足以下基本要求：（1）必須結(jié)合水電站樞紐的地形、地質(zhì)條件、自然環(huán)境和水工建筑物在布置上的特點等，盡量減少土建工程量、使總造價經(jīng)濟合理。（2）設(shè)備布置緊湊，位置合理，便于安裝、運行、檢修和操作管理。盡量減少安裝工程量。（3）能滿足勞動保護(hù)、遙控、防空等特殊要求，以及防火、防淹、防潮等要求。并能適應(yīng)水電站分期建設(shè)和提前發(fā)電的需要。（4）應(yīng)能滿足水工結(jié)構(gòu)和建筑的施工方面的要求，力求布置整齊美觀。44.發(fā)電機的布置形式有幾種，各適用于什么條件？（7）答：發(fā)電機的布置主要有開敞式、埋沒式、半島式三種。開敞式布置時一般適用于容量較小的機組。埋沒式布置方式一般適用于大、中型電站。半島

37、式布置由于廠房內(nèi)場地狹小，設(shè)備擁擠給安裝、檢修造成不便，故采用不多。45.水電站中的壓縮空氣系統(tǒng)有幾種？各有什么作用、試舉例說明。（7）答：壓縮空氣系統(tǒng)可分為高壓氣和低壓氣系統(tǒng)。油壓裝置和高壓空氣斷路器屬高壓氣系統(tǒng)。蝴蝶閥常設(shè)空氣圍帶，關(guān)閥后向空氣圍帶中充以壓縮空氣以減少漏水；機組調(diào)相運行時有時需向水輪機頂蓋下充以壓縮空氣以壓低尾水管中水位，這些氣系統(tǒng)屬低壓氣系統(tǒng)。46.在確定水輪機安裝高程時，除根據(jù)其吸出高度外，還應(yīng)考慮哪些因素？（2）答：對于立軸反擊式水輪機，其安裝高程是指導(dǎo)葉中心線高程。它是一個控制性標(biāo)高，把它確定后，才能進(jìn)行確定廠房上下各種設(shè)計高程。在確定水輪機安裝高程時，除根據(jù)吸出高

38、度外，還應(yīng)考慮下游水位以及開挖量的影響，以保證選擇的安裝高程既能保證機組的安全運行，又使電站造價經(jīng)濟合理。47.水電站尾水閘門的作用是什么？尾水閘門常用的型式有哪些？（7）答：尾水閘門一般設(shè)置在尾水管的出口，當(dāng)檢修水輪機或機組作調(diào)相運行時，封閉尾水管出口。尾水閘門常用的有平板閘門和疊梁閘門等。48.下部塊體結(jié)構(gòu)中一般布置哪些設(shè)備？其結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)如何決定？（7）答：水輪機層以下的塊體結(jié)構(gòu)中布置的設(shè)備包括水輪機和進(jìn)水管、主閥、蝸殼、尾水管、尾水閘門等。決定廠房塊體結(jié)構(gòu)最小尺寸時，必須考慮廠房的施工、運行及強度，剛度，穩(wěn)定性等多方面因素。塊體結(jié)構(gòu)的平面尺寸，主要取決于蝸殼的平面尺寸和施工條件。49.對

39、安裝間的設(shè)計有哪些要求？（7）答：安裝間是廠房對外的主要進(jìn)出口，通常設(shè)在靠河岸對外交通方便的廠房一端。運輸車輛都夠直接進(jìn)入，以便利用橋吊裝卸設(shè)備。安裝間又是進(jìn)行設(shè)備安裝和檢修的場所。它應(yīng)與主廠房同寬，以便統(tǒng)一裝置吊車軌道。安裝間面積的大小，取決于安裝和檢修工作的內(nèi)容。當(dāng)機組臺數(shù)在46臺以下時，所需面積按裝配或解體大修一臺機組考慮。較小及較輕的部件可堆置于發(fā)電機層地板上，所以安裝間面積只按能在橋吊主、副鉤工作范圍內(nèi)放置下機組四大件來考慮。安裝間內(nèi)還要安排運輸車輛的停車位置。有時還要安排堆放試重塊的位置。安裝間的基礎(chǔ)最好落在基巖上，若基巖埋藏較深，則可利用開挖的空間布置空壓機室，油處理空，水泵室等

40、。當(dāng)機組臺數(shù)在6臺以上時，所需面積按裝配或解體大修兩臺機組考慮。50近年來修建的地下式水電站趨向于將主變壓器布置于地下，其基本布置方式有哪些？（7）答：布置方式有兩種：一種是將主變壓器放置在專門的洞室中，洞室與主廠房平行，由低壓母線洞與主廠房連接，縮短母線長度，便于運行管理；另一種是將主變壓器置于廠房頂部。51.防滲、防潮是為了保證地下廠房內(nèi)設(shè)備正常運行和管理維護(hù)人員工作的必要條件，減少事故，延長設(shè)備壽命。如何進(jìn)行防滲、防潮？（7）答：（1）設(shè)置周圍廊道；（2）設(shè)置防潮隔墻；（3）廠房頂拱設(shè)置排水措施；（4）加強通風(fēng)。52.高壓管道為什么要進(jìn)行抗外壓穩(wěn)定校核？防止失穩(wěn)的措施有哪些？（4）答：高

41、壓鋼管是一種薄殼結(jié)構(gòu)，能承受較大的內(nèi)水壓力，但抵抗外壓能力較低。在外壓的作用下，管壁易失去穩(wěn)定，屈曲成波性，過早失去承載能力，因此，在按強度和構(gòu)造初步確立管壁厚度之后，尚需要進(jìn)行穩(wěn)定外壓校核。如果不滿足抗外壓穩(wěn)定，一般采取搞好排水；加強灌漿；管壁上設(shè)加勁環(huán)、鎖片錨塊和增加管壁厚度等措施。53.設(shè)計中為何要進(jìn)行水錘計算？（5）答：水錘現(xiàn)象對于水輪機組運行和高壓管道都是不利的，進(jìn)行水錘計算時可以計算出引水系統(tǒng)的最大內(nèi)水壓強，作為設(shè)計或校核壓力管道、蝸殼和水輪機強度的依據(jù)；計算出過水系統(tǒng)的最小內(nèi)水壓強，作為布置壓力管道的依據(jù)以防在壓力管道中產(chǎn)生負(fù)壓，還可以檢驗尾水管的真空度。54.在設(shè)計中如何選擇橋

42、吊的型號？（7）答：根據(jù)起吊的最重部件的重量來選擇橋吊的型號，要求起吊的最大重量大于最重部件的重量，如：某廠房最重要部件為發(fā)電機子，重162t，要選用2×100/20型雙小車橋吊一臺。某廠房最重要部件也為發(fā)電機子，重60t，要選用70/20t單小車橋吊一臺。55.水電站廠房各層高程確定順序是什么？（7）答：水電站廠房各層高程確定順序為，首先確定水輪機的安裝高程，然后向上依次確定水輪機層底板高程、發(fā)電機層底板高程、橋吊軌頂高程、廠房天花板及屋頂高程；向下依次確定尾水管底板高程、開挖高程等。56.安裝間的作用是什么？如何確定安裝間面積及高程？（7）答：安裝間的作用是安裝檢修機組時放置主要

43、部件。安裝間的面積應(yīng)滿足安裝檢修需要，當(dāng)機組臺數(shù)在46臺以下時，所需面積按裝配或解體大修一臺機組考慮。一般要滿足檢修一臺機組時放置發(fā)電機轉(zhuǎn)子，上機架，（或下機架），水輪機轉(zhuǎn)輪，水輪機頂蓋四大件的需要。當(dāng)機組臺數(shù)在6臺以上時，所需面積按裝配或解體大修兩臺機組考慮。安裝間的高程應(yīng)盡量與發(fā)電機層，對外交通同高，以方便運行，并盡量高于下游洪水位。57.河床式廠房與壩后式廠房有什么區(qū)別？（7）答：區(qū)別：河床式水電站一般修建在河流中下游河道縱坡平緩的河段上，河床式廠房與壩在同一軸線上，廠房本身承受上游水壓力，廠房和攔河壩之間不設(shè)縫；壩后式水電站一般修建在河流中上游的山區(qū)峽谷地段，壩后式廠房在壩的下游，廠房

44、本身不承受上游水壓力，廠房和攔河壩之間必須設(shè)縫。58.簡述明鋼管的抗外壓穩(wěn)定概念，失穩(wěn)的原因及防止措施是什么？（4）答：機組運行過程中，由于負(fù)荷變化產(chǎn)生負(fù)水錘，而是管道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，或者管道放空時通氣孔失靈，而在管道內(nèi)產(chǎn)生真空。管道內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓或真空時，管壁在外部的大氣壓力下可能喪失穩(wěn)定，管壁被壓癟。所以，必須根據(jù)鋼管處于真空狀態(tài)時不至于產(chǎn)生不穩(wěn)定變形的條件來校核管壁的厚度或采取工程措施。防止措施：（1）光滑鋼管段不失穩(wěn)的條件為：t0D/130（2）管徑較大時，在管壁上增加加勁環(huán)，加勁環(huán)斷面本身不失穩(wěn)，加勁環(huán)斷面的壓應(yīng)力小于材料的允許值。如果不滿足抗外壓穩(wěn)定，一般采取搞好排水；加強灌漿；管壁上設(shè)

45、加勁環(huán)、鎖片錨塊和增加管壁厚度等措施。59.閥門關(guān)閉規(guī)律對水錘有何影響？初始開度對水錘有何影響？水錘壓力升高沿管線如何分布？（5）答：水錘壓強的上升速度隨閥門的關(guān)閉速度的加快而加快，最大壓強出現(xiàn)在關(guān)閉速度較快的那一時段末尾。當(dāng)起始開度0>1/時最大水錘壓強發(fā)生在閥門關(guān)閉的終了，即極限水錘；當(dāng)起始開度/<0<1/時，最大水錘壓強發(fā)生在第一相末；當(dāng)起始開度0</時，發(fā)生直接水錘，但非最大的水錘值；當(dāng)起始開度為臨界開度0=/時，發(fā)生最大直接水錘。水錘壓力升高沿管線分布：極限水錘無論是正負(fù)水錘，管道沿線的最大水錘壓強均按直線規(guī)律分布；第一相水錘壓力沿管線不依直線規(guī)律分布，正水錘

46、壓力分布曲線是向上凸的，負(fù)水錘壓力分布曲線是向下凹的。60.調(diào)壓室水力計算方法及其計算條件是什么？（6）答：（1）由調(diào)壓室水位波動的穩(wěn)定條件，確定調(diào)壓室的斷面積；（2）計算調(diào)壓室最高涌波水位，確定調(diào)壓室的頂部高程；（3）計算調(diào)壓室最低涌波水位，確定調(diào)壓室底部和壓力管道進(jìn)口高程。應(yīng)根據(jù)電站和引水道的實際運行情況，選擇可能出現(xiàn)的最不利的情況，作為水力計算的條件，使調(diào)壓室在確保安全的前提下最經(jīng)濟合理。61.水電站廠區(qū)樞紐包括那些建筑物？布置時相互位置應(yīng)如何考慮？（7）答：水電站廠區(qū)樞紐由主廠房、副廠房、主變壓器場、高壓開關(guān)站、交通道路組成。布置原則：1）主廠房是場區(qū)核心，確定主廠房位置要綜合考慮地形

47、、地質(zhì)、水流條件、施工導(dǎo)流方案和場地布置、電站的運行管理等；還應(yīng)考慮減小壓力水管長度，尾水渠盡量遠(yuǎn)離溢洪道、泄洪洞出口，地質(zhì)條件好、交通和出線方便、不受施工導(dǎo)流影響。2）副廠房：布置在主廠房上游側(cè)，尾水管頂板上，主廠房兩側(cè)。3）主變壓器：盡量靠近廠房，盡量與安裝間在同一高程，方便變壓器的運輸和高壓側(cè)出線并留有空間，高程應(yīng)該高于下游最高洪水位。4）高壓開關(guān)站：盡量靠近主變壓器和中央控制室且盡量在同一高程。要求高低壓進(jìn)出線方便，出線避免交叉和跨越水躍區(qū)；地基穩(wěn)定，便于設(shè)備運輸、維護(hù)、巡視、檢修：符合防火保安等要求。5）交通道路：進(jìn)廠公路（或鐵路）在洪水期也能通暢。62、主廠房的長、寬、高、如何確定

48、？（7）答：主廠房的長度包括機組段長度、安裝間長度、邊機組段加長：L=nL0+L安+L主廠房寬度為上游側(cè)寬度和下游側(cè)寬度組成：B=Bx+Bs水電站廠房的各層高程中，起基準(zhǔn)作用的高程是水輪機安裝高程。由水輪機的安裝高程、主廠房基礎(chǔ)開挖高程、水輪機層地面高程、發(fā)電機安裝高程、發(fā)電機層樓板高程、起重機安裝高程、屋頂高程、安裝間樓板高程等共同決定。63、如何確定有壓進(jìn)水口的輪廓尺寸及高程？（3）答：輪廓尺寸：要求水頭損失小，工程造價低。高程：有壓進(jìn)水口的頂部高程應(yīng)低于運行中可能出現(xiàn)的最低水位，并有一定的淹沒深度，以進(jìn)水口前不出現(xiàn)漏斗式吸氣漩渦為原則。底部高程應(yīng)高于設(shè)計淤沙高程。64、攔污柵的主要作用？

49、如何確定其面積？（3）答：主要作用：防止漂木、樹枝樹葉、雜草、垃圾、浮冰等漂浮物隨水流進(jìn)入進(jìn)水口，同時不讓這些漂浮物堵塞進(jìn)水口，以免影響機組正常運行。確定面積：1）先求其凈面積=過柵流量/過柵流速：2）凈面積與擋水的面積之和即為攔污柵的面積。65、明渠的設(shè)計流量如何確定，為什么？（3）答：設(shè)計流量Qd一般采用水電站的最大引用流量Qmax。1）使渠道經(jīng)常處于涌水狀態(tài)工作，以增加發(fā)電水頭；2）避免因流量增加不多而水頭顯著減少的現(xiàn)象；3）使渠道的過水能力留有余地，以防止渠道淤積、長草或?qū)嶋H糙率大于設(shè)計采用值時，水電站出力受阻（即發(fā)不出額定出力）。66.何為外壓失穩(wěn)，防止壓力水管外壓失穩(wěn)的措施有哪些？

50、（4）答：管道內(nèi)部產(chǎn)生真空或負(fù)壓時，管壁在外部的大氣壓力下可能喪失穩(wěn)定，管壁被壓癟的現(xiàn)象。鋼管的外壓穩(wěn)定必須滿足兩個要求：在外壓力作用下鋼管本身不失穩(wěn)；看外壓承載能力滿足要求。防止措施：1）在管壁上增加加勁環(huán)提高管壁的剛度；2）增加管壁厚度；3）錨筋與鎖體。67.簡述直接水錘、第一相水錘的定義，判斷條件及計算公式？（5）答：直接水錘：當(dāng)水輪機開度的調(diào)節(jié)時間Ts<2L/a（判斷條件），由水庫處異號反射來的水錘波尚未到達(dá)閥門，閥門的開度變化已終止，水管末端水壓力只受開度變化直接引起的水錘波的影響。計算公式：第一相水錘：最大水錘壓力出現(xiàn)在第一相末（判別條件：）。計算公式：和68.簡述水電站引水

51、系統(tǒng)中不穩(wěn)定流產(chǎn)生的原因和特點？（5）答：原因：負(fù)荷的變化而引起導(dǎo)水葉開度、水輪機流量、水電站水頭、機組轉(zhuǎn)速的變化。特點：1）引起機組轉(zhuǎn)速的較大變化。2）在有壓引水管道中發(fā)生“水錘”現(xiàn)象。3）在無壓引水系統(tǒng)（渠道、壓力前池）中產(chǎn)生水位波動現(xiàn)象。69.調(diào)壓室水位波動穩(wěn)定條件和重要假定各是什么？（6）答：穩(wěn)定條件：1）調(diào)壓室斷面大于臨界斷面。2）引水道和壓力管道水頭損失之和小于水電站1/3靜水頭。3）小波動穩(wěn)定不能保證大波動必然能衰減。假定條件：1）波動為無限小；2）水輪機的出力為常數(shù)；3）電站單獨運行機組效率不變；4）不考慮調(diào)壓室底部流速水頭的影響。70.簡述發(fā)電支承結(jié)構(gòu)的主要類型及各自的特點？

52、（7）答：主要類型：1）簡單圓筒式 特點： 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，抗震抗扭性能好，剛度大。缺點：輔助設(shè)備布置不方便，檢修維護(hù)不方便。2）環(huán)梁主柱式 特點：優(yōu)點：輔助設(shè)備布置簡單。缺點：剛度小，抗震抗扭性能差。3）構(gòu)架式 特點：（同環(huán)梁主柱式）。4）平行墻式 特點：輔助設(shè)備布置簡單，可不拆除發(fā)電機檢修水輪機。5）矮機墩 特點：優(yōu)點：剛度大。缺點：浪費材料。6）鋼機墩 特點：優(yōu)點：節(jié)省工期，安裝方便，結(jié)構(gòu)緊湊。缺點：用鋼量大，防銹難。7）混凝土板墻機墩。71.反擊式、沖擊式水輪機的主要組成部件及作用是什么？（2）答：1）反擊式水輪機的主要組成部件及作用：進(jìn)水（引水）部件蝸殼：將水流均勻、旋轉(zhuǎn)，

53、以最小水頭損失送入轉(zhuǎn)輪。導(dǎo)水機構(gòu)（導(dǎo)葉及控制設(shè)備）：控制工況轉(zhuǎn)輪（工作核心）：能量轉(zhuǎn)換，決定水輪機尺寸、性能、結(jié)構(gòu)。泄水部件（尾水管）：回收能量、排水至下游。2) 沖擊式水輪機的主要組成部件及作用：噴管、折流板，轉(zhuǎn)輪、機殼、尾水槽。噴管由噴嘴、噴管體、導(dǎo)水葉柵、針閥，噴桿、操作機制組成，用來控制水輪機的過流量。折流板作用是使針閥緩慢關(guān)閉，降低水錘壓力，使水流偏離水斗，避免機組轉(zhuǎn)速升高。機殼把水斗中排出的水引導(dǎo)入尾水槽內(nèi)。引水板是防止水流隨轉(zhuǎn)輪飛濺到上方，造成附加損耗。72.畫出一個無壓引水電站的示意圖，并注明建筑物的名稱及作用 。（1）答：建筑物包括：無壓進(jìn)水口，引水渠道，前池，壓力管道，水電

54、站廠房。73.鎮(zhèn)墩、支墩、伸縮節(jié)的作用是什么？（4）答：鎮(zhèn)墩：固定鋼管，承受因水管改變方向而產(chǎn)生的軸向不平衡力。水管在此處不產(chǎn)生任何位移。支墩：承受管重和水重的法向分力。相當(dāng)于連續(xù)梁的滾動支承，允許水管在軸向自由移動。伸縮節(jié)：消除溫度應(yīng)力，且適應(yīng)少量的不均勻沉降。74.畫出一個有壓引水式電站的簡圖，標(biāo)出主要建筑物的名稱。（1）答：建筑物包括：進(jìn)水口，有壓引水隧洞，調(diào)壓室，壓力管道，水電站廠房。75.水電站壓力管道進(jìn)水口處應(yīng)設(shè)置哪些閥門？其相互位置、作用、布置方式及運用要求是什么？（4）答：水電站壓力鋼管進(jìn)水口應(yīng)設(shè)檢修門和事故門，檢修門在事故門前。事故門的作用是當(dāng)水電站發(fā)生事故時用來緊急截斷水流

55、，防止事故擴大。布置方式是一口一門，要求在動水中快速關(guān)閉，靜水中開啟；檢修門是當(dāng)檢修事故門及門槽時作為臨時擋水用的，多口共用一門，要求在靜水中啟閉。76.作用在明鋼管上的荷載有哪幾類？計算應(yīng)力時應(yīng)選取哪幾個斷面？簡述明鋼管的結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟。（4）答：1）作用在明鋼管上的荷載有：軸向力，徑向力，法向力。 2）地面壓力鋼管的應(yīng)力計算選取四個斷面，如圖所示。這四個斷面分別是：（1）（1）斷面：跨中斷面； （2）（2）斷面：支承環(huán)旁膜應(yīng)力區(qū)邊緣斷面（3）（3）斷面：加勁環(huán)及其旁管壁 （4）（4）斷面：支承環(huán)及其旁管壁3）地面壓力鋼管的設(shè)計步驟 首先根據(jù)光滑管管壁厚度計算公式并考慮銹蝕厚度初步擬定管壁厚度

56、；再由管壁厚度用光滑管外壓穩(wěn)定計算公式進(jìn)行外壓穩(wěn)定校核。如果不穩(wěn)定設(shè)置加勁環(huán)或支承環(huán)，并選定其間距，由加勁環(huán)抗外壓穩(wěn)定和橫斷面壓應(yīng)力小于允許值的要求，確定加勁環(huán)的尺寸；最后進(jìn)行強度校核，如果不滿足要求則增加管壁厚度或縮小加勁環(huán)間距。重復(fù)上面的步驟，直到所有要求都得到滿足。77.調(diào)壓室的作用，水力計算的內(nèi)容及計算條件是什么？（7）答：（1）計算調(diào)壓室水位波動的穩(wěn)定條件，確定調(diào)壓室的斷面積；按水電站在正常運行中可能出現(xiàn)的最小水頭Hmin計算，上游的最低水位一般為死水位。引水道應(yīng)選用可能的最小糙率（使值最?。?，而壓力管道則應(yīng)選用可能的最大糙率。 （2）計算調(diào)壓室最高涌波水位，從而確定調(diào)壓室的頂部高程；上游水庫水位：取正常發(fā)電可能出現(xiàn)的最高水位，一般按設(shè)計洪水位計算。引水道的糙率：取可能的最小值。 （3）計算調(diào)壓室最低涌波水位，從而確定調(diào)壓室底部和壓力管道進(jìn)口的高程。上游水庫水位：取可能的最低水位。引水道糙率；取可能的最大值。計算工況：通常采用其余所有機組均滿負(fù)荷運行，而最后一臺機組投入運行情況作為設(shè)計工況，但最后加入的容量應(yīng)不小于電站總?cè)萘康?/3。對于一般的調(diào)壓室，還應(yīng)計算在最低庫水位下丟棄全負(fù)荷后水位波動的第二振幅。78.主廠房的布置原則是什么？（7）答：主廠房的布置原則有以下四點：1）為了縮短壓力管道，以節(jié)省投資，減小水錘壓力，改善機組運行條件，主廠房的位置，對壩后式廠房應(yīng)盡量靠