水電站復(fù)習(xí)資料打印版

PAGEPAGE6填空題1、水電站進(jìn)水口的類型包括無壓進(jìn)水口和有壓進(jìn)水口，其中無壓進(jìn)水口包括：表面式進(jìn)水口和底部攔污柵式進(jìn)水口，有壓進(jìn)水口包括：壩式進(jìn)水口，岸式進(jìn)水口、塔式進(jìn)水口。2、壓力管道的水力計算包括：水頭損失計算,水錘計算。壓力管道的供水方式有：單元供水,分組供水,聯(lián)合供水。3、岔管布置方式有：卜形布置、對稱Y形布置、三岔形布置。對于明鋼岔管按其所用的加強(qiáng)方式，其結(jié)構(gòu)型式有：內(nèi)加強(qiáng)月牙肋岔管,三梁岔管,貼邊岔管,球形岔管,無梁岔管,隔壁岔管。4、廠區(qū)樞紐布置中所組成的綜合體包括：主廠房,副廠房，引水道,尾水道,主變壓器場,高壓開關(guān)站,交通道路及行政生活區(qū)。5、地下埋管的施工程序包括：開挖，鋼襯安裝，混凝土回填，灌漿。6、水電站的五大類型包括有：壩式水電站，引水式水電站，混合式水電站，抽水蓄能電站，潮汐電站。7、壓力管道的特點有：坡度陡、承受最大水頭且受水錘動水壓力、靠近廠房。8、明鋼管引近廠房的方式有：正向引近,縱向引近,斜向引近。9、地下埋管的灌漿分為：回填灌漿，接縫灌漿，固結(jié)灌漿。10、水電站包括樞紐建筑物和發(fā)電建筑物，樞紐建筑物包括：擋水建筑物，泄水泄沙建筑物，過壩建筑物，發(fā)電建筑物包括引水建筑物和發(fā)電廠房及其附屬建筑物。11、地面式廠房分為河床式、壩后式、壩內(nèi)式、岸邊式。12、壓力管道常用的閥門類型有閘閥、蝴蝶閥、球閥。13、調(diào)壓室的類型有簡單圓筒式、阻抗式、雙室式、溢流式、差動式、氣墊式。14、調(diào)壓室水位波動計算的方法有解析法、列表法、圖解法、電算法。15、尾水管的主要型式有直錐形、彎錐形、彎曲形。16、動力渠道分為自動調(diào)節(jié)渠道和非自動調(diào)節(jié)渠道。17、明鋼管用鎮(zhèn)墩和支墩支承，鎮(zhèn)墩分為：封閉式、開敞式。支墩分為：滑動式支墩、滾動式支墩、搖擺式支墩。19、混凝土壩體壓力管道按布置方式分為壩內(nèi)埋管、壩上游面管道和壩下游面管道。壩內(nèi)埋管布置方式有斜式、平式、豎井式。20、作用在明鋼管上的力按作用方向分為軸向力、法向力、徑向力。名詞解釋1、壓力前池：位于動力渠道末端，是把無壓引水道的無壓流變?yōu)閴毫艿赖挠袎毫鞯倪B接建筑物。2、壩式水電站：攔河筑壩，壩前壅水，在壩址處形成落差所建的電站。3、引水式水電站：在河段上游筑閘或低壩(或無壩)取水，經(jīng)人工引水道引水到河段下游來集中落差所建的水電站。4、水電站：是將水能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿脑O(shè)備和建筑物的綜合體，是生產(chǎn)電能的企業(yè)。5、直接水錘：閥門關(guān)閉時間Ts等于或小于一個相長，由水庫處異號反射回的水錘波尚未到達(dá)閥門斷面，閥門已經(jīng)關(guān)完，這種水錘稱直接水錘。6、間接水錘：當(dāng)閥門尚未關(guān)完，水庫異號反射回來的降壓波已經(jīng)到達(dá)閥門處，對該處產(chǎn)生的升壓波起抵消作用，使閥門處的水錘升壓值小于直接水錘值，這樣的水錘叫間接水錘。7、水錘：壓力管道中隨著流速的變化產(chǎn)生附加水頭的現(xiàn)象，稱為水錘。8、月牙肋岔管：是三梁岔管的一種發(fā)展，它是用一個嵌入管體內(nèi)的月牙形肋板來代替三梁岔管的U形梁，它由主管擴(kuò)大段和支管收縮段組成的。9、地下埋管：是埋藏于地層巖石之中的鋼管，可以是斜的、垂直的隧洞式壓力管道。10、伸縮節(jié)：是分段敷設(shè)的明鋼管上的必設(shè)的管道附件，其功用是在溫度升高或降低時候，鋼管可以沿軸線方向自由伸縮，從而消除或減少溫度應(yīng)力。11、壓力管道：從水庫或引水道末端的壓力前池或調(diào)壓室，將水在有壓狀態(tài)下引入水輪機(jī)的輸水管。12、涌波現(xiàn)象：丟棄負(fù)荷時，水輪機(jī)引用流量突然減小，渠道水位由下游向上游依次逐漸升高，這種水位升高的現(xiàn)象是由渠末向渠首逐步傳遞的，稱涌波現(xiàn)象。簡答題1、水力發(fā)電引水道的進(jìn)水口應(yīng)滿足哪些要求？1）要有必需的進(jìn)水能力。進(jìn)水口坎頂足夠低，過水?dāng)嗝孀銐虼?，有一定的淹沒深度。2）水質(zhì)符合發(fā)電要求。防止污物、冰塊、有害泥沙進(jìn)入而造成引水道淤積和建筑物及設(shè)備損傷。3）水頭損失要小。進(jìn)水口形狀應(yīng)平滑漸變，使流態(tài)平順，無突變和漩渦；流速盡量??；要防止堵塞。4）流量可按要求控制。進(jìn)水口要設(shè)工作閘門(也稱事故閘門)和檢修閘門。5）施工、安裝、運行檢修方便。2、試述地下埋管的改進(jìn)途徑和措施。(1)改進(jìn)途徑①研制和采用高強(qiáng)度鋼材；②改進(jìn)設(shè)計理論；③改進(jìn)結(jié)構(gòu)形式和工程措施。(2)采取的措施①采用高強(qiáng)度鋼材；②采用雙層鋼管作為鋼襯；③采用箍管；④采用柔性鋼襯；⑤采用預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌；⑥完全取消襯砌；⑦不考慮圍巖的影響，按明鋼管計算，但提高鋼材的允許應(yīng)力。3、調(diào)節(jié)保證計算的內(nèi)容與目的是什么？(1)內(nèi)容：①丟棄負(fù)荷時。Ⅰ、機(jī)組轉(zhuǎn)速最大升高值；Ⅱ、壓力管道及蝸殼內(nèi)最大水錘壓強(qiáng)值；Ⅲ、尾水管真空度校核，同時應(yīng)注意開度變化終了后的反水錘是否超過增加負(fù)荷時的水錘值。②增加負(fù)荷時。Ⅰ、機(jī)組轉(zhuǎn)速最大降低值：只對單獨運行的電站進(jìn)行，加入系統(tǒng)運行的電站，轉(zhuǎn)速受系統(tǒng)頻率制約，不會有很大的降低；Ⅱ、壓力管道和蝸殼內(nèi)最大壓力降低值。(2)目的：通過調(diào)節(jié)保證計算和分析，正確合理地解決導(dǎo)葉啟閉時間、水錘壓力和機(jī)組轉(zhuǎn)速的上升值三者之間的關(guān)系，最后選擇合適的導(dǎo)葉啟閉時間和方式，使水錘壓力和機(jī)組轉(zhuǎn)速的上升值在允許的范圍內(nèi)。4、地下埋管的優(yōu)點與缺點。優(yōu)點：1）布置靈活方便。地下埋管設(shè)在巖體內(nèi)部，地質(zhì)條件由于地表，管線位置選擇比較自由，并且可以縮短管道長度。2）利用圍巖承擔(dān)內(nèi)水壓力，減少鋼襯壁厚。減小鋼襯壁厚，可以降低造價，制造、焊接、安裝等工作簡化，在保證鋼襯質(zhì)量、加快安裝速度方面優(yōu)越性更突出。特大容量、高水頭的管道，采用明管技術(shù)上難于實現(xiàn)，采用地下埋管可能解決。3）運行安全。運行不受外界條件影響，維護(hù)簡單。管道超載能力很大。缺點：1）構(gòu)造較復(fù)雜，施工安裝工序多，工藝要求較高，地下施工條件差，這會使造價增加。2）工程質(zhì)量不易保證，影響工期，有時是影響電站投產(chǎn)的關(guān)鍵工程。3）容易造成外壓失穩(wěn)。5、調(diào)壓室的設(shè)計要求與基本類型。設(shè)計要求：1）能充分反射水錘波；使傳道引水道中的水錘值控制在合理的范圍內(nèi)；2）要求調(diào)壓室波動穩(wěn)定，并且要求波動能迅速衰減。3）調(diào)壓室應(yīng)盡量靠近廠房，縮短壓力管道長度，降低水錘值及壓力管道造價。4）波動振幅小，頻率低，減小調(diào)壓室高度，并有利于機(jī)組穩(wěn)定運行。5）在正常運行時，水流經(jīng)過調(diào)壓室與引水道連接處的水頭損失應(yīng)盡量小。6）工程安全可靠，施工簡便，造價經(jīng)濟(jì)。基本類型：1）圓筒式調(diào)壓室；2）阻抗式調(diào)壓室；3）水室式調(diào)壓室；4）溢流式調(diào)壓室；5）差動式調(diào)壓室；6）氣墊式調(diào)壓室。（0.8×4+0.6×8=8分）6、水電站引水建筑物設(shè)計時應(yīng)滿足哪些要求？1）有符合要求的輸水能力。引水道要有足夠的過水面積和流速，并且防止引水道中泥沙沉積；防止引水道表面被沖蝕、長草，增加糙率從而減小流速；防止巖土坍塌、岸崩等堵塞引水道。2）要盡量減少從引水道向外漏水。3）減少水頭損失。盡量減小引水道長度，減小表面粗糙度，減少彎道和斷面變化。4）保證水質(zhì)。要防止危害水電站運行的泥沙、污物、冰凌等進(jìn)入引水道。進(jìn)水口要采取防范措施，對于開敞式明渠，取道沿線應(yīng)采取措施，防止山坡上污物、泥沙和人為垃圾等進(jìn)入渠道。已進(jìn)入引水道的污物應(yīng)采取措施及時清除。5）運行安全可靠。6）引水道應(yīng)能放空和維護(hù)檢修7）結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理，便于施工及運行。7、水力發(fā)電的優(yōu)點。1）水電是再生性能源。2）水力發(fā)電具有綜合效益。3）水能可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。4）水力發(fā)電可以實現(xiàn)可逆。5）水力發(fā)電具有運行上的高度機(jī)動性。6）水力發(fā)電成本低，造價不高。7）水力發(fā)電站的能源利用率高。8）有利于改善生態(tài)環(huán)境。8、減小水錘壓力的措施。1）縮短壓力管道長度。在較長的引水系統(tǒng)中，通過設(shè)置調(diào)壓室，是縮短壓力管道的常用措施。2）減小壓力管道中的流速。減小流速可減小壓力管道中單位水體的動量，從而減小水錘壓力。設(shè)計流量一定，減小流速需擴(kuò)大斷面，增加管道造價，這要同設(shè)置調(diào)壓室方案比較后決定。3）采用合理的閥門開度調(diào)節(jié)規(guī)律。4）延長有效的關(guān)閉時間。①反擊式水輪機(jī)裝置減壓閥；②沖擊式水輪機(jī)裝置折流器；③設(shè)置水阻器。第一章概論1.水能資源分布特點：（1）地域分布不均衡（2）徑流年內(nèi)分布不均衡（3）主要集中在13個水電基地，可開發(fā)量2.74億KW，占全國經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量的67%3.開發(fā)河流水能的水電站，按集中河段落差以形成水頭的措施不同，有壩式，引水道式和混合式三種4.壩式水電站是攔河筑壩，壩前壅水，在壩址處形成落差所建的水電站。壩式水電站有河床式和壩后式兩種。壩式水電站的水頭取決于壩高，當(dāng)前壩式水電站的最大水頭小于300m5．引水道式水電站是在河段上游筑閘或低壩取水，經(jīng)人工引水道到河段下游來集中落差所建的水電站。引水道可以是無壓的，如明渠，明流隧洞等，也可以是有壓的，如有壓隧洞，壓力水管等。引水道式水電站最適用于坡降大的河段，或河道裁彎飲水和跨流域引水。6.混合式水電站是在同一河段上用集中上游部分落差，再通過有壓引水道集中壩下游部分落差而形成總水頭所建的水電站7.抽水蓄能電站：以水體為儲能介質(zhì)起調(diào)節(jié)電能的作用，包括抽水蓄能和放水發(fā)電兩功能8.水電站的組成建筑物：樞紐建筑物：（1）擋水建筑物（2）泄水泄沙建筑物（3）過壩建筑物發(fā)電建筑物：（1）引水道建筑物（2）發(fā)電廠飛及其附屬建筑物第二章進(jìn)水口及引水道建筑物1.進(jìn)水口的功能與要求：（1）作用：控制水量和水質(zhì)（2）對進(jìn)水口的要求：A要有必要的進(jìn)水能力B.水質(zhì)符合發(fā)電要求C水頭損失要小D.流量可按要求控制E施工，安裝，運行和檢修方便2.進(jìn)水口的類型：按水流條件可分為無壓進(jìn)水口和有壓進(jìn)水口3.無壓進(jìn)水口有表面式和底部攔污柵兩類。表面式設(shè)于凹岸，引用河道或水庫表層水流4有壓進(jìn)水口有壩式，岸式，塔式。（1）壩式進(jìn)水口，進(jìn)水口依附在壩體上與與壩體協(xié)調(diào)一致。適用條件：壩后式廠房，壩內(nèi)式廠房，河床式廠房（2）岸式分為豎井式和岸墻式。豎井式進(jìn)口段和閘門段位于山體中，既經(jīng)濟(jì)又安全。適用條件：隧洞進(jìn)口的地質(zhì)條件好時采用；岸墻式進(jìn)口段和閘門段位于岸坡巖體之外而又緊靠巖坡成為整體，承受水壓力和山巖壓力。適用條件：隧洞進(jìn)口的地質(zhì)條件較差。（3）塔式5.進(jìn)水口的設(shè)施：（1）攔污柵（2）工作閘門（3）檢修閘門及啟閉設(shè)備(4)通氣孔（5）旁通管6.沉沙池：（1）設(shè)置目的：防止有害泥沙對水輪機(jī)的磨損（2）位置：無壓進(jìn)水口之后，引水道之前（3）工作原理：加大過水?dāng)嗝?，降低水流速度從而減小其挾沙能力，使有害泥沙沉積在池中7.從工作條件和水力特性分，引水道可分為無壓引水道和有壓引水道兩類。（1）無壓引水道的特點是具有自由水面，引水道承受水壓不大，它適用于從河道或水庫水位變化不大的場合飲水。在結(jié)構(gòu)形式上，無壓引水道最常用的是渠道和無壓隧洞。（2）有壓引水道的特點是引水道內(nèi)為壓力流，承受的水頭可以很大，它可以適應(yīng)河道或水庫水位的大幅度變化。8.引水道要求：（1）有符合要求的輸水能力（2）減少水頭損失（3）保證水質(zhì)9.隧洞優(yōu)點：（1）線路較短，避開沿線地表不利的地形及地址條件（2）有壓隧洞可適應(yīng)水庫水位的大幅度變化及引用流量的迅速變化（3）不受地表氣候的影響，可避免地表水對水質(zhì)的污染缺點：對地質(zhì)條件，施工技術(shù)及機(jī)械化的要求較高，造價較高，工期較長10.水力計算（有壓隧洞）（1）恒定流計算：研究隧洞斷面，引用流量，水頭損失之間的關(guān)系，從而確定隧洞尺寸（2）非恒定流：求出隧洞沿線各點的最大及最小內(nèi)水壓，從而決定隧洞的高程，設(shè)計隧洞的襯砌11隧洞線路選擇：（1）地質(zhì)條件，盡可能布置在完整堅固的巖層之中（2）地形條件：平面上力求最短，立面上要有足夠的埋藏深度（3）施工條件：開鑿施工，叢坡一般為0.001~0.002（4）水流條件：盡可能采用直線，當(dāng)必須轉(zhuǎn)彎時，其轉(zhuǎn)彎半徑一般大于5倍洞徑12.壓力前池：（1）功用：分配水流;平穩(wěn)水流；攔阻雜物，排除泥沙（2）組成：前室；壓力管道和進(jìn)水口設(shè)備；池水和排沙建筑物，流沙堰，攔沙坎，沖沙孔（3）布置：設(shè)在無壓引水道的末端，盡可能靠近廠房，盡可能建在挖方中，渠道和前池連接要平順第三章壓力管道總論及明鋼管1.壓力管道是從水庫或引水道末端的前池或調(diào)壓室，將水在有壓狀態(tài)下飲水入水輪機(jī)的輸水管，它是集中了水電站的全面或大部分水頭的輸水管，它的特點是：（1）坡度陡（2）承受電站的最大水頭，且受水錘動水壓力（3）靠近廠房2.壓力管道的類型：（1）明管：鋼管，鋼筋混凝土管（2）埋管3）壩內(nèi)埋管（4）壩后背管3.壓力管道直徑的選擇：（1）經(jīng)動能經(jīng)濟(jì)比較確定（2）用經(jīng)濟(jì)流速確定Ve=4-6m/s經(jīng)濟(jì)直徑公式：Qmax-鋼管最大設(shè)計流量H-設(shè)計水頭K—系數(shù)，一般取5.24.壓力鋼管的構(gòu)造：（1）無縫鋼管：沒有縱縫的管節(jié)，將管節(jié)連成整體（2）焊接管：鋼板—弧形瓦片—管節(jié)—整體（3）在無縫鋼管上或焊接管上套以鋼箍而成5.明鋼管：線路選擇：（1）線路短而直（2）地質(zhì)條件良好處（3）減少管線的起伏波折進(jìn)廠方式：（1）正向進(jìn)廠：A優(yōu)點:水流平順，水頭損失小B缺點：管道爆破對廠房威脅大C適用條件：中低水頭電站（2）縱向進(jìn)廠：A優(yōu)缺點與正向相反適用條件：高中水頭電站（3）斜向進(jìn)廠：A優(yōu)缺點介于兩者之間B適用條件：多用于分組供水和聯(lián)合供水的水電站6明鋼管的支承和敷設(shè)方式：（1）鎮(zhèn)墩：A作用：承受軸向不平衡力，固定鋼管B類型：封閉式，開廠式C布置：鋼管轉(zhuǎn)彎處，直線段長度超過150m時（2）支墩：A作用：承受水重和管身自重在法向分力，同時使管道離開地面有一定距離，允許管道在軸向自由移動B類型：滑動式支墩，滾動式支墩，搖擺式支墩7.伸縮節(jié)：(1)作用：減小管身溫度應(yīng)力，適應(yīng)管身變形（2）類型：單作用伸縮節(jié)，雙作用伸縮節(jié)8.管道敷設(shè)方式：（1）連續(xù)式：兩鎮(zhèn)墩間不設(shè)伸縮節(jié)（2）分段式：兩鎮(zhèn)墩設(shè)伸縮節(jié)9.鋼管管壁厚度估算：書P3010.作用在鋼管及墩座上的力：按作用方向分：徑向力，法向力，軸向力（1）徑向力：即內(nèi)水壓力，是鋼管的主要荷載（2）法向力：法向力為鋼管自重和水重在法向的分力11.鋼管應(yīng)力分析：（1）跨中斷面，4個應(yīng)力（2）支承環(huán)旁管壁膜應(yīng)力區(qū)邊緣，5個應(yīng)力（3）加勁環(huán)及其旁管壁，7個應(yīng)力（4）支承環(huán)及其旁管壁,10個應(yīng)力第四章地下埋管1．地下埋管的優(yōu)缺點：（1）優(yōu)點：布置靈活方便；利用圍巖承擔(dān)內(nèi)水壓力，減少鋼襯壁厚；運行安全（2）缺點：構(gòu)造復(fù)雜;施工安裝程序多；工藝要求高2.地下埋管布置：（1）地形條件：相鄰洞間巖層厚度大于（1.5~2）D挖；洞頂以上巖層厚度大于3D挖（2）地質(zhì)條件：與構(gòu)造帶傾向正支（3）施工條件：斜進(jìn)坡度，向上出渣30°~40°，向下留渣45°（4）水洗條件：轉(zhuǎn)彎半徑R大于等于3D挖，管線在最低壓坡線下至少2m3．地下埋管構(gòu)造：（1）鋼襯：承受內(nèi)水壓力和防滲（2）混凝土：將部分內(nèi)水壓力傳給圍巖（3）幫助承受一部分內(nèi)水壓力4地下埋管施工程序：隧洞開挖，鋼襯安裝，混凝土回填，灌漿（灌漿分為回填灌漿，接縫灌漿，固結(jié)灌漿）5.地下埋管（1）工作原理：埋管承受內(nèi)壓后，鋼襯發(fā)生徑向位移，使縫隙消失后，繼續(xù)向混凝土襯圈傳遞內(nèi)壓，使混凝土發(fā)生環(huán)向拉應(yīng)力，從而在襯圍內(nèi)產(chǎn)生徑向均勻裂紋，內(nèi)壓通過混凝土砌塊繼續(xù)向圍巖傳遞，圍巖向外的徑向位移并形成圍巖抗力，使埋管在內(nèi)壓下得到平衡.（2）基本假定：A鋼襯與混凝土之間，混凝土與圍巖之間存在均勻縫隙B縫隙的存在使鋼襯的工作分為兩階段：縫隙為閉合，內(nèi)水壓力有鋼襯單獨承擔(dān)；增加內(nèi)水壓力，縫隙閉合，內(nèi)水壓力由鋼襯和圍巖共同承擔(dān)C混凝土徑向產(chǎn)生裂縫，不承擔(dān)徑向環(huán)拉力，反將部分內(nèi)壓從鋼襯傳遞給圍巖，同時自身產(chǎn)生徑向收縮D.所有材料都在彈性階段內(nèi)工作（3）適用條件：A:△st〉△，即鋼襯在允許應(yīng)力狀態(tài)工作時的徑向變位大于初始總縫隙△，才使圍巖參與承擔(dān)內(nèi)水壓力B:鋼管上必須有足夠的巖層覆蓋厚度H6.鋼襯的外壓荷載：（1）地下水壓力（2）鋼襯與混凝土灌漿壓力（3）回填混凝土?xí)r流態(tài)混凝土的壓力7.埋管鋼襯的外壓失穩(wěn)下的特征：P55圖4-3第一種：臨界狀態(tài)時屈曲波有幾個，沿整個圓周同時發(fā)生，屈曲波峰，緊貼混凝土，在外壓作用下鋼襯受到了環(huán)向壓縮，原環(huán)向軸線縮短第二種:在外壓作用下，鋼襯圓周上有可能出現(xiàn)幾個初始波，但隨著荷載的增加，鋼襯將首先在某個薄弱部位屈曲，從而減小了其他部位的管壁發(fā)生屈曲的可能8縫隙值△：（1）施工縫隙△o:是混凝土澆筑或接縫灌漿施工完竣，且溫度也恢復(fù)正常時，鋼襯和混凝土襯圈間的間隙和混凝土襯圈與圍巖間的間隙的總和（2）鋼襯冷縮縫隙△s：其值取決于鋼襯竣工時溫度和運行時溫度之差（3）圍巖冷縮縫隙△R：指管道投入運行后，水溫低于圍巖原始溫度，圍巖降溫冷縮形成的縫隙第五章混凝土壓力管道1.混凝土壓力管道：依附于混凝土壩身，既埋設(shè)在壩體內(nèi)或固定在壩面上，并與壩體成為一體的壓力輸水管道。特點：（1）結(jié)構(gòu)緊湊簡單（2）引水道長度短，水頭損失小，機(jī)組條件保證條件好（3）造價低（4）運行集中方便（5）壩內(nèi)埋管的空腔削弱壩體2.壩內(nèi)埋管：A布置原則：（1）盡量縮短管長（2）減少管道空腔對壩體的不利影響（3）減少管道對壩體施工的干擾B立面上的布置：（1）傾斜式（2）平式和平斜式（3）豎直式C平面上的布置：（1）廠壩橫縫錯開（2）廠壩橫縫一致D結(jié)構(gòu)形式：（1）聯(lián)合受力管：鋼管和壩體混凝土澆筑在一起，兩者聯(lián)合承載，可充分發(fā)揮鋼管外圍鋼筋混凝土的承載作用，減小鋼管管壁厚度（2）墊層管：鋼管外鋪設(shè)墊層，將壩體與管道隔開3．壩后背管：A布置：進(jìn)水口設(shè)在上游壩面上，壓力管道近于水平地面，穿過壩體上部，然后在壩外沿壩下游面敷設(shè)，并以彎段及水平段與水輪機(jī)蝸殼聯(lián)接，壩體與下游面管道先后分別施工，管道固定在壩體上B優(yōu)點：（1）便于布置（2）減小管道空腔對于壩體的削弱，有利于壩體安全（3）管道，壩體施工安裝干擾小（4）管道可以隨機(jī)組投產(chǎn)和先后分期施工C缺點：增加了工程量和水頭損失D結(jié)構(gòu)形式：（1）壩下游面明鋼管布置：用支承環(huán)將管道支承在壩下游面的支墩上。優(yōu)點：現(xiàn)場安裝工程量小，進(jìn)度快，與壩體施工干擾小。缺點：當(dāng)鋼管直徑很大時，造成施工工藝上的困難，一旦失事后果很大（2）壩下游面鋼襯鋼筋混凝土管：優(yōu)點：減薄鋼襯厚度，避免厚鋼板帶來的技術(shù)困難；具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益；具有更高的安全度；減少外界因素，對管道破壞的可能性。缺點：施工復(fù)雜，工程量有所增加，管腰混凝土開裂問題E構(gòu)造：內(nèi)層為鋼襯，外側(cè)為鋼筋混凝土第六章分岔管1、分岔管的功能:分流，匯流2、分岔管的布置形式:卜形布置,對稱Y形布置，三岔形布置3、明鋼管結(jié)構(gòu)形式：三梁岔管，內(nèi)加強(qiáng)月牙肋岔管，貼邊岔管，無梁岔管，球形岔管，隔壁岔管第七章有壓引水系統(tǒng)非恒定流的物理現(xiàn)象及基本方程1、水輪機(jī)調(diào)節(jié)的兩種現(xiàn)象：引起機(jī)組轉(zhuǎn)速的較大變化，在有壓引水管道中將出現(xiàn)所謂“水錘”現(xiàn)象2、進(jìn)行水錘及調(diào)節(jié)保證計算的目的：A、水錘計算的目的：決定管道內(nèi)的最大內(nèi)水壓力，作為射擊或校核壓力管道、蝸殼和水輪機(jī)強(qiáng)度的依據(jù)；決定管道內(nèi)最小內(nèi)水壓力，作為管線布置，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)；研究水錘與機(jī)組運行的關(guān)系，如對機(jī)組轉(zhuǎn)速變化的影響等。B、調(diào)壓保證計算的目的：通過調(diào)節(jié)保證計算和分析，正確合理地解決導(dǎo)葉啟閉時間、水錘壓力和機(jī)組轉(zhuǎn)速上升值三者之間的關(guān)系，最后選擇適當(dāng)?shù)膶?dǎo)葉啟閉時間和方式，使水錘壓力和轉(zhuǎn)速上升值在經(jīng)濟(jì)合理的允許范圍內(nèi)。3、在缺乏資料的情況下，露天鋼管的水錘波速可近似地取為1000m/s，埋藏式可近似地取為1200m/s。第九章水錘及調(diào)節(jié)保證計算的解析方法1、管路的特性系數(shù)：，2、水錘的分類：A、直接水錘：當(dāng)閥門關(guān)閉時間等于或小于一相時，即或，也就是由水庫處異號放射回來的水錘波尚未達(dá)到閥門之前，閥門已經(jīng)關(guān)閉終止。B、間接水錘：當(dāng)閥門關(guān)閉結(jié)束前，水庫異號放射回來的降壓波已經(jīng)達(dá)到閥門處，降壓波對該處產(chǎn)生的升壓起著抵消作用，使閥門處的水錘升壓值小于直接水錘。3、相：水錘波在管道中傳播一個來回的時間為2L/a，稱為“相”4、第n相末的水錘壓力：此公式的適用條件：閥端各相末水錘計算、閥門為任意開度變化規(guī)律。5、a第一相水錘：最大水錘壓力出現(xiàn)在第一相末，=b末相水錘：最大水錘壓力發(fā)生在閥門關(guān)閉終了的相末，也稱極限水錘，。6、導(dǎo)葉或者閥門全開時=1，全關(guān)時=17、水錘類型判別：A、當(dāng)時，經(jīng)常發(fā)生的第一相水錘B、當(dāng)時，經(jīng)常發(fā)生的末相水錘（極限水錘）8、水錘壓力的近似公式A、第一相末水錘壓力值：B、末相水錘（極限水錘）：9、起始開度對水錘的影響：A當(dāng)起始開度，即時，，最大水錘升壓發(fā)生在閥門關(guān)閉的終了。B當(dāng)時，，最大水錘升壓發(fā)生在第一相末，越小，越大。C當(dāng)時，發(fā)生直接水錘，但非最大水錘值。D當(dāng)閥門起始開度為臨界開度時，發(fā)生最大的直接水錘，這時.10、開度變化規(guī)律對水錘壓力的影響A在高水頭電站中常發(fā)生第一相末水錘，所以可以采取先慢后快的非直線關(guān)閉規(guī)律B在低水頭電站中常發(fā)生末相水錘，所以可以采取先快后慢的非直線關(guān)閉規(guī)律11、極限水錘壓力的分布規(guī)律：理論研究證明，極限水錘無論正、負(fù)水錘，沿管線水錘壓力均依直線規(guī)律分布12、第一相水錘壓力的分布規(guī)律：研究證明。第一相水錘壓力沿管線不依直線規(guī)律分布，正水錘壓力分布曲線都是向上凸的，負(fù)水錘壓力分布曲線是往下凹的。13、減小水錘壓力的措施：縮短壓力管道的長度、延長導(dǎo)葉或閥門關(guān)閉時間、改變調(diào)速器調(diào)節(jié)程序、減小壓力管道中的流速。第十章調(diào)壓室1、調(diào)壓室設(shè)置在地面上的稱為調(diào)壓塔，設(shè)置在地面以上的稱調(diào)壓井。2、調(diào)壓室的布置方式：上游調(diào)壓室、下游調(diào)壓室、上下游雙調(diào)壓室系統(tǒng)、上游雙調(diào)壓室系統(tǒng)3、調(diào)壓室的基本類型：簡單圓筒式調(diào)壓室(a)、阻抗式調(diào)壓室(c)、水室式調(diào)壓室(e)、溢流式調(diào)壓室差動式調(diào)壓室(f)、氣墊式或半氣墊式調(diào)壓室(h)。4、調(diào)壓室水位波動的穩(wěn)定問題計算：調(diào)壓室水位波動穩(wěn)定的條件：（1）m>0，即,,，取可能最大值（2），即+<5、調(diào)壓室的基本尺寸是由水力計算來確定的，其內(nèi)容應(yīng)包括（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，從而確定調(diào)壓室的頂部高程（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。第十一章廠房總論水電站廠房的組成從設(shè)備布置、運行要求的空間劃分：主廠房、副廠房、主變壓器場、開關(guān)站從設(shè)備組成的系統(tǒng)劃分：水流系統(tǒng)、主機(jī)組及其附屬設(shè)備系統(tǒng)、電氣設(shè)備系統(tǒng)（一次回路輸變電設(shè)備、二次回路控制設(shè)備）從水電站廠房的結(jié)構(gòu)組成劃分：1）水平面上可分為主機(jī)室和裝備場2）垂直面上根據(jù)工程習(xí)慣，主廠房以發(fā)電機(jī)層樓板面為界，分為上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)兩部分廠房類型：地面式廠房、地下式廠房、抽水蓄能電站廠房、抄襲電站廠房地下式廠房河岸式廠房：閘墩式廠房、泄水式廠房壩后式廠房：壩后式明廠房、壩垛式廠房、溢流式廠房、挑越式廠房壩內(nèi)式廠房（四）岸邊式廠房水輪發(fā)電機(jī)的類型：懸式、傘式（普通傘式、半傘式、全傘式）進(jìn)水閥，裝設(shè)在每臺機(jī)組蝸殼進(jìn)口處，又稱為機(jī)前閥，其作用：檢修水輪機(jī)或停機(jī)檢查時，在靜水中關(guān)閉閥門，截斷水流。機(jī)組較長時間停機(jī)截斷水流，以減少導(dǎo)葉漏水或解決導(dǎo)葉漏水量大而不能停機(jī)的問題（3）事故中，在動水中緊急關(guān)閉閥門截斷水流，防止事故擴(kuò)大。6、進(jìn)水閥類型：碟閥、球閥7、起重設(shè)備A、形式和臺數(shù)：（1）橋式起重機(jī)（2）門式起重機(jī)B、初選起重機(jī)形式和臺數(shù)：（1）吊件的重量少于100t，機(jī)組臺數(shù)少于4臺時，選用一臺單小車橋式起重機(jī)；機(jī)組臺數(shù)多于5臺時，選用兩臺單小車橋式起重機(jī)。（2）吊件的重量為100~600t，機(jī)組臺數(shù)少于4臺時，選用一臺雙小車或單小車橋式起重機(jī);機(jī)組臺數(shù)多于5臺時，選用兩臺起重量各為最重吊件一半的單小車橋式起重機(jī)，或是一臺雙小車橋式起重機(jī)，另設(shè)一臺起重量較小的單小車橋式起重機(jī)輔助吊運。（3）吊件重量大于600t時，可選用一臺或兩臺單小車橋式起重機(jī)8、跨度：起重機(jī)大車軌道中心線的間距稱為跨度。9、廠房的水機(jī)輔助設(shè)備：油系統(tǒng)（透平油系統(tǒng)、絕緣油系統(tǒng)）、壓縮空氣系統(tǒng)（高壓壓縮空氣系統(tǒng)、低壓壓縮空氣系統(tǒng)）、供水系統(tǒng)（技術(shù)用水、生活用水、消防用水）、排水系統(tǒng)(a機(jī)組檢修排水：檢修排水方式<直接排水、間接排水>、水泵類型<臥式離心泵、立式深水井>b廠房滲漏排水）第十二章廠房的布置設(shè)計1、水輪機(jī)安裝高程:2、水輪機(jī)層地面高程：水=+蝸殼進(jìn)口斷面半徑+蝸殼頂板厚初步計算時，大型取3~4m，中型1~2m3、發(fā)電機(jī)層樓板高程：發(fā)=水+既墩高+定子高+上機(jī)架埋深4、橋機(jī)安裝高程橋，若安=發(fā)，A、發(fā)電機(jī)層起吊轉(zhuǎn)子帶軸,則橋=發(fā)+設(shè)備露出部分高度+轉(zhuǎn)子地面與設(shè)備頂面間安全距離+轉(zhuǎn)子底面以上吊件高+吊索工作高+吊鉤極限距離hB、在發(fā)電機(jī)層起吊帶轉(zhuǎn)輪帶軸，橋=發(fā)++轉(zhuǎn)輪帶軸高++hC、在安裝間檢修主變：橋=安++h5、天花板高程：天=橋+橋機(jī)高H+下車頂與天花板的垂直距離（0.4m）6、屋頂高程：頂=天+屋頂大梁最大高度+混泥土面板厚+屋面防護(hù)層厚7、主閥室地面高程：閥=鋼管末中心線高程—閥的外徑—閥下通道高（1.8~2.0m）8、尾水管地板高程：未=——尾水管高度9、基礎(chǔ)開挖高程：挖=尾—底板厚地板厚：巖基上1~2m，軟基上3~4m10、廠房總高：頂—挖主機(jī)間的高度：頂—發(fā)2水力發(fā)電的原理和優(yōu)缺點：原理:在天然河流上修建水工建筑物,集中水頭差,然后將水流輸送到水輪機(jī)中,使水能→水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能→驅(qū)動發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能→輸電線路→用戶。優(yōu)點:1水電是再生性能源2運行管理人員少,主要是遠(yuǎn)程調(diào)控3運行靈活4節(jié)約煤,石油,天然氣及人力資源5可兼顧防洪,航運及灌溉等綜合效益6污染小.缺點:1所處地理位置給建設(shè)及輸電帶來困難2工程量大,工期長3造成水庫淹沒,對自然生態(tài)環(huán)境有不利影響(a庫區(qū):淹沒,滑坡坍岸,水庫淤積,生態(tài)變化,水溫變化,水質(zhì)變化,氣象變化,誘發(fā)地震,衛(wèi)生條件惡化b水庫下游:水清引起河道沖刷,原河道水量變化,河道水溫,水質(zhì)變化)3水能資源開發(fā)方式:壩式、引水式、混合式。壩式水電站多分為河床式和壩后式兩種。4有壓進(jìn)水口高程:頂部高程位于死水位以下有一定的埋深，底部高程位于水庫設(shè)計淤沙高程以上0.5-1.0m渠道類型:自動調(diào)節(jié)渠道,非自動調(diào)節(jié)渠道.沉沙池位置5壓力前池:位置(設(shè)置在引水渠道或無壓隧洞的末端,是水電站無壓引水建筑物與壓力管道的連接建筑物)作用：把無壓引水道的無壓流變?yōu)閴毫艿赖挠袎毫鞯倪B接建筑物1均勻分配流量,2渲泄多余水量,平穩(wěn)水壓,水量3攔阻污物和泥沙。6.壓力管道參數(shù):管道內(nèi)徑D(m)和水壓H(m)及其乘積HD值.壓力管道按布置形式分類:1明管(暴露在空氣中)2地下埋管(埋入巖體)3砼壩身埋管(依附于壩身,有壩內(nèi)管道,壩上游面管,壩下游面管)7供水方式:單元供水(適用1單機(jī)流量大,長度短的地下埋管或明管2砼壩內(nèi)管道和明管道)聯(lián)合供水(機(jī)組少,單機(jī)流量小,引水道長的地下埋管和明管)分組供水(壓力水管較長,機(jī)組臺數(shù)多,單機(jī)流量較小的情況,廣泛用于地下埋管和明管)要會結(jié)合實例繪制布置圖8明鋼管與引近廠房的方式和適用條件:正向引近(中,低水頭電站)縱向引近(高,中水頭電站)斜向引近(當(dāng)?shù)匦?地質(zhì)條件,引水系統(tǒng)及廠房布置要求適宜時采用這種布置方式,多用于分組供水和聯(lián)合供水)要會結(jié)合實例繪制布置圖8鎮(zhèn)墩布置:(不產(chǎn)生位移)管道轉(zhuǎn)彎,直徑變化處或管道直線段距離超過150m.支墩:(水管在軸向自由移動)間距L取6-12m,當(dāng)D特別大時,L取3m.兩鎮(zhèn)墩間的支墩應(yīng)等間距布置,設(shè)伸縮節(jié)的一跨間距應(yīng)縮短管壁厚度(mm):δ>=γHD/2φ[σ]=10HD/2φ[σ],(內(nèi))直徑:D=7√(5.2Q3max/H)[單面,墊板φ0.9雙面0.95,H=靜水+動水,動水取靜水的15-30%]9壓力管道直徑D選擇經(jīng)驗直徑法：隨水頭H增加，D可逐漸縮小，但變徑次數(shù)不宜過多，通常在鎮(zhèn)墩處變徑并設(shè)漸變段。10明鋼管外壓失穩(wěn)的原因及措施:1、機(jī)組運行過程中由于負(fù)荷變化產(chǎn)生負(fù)水擊,使管道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。2、管道放空時通氣孔失靈,在管道內(nèi)產(chǎn)生真空.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。措施:1、增加管壁厚度。2、減小管道內(nèi)徑D。3、提高鋼材強(qiáng)度4、設(shè)加勁環(huán)。11地下埋管優(yōu)點:1布置靈活方便2鋼管與圍巖共同承擔(dān)內(nèi)水壓,減小鋼襯δ3運行安全12降低環(huán)向應(yīng)力措施:1盡量改善圍巖的質(zhì)量,提高其彈性模量,途徑為固結(jié)灌漿2減小施工縫隙3施工選擇合適季節(jié),使鋼襯冷縫值盡量小4用適當(dāng)降低圍巖抗力系數(shù)值的方法考慮13初始縫隙的組成:1施工縫隙(砼澆筑或接縫灌漿完工后,溫度恢復(fù)正常時,鋼襯與砼襯圈及砼與圍巖間的間隙總和.由砼的收縮和施工質(zhì)量不良造成.)2鋼襯冷縮縫隙(其值取決于鋼襯竣工時溫度(竣工時洞內(nèi)氣溫或接縫灌漿時洞內(nèi)最高溫度)與運行時溫度(水溫)之差)3圍巖冷縮縫隙(管道投入運行后,水溫低于圍巖原始溫度,圍巖降溫冷縮形成的縫隙)4圍巖塑性壓縮縫隙(巖體的殘余變形.措施:降低K0)降低施工縫隙的措施:1澆筑砼的水化熱消散后在低溫時進(jìn)行接縫灌漿2在砼澆筑時降低入倉溫度和對鋼襯進(jìn)行冷卻,如噴灑冷水3采用膨脹砼回填.此法有時可不進(jìn)行接縫灌漿4采用預(yù)埋骨料壓漿砼14地下埋管外壓荷載的組成:1地下水壓力2鋼襯與砼之間接縫灌漿壓力3回填砼時流態(tài)砼的壓力.失穩(wěn):外壓↑→鋼襯屈曲→鋼襯變形達(dá)到Δ0→外壓繼續(xù)增加→鋼襯發(fā)生更多波形的屈曲→鋼襯應(yīng)力值↑→鋼襯應(yīng)力達(dá)到材料屈服值→失穩(wěn)。外壓失穩(wěn)的標(biāo)志：鋼襯應(yīng)力達(dá)到材料屈服值15壩體壓力管道的類型:壩上游面管道,壩體下游面鋼管(三峽),壩內(nèi)埋管,混合形式16壩內(nèi)埋管的基本施工方法:1安裝一段鋼管,澆筑一層砼,可省二期砼;施工干擾較大2壩體內(nèi)預(yù)留鋼管施工槽→鋼管在槽內(nèi)一次組裝→回填砼→接縫灌漿;其施工干擾小,但工期較長(2注意鍵槽,打毛,插筋)結(jié)構(gòu)特點:1傳遞內(nèi)水壓力(整體澆筑的壩內(nèi)鋼管,只承擔(dān)內(nèi)水壓力的一小部分,而大部分要由壩體砼承擔(dān))2管道周圍壩體內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力集中,即鋼管應(yīng)力惡化壩體應(yīng)力.壩內(nèi)埋管失穩(wěn)過程:當(dāng)荷載較大,壩體砼首先開裂→鋼襯的應(yīng)力達(dá)到其屈服強(qiáng)度破壞.砼開裂過程:管頂處砼厚度小常先開裂→應(yīng)力重新分布,導(dǎo)致管底砼開裂→其它斷面砼相繼開裂17軟墊層原理:可吸收鋼管在內(nèi)壓作用下的徑向變位,從而使內(nèi)壓只有一部分或很小部分傳至壩體.砼與鋼結(jié)構(gòu)的受力分配:彈性軟墊層將管道與壩體分開,鋼管承受絕大部分內(nèi)水壓力,受力明確18岔管布置形式:1卜形布置2對稱Y形布置3三岔形布置19鋼岔管的類型:1三梁岔管(適用內(nèi)壓較高,直徑不大情況)2內(nèi)加強(qiáng)月牙肋岔管(大中型電站)3貼邊式岔管(中,低水頭卜型布置的管道)4球形岔管(高水頭大中型電站)5無梁岔管6隔壁岔管20不穩(wěn)定工況引起的現(xiàn)象:1機(jī)組轉(zhuǎn)速變化2引起水錘現(xiàn)象.HL丟棄負(fù)荷:機(jī)組轉(zhuǎn)速升高,壓力管道及蝸殼中水壓力上升,尾水管中水壓力下降21什么是水錘，有哪些危害，減小水錘壓力的措施有哪些？答：水錘:水電站運行中,突然改變水輪機(jī)流量時,使壓力管道,蝸殼及尾水管中的水流流速發(fā)生變化,從而其內(nèi)水壓力隨之變化,又因水流具有慣性,使上述水壓的變化呈交替升降的一種波動,如同錘擊作用于管壁,有時還伴隨轟轟的響聲和振動,這種現(xiàn)象為水錘。危害:1壓強(qiáng)升高過大導(dǎo)致水管強(qiáng)度不夠而破裂2尾水管中負(fù)壓過大造成尾水管汽蝕,水輪機(jī)運行時產(chǎn)生振動3壓強(qiáng)波動致使機(jī)組運行穩(wěn)定性和供電質(zhì)量下降4負(fù)水錘會造成壓力管道外壓失穩(wěn).減小水錘壓力措施:1縮短壓力管道的長度(縮短壓力管道長度,使從進(jìn)水口反射回來的水錘波能夠較早地回到壓力管道末端,從而減小水錘值.措施:設(shè)置調(diào)壓室)2延長有效的關(guān)閉時間(a反擊式水輪機(jī)設(shè)置減壓閥[在蝸殼的進(jìn)口附近裝設(shè)減壓閥,減壓閥在機(jī)組增加負(fù)荷時不起作用]b沖擊式水輪機(jī)的機(jī)組裝置偏流器[偏流器在增荷時不起作用]c設(shè)置水阻器[水阻器對于增加負(fù)荷時不起作用]d增加發(fā)電機(jī)的飛輪力矩)3減小壓力管道中的流速(減小流速可減小壓力管道中單位水體的動量,從而減小水錘壓力.措施:加大管徑)4改變調(diào)速器調(diào)節(jié)程序(中低水頭電站:水輪機(jī)導(dǎo)葉可采取先快后慢的關(guān)閉規(guī)律.高水頭電站:可采用先慢后快的調(diào)節(jié)規(guī)律.注:采用合理的關(guān)閉規(guī)律減小水錘壓強(qiáng),簡單易行,又比較經(jīng)濟(jì),應(yīng)優(yōu)先考慮)22水錘壓力與機(jī)組轉(zhuǎn)速的相對表達(dá)式:ξ＝(H-H0)/H0機(jī)組轉(zhuǎn)速變化:β＝(n-n0)/n0(H0n0初始時刻Hn水輪機(jī)調(diào)節(jié)后某一時刻水頭和機(jī)組轉(zhuǎn)速)23調(diào)節(jié)保證計算的目的:通過調(diào)節(jié)保證計算和分析,正確合理地解決導(dǎo)葉啟閉時間,水錘壓力和機(jī)組轉(zhuǎn)速變化三者之間的關(guān)系,最后選擇適當(dāng)?shù)膶?dǎo)葉啟閉時間和方式,使水錘壓力和機(jī)組轉(zhuǎn)速上升值均在經(jīng)濟(jì)合理的允許范圍內(nèi).水錘波速的常用取值:明鋼管(1000m/s)地下埋管(1200m/s)24.起始開度變化對水錘壓力的影響:機(jī)組滿負(fù)荷運行:τ0＝1.機(jī)組擔(dān)任部分負(fù)荷運行:τ0<l水錘波在管道中傳播一個來回的時間為2L/a25直接水錘:如果水輪機(jī)調(diào)節(jié)時間Ts≤2L/a,由水庫異號反射回來的水錘波尚未到達(dá)閥門之前,閥門變化已經(jīng)終止(△H=H-H0=a/g(v0-v)).間接水錘:若閥門調(diào)節(jié)時間Ts>2L/a,當(dāng)閥門關(guān)閉過程結(jié)束前,水庫異號反射回來的降壓波已經(jīng)到達(dá)閥門處,因此水管末端的水錘壓力是由向上游傳播的水錘波F和反射回來的水錘波f疊加的結(jié)果(壓力管道末端處的壓力增加主要與閥門關(guān)閉(或開啟)經(jīng)歷的時間及其依時間變化的規(guī)律有關(guān))首相水錘:最大水錘壓力出現(xiàn)在第一相末.ρτ0<1時發(fā)生,常發(fā)生在管道較長的高水頭水電站.末相水錘:當(dāng)ρτ0>1.526調(diào)壓室類型:1簡單圓筒式調(diào)壓室2阻抗式調(diào)壓室3雙室式調(diào)壓室4溢流式調(diào)壓室5差動式調(diào)壓室6氣墊式或半氣墊式27調(diào)壓室布置方式:1上游調(diào)壓室2下游調(diào)壓室3上下游雙調(diào)壓室系統(tǒng)4上游雙調(diào)壓室系統(tǒng)28上游調(diào)壓室的設(shè)置條件：水流加速時間[Tw]:1水電站單獨運行時,,或容量在電力系統(tǒng)中所占的比例超過50%時,取1.5~2s。2水電站容量在電力系統(tǒng)中所占比重為20%~50%時,2.5~3.5s。3當(dāng)水電站容量在電力系統(tǒng)中的比重小于20%時,3.5~5s29廠區(qū)樞紐的組成:水電站主廠房,副廠房,主變壓器場,高壓開關(guān)站,廠區(qū)交通等主廠房:垂面上(根據(jù)工程習(xí)慣,廠房以發(fā)電機(jī)層樓板面為界分為上部結(jié)構(gòu)[與工業(yè)廠房基本相似,基本上是板,梁,柱結(jié)構(gòu)系統(tǒng),包括主機(jī)室和裝配場]和下部結(jié)構(gòu)[大體積砼結(jié)構(gòu),主要布置過流系統(tǒng),是廠房的基礎(chǔ)])平面上(主機(jī)室,裝配場)30主機(jī)室：:水輪發(fā)電機(jī)組及輔助設(shè)備布置在主機(jī)室,是運行和管理的主要場所,水輪發(fā)電機(jī)組和許多輔助設(shè)備都布置在這。安裝間:是水電站機(jī),電設(shè)備卸貨,拆箱,組裝,檢修時使用的場地.發(fā)電機(jī)層：立式機(jī)組主廠房的發(fā)電機(jī)樓板以上的空間。水輪機(jī)層:發(fā)電機(jī)層地面以下與蝸殼頂部砼以上的空間.蝸殼層:蝸殼及其周圍的鋼筋砼結(jié)構(gòu)塊體的空間部分.尾水管層:尾水管頂部與基礎(chǔ)底板之間的空間31水電站廠房的基本類型:地面式廠房(1河床式廠房:閘墩式,抽水式2壩后式廠房(a壩后式明廠房b壩垛式廠房c溢流式廠房d挑越式廠房)3壩內(nèi)式廠房4岸邊式廠房)地下式廠房(1地下式廠房2半地下廠房3窖洞式半地下廠房4井式半地下廠房)抽水蓄能電站廠房,潮汐電站廠房32發(fā)電機(jī)的類型:按其軸線位置分：1臥式布置2立式布置。立式水輪發(fā)電機(jī)就其支承方式分為懸式和傘室[普通傘式,半傘式,全傘式])懸式和傘室發(fā)電機(jī)的區(qū)別:懸式水輪發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性比傘式好,推力軸承小,損耗小,安裝維護(hù)方便,但鋼材耗量多,傘式機(jī)組總高度低,可降低水電站廠房高度33管道顏色:一般油系統(tǒng)中壓力油管漆紅色,排油管漆黃色,輸氣管管外漆成白色,技術(shù)供水管外漆成藍(lán)色,消防供水管外漆成橘色,排水管外漆成綠色,污水管外漆成黑色34廠房長度:1機(jī)組段長度L1的確定(L1=L+x+L-xL+x為機(jī)組段+x方向的最大長度,L-x為機(jī)組段-x方向的最大長度,L+x和L-x可用計算表中公式按蝸殼層,尾水管層,發(fā)電機(jī)層分別計算,然后取其中的最大值)2端(邊)機(jī)組段長度L2的確定(L2=L+x+L-x+ΔL)ΔL為附加長度,ΔL=(0.1-1.0)D1,D1為標(biāo)稱直徑,則L主=nL1+ΔL，L裝=(1.0-l.5)L1,則主廠房總長度L=nL1+L2+ΔL或L=(n+1-1.5)L1[n機(jī)組臺數(shù)]35剖面設(shè)計第一個高程:水輪機(jī)安裝高程36安裝間(裝配場)的位置:位于廠房靠交通道的一端,特殊情況下,當(dāng)機(jī)能臺數(shù)較多時,廠房兩端都設(shè)裝配場,地下式廠房,也可以將裝配場設(shè)在機(jī)組中間.需要檢修的物件:發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子,發(fā)電機(jī)上機(jī)架,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪,水輪機(jī)頂蓋.安裝間高程確定:取決于對外道路的高程及發(fā)電機(jī)層樓板的高程37副廠房位置:1設(shè)在主廠房的上游側(cè)2主廠房的下游側(cè)3主廠房靠對外交通的一段.變壓器位置:1河床式廠房2壩后式廠房3岸邊式廠房4將主變壓器布置在廠房頂上5地下式,壩內(nèi)式,溢流式廠房布置在平行于主廠房的地下洞室或壩內(nèi)廊道內(nèi)38廠房四大件：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、上機(jī)架、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、頂蓋。第二章1、水電站類型：壩式水電站、引水道式水電站、混合式水電站、抽水蓄能電站、潮汐電站有壓進(jìn)水分類：壩式進(jìn)水口、岸式進(jìn)水口、塔式進(jìn)水口。（塔式進(jìn)水口可從一邊或四周進(jìn)水）進(jìn)水口的功能要求：a、要有必需的進(jìn)水能力；b、水質(zhì)符合發(fā)電要求；c、水頭損失要??；d、流量可按要求控制；e、施工、安裝、運行和檢修方便。2、有壓進(jìn)水口工作閘門后設(shè)通氣口的作用是：當(dāng)工作閘門關(guān)閉時給有壓引水道系統(tǒng)及時補(bǔ)氣，以免系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生真空；在壓力系統(tǒng)充水時，通過通氣孔排出空氣。3、沉沙池常布置在無壓進(jìn)水口之后、引水道之前。4、壓力前池（把無壓引水道的無壓流變?yōu)閴毫艿赖挠袎毫鞯倪B接建筑物）的功用是：（1）平穩(wěn)水壓，平衡水量；（2）均勻分配流量；（3）宣泄多余水量；（3）攔阻污物和泥沙壓力前池的組成：前室、壓力管道的進(jìn)水口及設(shè)備、泄水和排沙建筑物。壓力前池應(yīng)盡可能接近廠房，以節(jié)省造價。第三章1、壓力管道供水方式：單元供水、聯(lián)合供水、分組供水2、明管路線選擇原則：a、管道線路應(yīng)盡可能短而直；b、選擇良好的地質(zhì)條件；c、盡量減少管道線路的起伏波折，以防止氣蝕。3、管道與主廠房的關(guān)系：①正向引近開挖量小，高壓水流會對廠房及人員構(gòu)成危害②縱向引近減輕鋼管破裂時對廠房及人員的威脅，水頭損失增加，廠房開挖量增加③斜向引近介于正向引近和縱向引近之間4、明鋼管在鋼管軸線轉(zhuǎn)彎處設(shè)鎮(zhèn)墩（防止鋼管位移），鎮(zhèn)墩間管段用支墩支撐(支撐鋼管)，兩個鎮(zhèn)墩間設(shè)有伸縮節(jié)（減小溫度應(yīng)力）5、支墩的形式：滑動式支座、滾動式支座、搖擺式支座6、P31鋼管管壁厚度δ估算其中為水的重度（=10）；H為計算水頭；D為鋼管直徑；為小于1的焊縫系數(shù)，一般取0.9~0.95；[]為允許應(yīng)力結(jié)合P43頁圖3-25校核是否滿足抗壓彎穩(wěn)定，不滿足則設(shè)置加勁環(huán)。[例題]計算題要會讀圖第四章1、地下埋管的優(yōu)點：（1）布置靈活方便；（2）利用圍巖承擔(dān)內(nèi)水壓力，減少鋼忖壁厚；（3）運行安全缺點：造價較高、抗壓彎穩(wěn)定性問題突出2、影響鋼襯應(yīng)力因素分析：提高圍巖的抗力系數(shù)能顯著降低鋼襯應(yīng)力，縫隙值△越小越好3、關(guān)于埋管圍巖承載力的分析方法有：最小覆蓋厚度方法、抗上抬方法、有限元分析方法4、防止鋼襯失穩(wěn)的根本方法：采取有效措施，降低地下水壓力。第五章1、混凝土壩體內(nèi)壓力管道按布置形式分為：壩內(nèi)埋管、壩上游面埋管、壩下游面埋管第六章1、岔管布置形式：①卜形布置②對稱Y形布置③三岔形布置2、貼邊岔管的典型布置是卜形。我國在中壓力地下埋管中應(yīng)用貼邊岔管較多第七章1、調(diào)節(jié)保證計算的目的：（1）正確合理地解決導(dǎo)葉啟閉時間、水錘壓力和機(jī)組轉(zhuǎn)速上升三者之間的關(guān)系；（2）選擇適當(dāng)?shù)膶?dǎo)葉啟閉時間和方式；（3）使水錘壓力和轉(zhuǎn)速上升值均在經(jīng)濟(jì)合理的允許范圍之內(nèi)2、水錘過程分析P1033、連續(xù)方程：fv=F+QP110第九章1、由于水錘，水管末端閥門或?qū)~處產(chǎn)生的附加壓力P=公式中，為水的容重（=10）；為管道水壓力增量；為管道斷面積；a為水錘波速；為初時刻管中流速；為末時刻管中流速；g為重力加速度（取9.81m2/s）2、直接水錘：由水庫處異號反射回來的水錘波尚未到達(dá)閥門之前閥門已經(jīng)關(guān)閉。間接水錘：閥門關(guān)閉結(jié)束前水庫異號反射回來的降壓波已經(jīng)到大閥門處。閥門處的水錘升壓值間接水錘值小于直接水錘值3、管道特性系數(shù)P1284、第一相末水錘壓力的計算由算式求得，其中相對幾何開度，為管道斷面積；管道特性系數(shù)5、管道特性系數(shù)（關(guān)閉時取正直，開啟時取負(fù)值）6、圖9-4會判別、何時是第一相水錘、末相水錘7、高水頭電站主要發(fā)生第一相水錘，關(guān)閉導(dǎo)葉時先慢后快；低水頭電站發(fā)生末相水錘（極限水錘），關(guān)閉導(dǎo)葉時先快后慢。8、P136等價管的特性系數(shù)；尾水管進(jìn)口處的水錘壓力其中下標(biāo)T、c、b分別表示壓力管道、蝸殼、尾水管。9、減小水錘壓力的措施：a、縮短壓力管道的長度；b、延長有效的關(guān)閉時間；c、減小壓力管道中的流速；d、改變調(diào)速器調(diào)節(jié)程序第十章1、調(diào)壓室的作用：反射水錘波、減小水錘壓力、改善機(jī)組在負(fù)荷變化時的運行條件2、調(diào)壓室的基本類型：（名稱及特點）①簡單圓筒式調(diào)壓室：優(yōu)點：自上而下具有相同斷面，結(jié)構(gòu)簡單，反射水錘波好；缺點：波動振幅大，衰減慢，水頭損失較大。用于低水頭小容量電站②阻抗式調(diào)壓室：優(yōu)點：減小了調(diào)壓室容積，波動振幅比簡單圓筒式?。蝗秉c：反射水錘波較差。用于中水頭和引水道長度不大的電站。③水室式調(diào)壓室：重心較圓筒式調(diào)壓室高，相同能量可存儲在較小容積中。適用于高水頭、要求穩(wěn)定斷面較小、而水庫工作深度較大的水電站。④溢流式調(diào)壓室：頂部設(shè)有溢流堰，水位下降的波動無法限制。常與雙室式調(diào)壓室結(jié)合使用。⑤差動式調(diào)壓室：由兩個不同直徑的同心圓組成，吸取了阻抗式和溢流式的優(yōu)點，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高。適用于地形、地質(zhì)條件不允許大斷面及距離地面較深的調(diào)壓室時的中高水頭水電站。⑥氣墊式或半氣墊式調(diào)壓室：可盡量靠近廠房布置，大大減小水錘壓力。對水輪機(jī)調(diào)節(jié)較容易。適用于深埋于地下的引水道式地下水電站。水頭愈高，經(jīng)濟(jì)性越好。3、調(diào)壓室水位波動穩(wěn)定的條件是m>0;w>0P1574、調(diào)壓室水力計算：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（水位波動的穩(wěn)定性計算）引水道應(yīng)選用可能的最小糙率（α），而壓力管道則應(yīng)選用可能的最大糙率（使H1小）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（最高涌波水位的計算）上游水庫水位應(yīng)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。引水道的糙率應(yīng)取可能的最小值（能耗少、涌波高）。計算工況應(yīng)按丟棄全負(fù)荷考慮。③計算調(diào)壓室最低涌水位，從而確定調(diào)壓室底部和壓力管道進(jìn)口的高程（最低涌波水位的計算）上游水庫水位應(yīng)取可能的最低水位，引水道糙率則取可能的最大值（阻力大、供水慢）第十一章水電站廠房從設(shè)備布置、運行要求的空間劃分為：主廠房、副廠房、主變壓器場、開關(guān)站廠房在垂直面上根據(jù)工程習(xí)慣，主廠房以發(fā)電機(jī)層樓版面為界，分為上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)廠房的類型分為：（1）地面式廠房（河床式廠房，壩后式廠房，壩內(nèi)式廠房，岸邊式廠房）；（2）地下式廠房；（3）抽水蓄能電站廠房；（4）潮汐電站廠房溢流式廠房和挑越式廠房都是封閉型的廠房；潮汐電站廠房基本上與河床式廠房相同，廠內(nèi)采用貫流式機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的組成：a、調(diào)速操作柜；b、油壓裝置；c、接力器；d、輸油管道和漏油裝置大中型水輪機(jī)常用的進(jìn)水閥有蝴蝶閥和球閥油系統(tǒng)分為透平油系統(tǒng)（潤滑、冷卻、提供壓力）和絕緣油系統(tǒng)第十二章水輪機(jī)的安裝高程是控制高程高壓電氣設(shè)備布置原則：（1）應(yīng)盡量靠近廠房內(nèi)的機(jī)組，可縮短昂貴的發(fā)電機(jī)電壓母線的長度，減少電能損失和故障機(jī)會，并滿足防火、防爆、放水霧和通風(fēng)冷卻的要求，安全可靠；（2）使升壓變壓器與主廠房的裝配場同一高程，以便運輸、安裝和利用軌道推進(jìn)廠房的裝配場檢修；（3）應(yīng)考慮升壓變壓器的運輸和高壓側(cè)出線的方便；（4）應(yīng)布置在不受洪水淹及的露天場地上，而且基礎(chǔ)堅實可靠。副廠房的位置：在主廠房的上游側(cè)、下游側(cè)、在主廠房靠對外交通的一端。（各自的適用情況見P211）地下廠房的優(yōu)越性：（1）在深峽谷、大泄量的河道內(nèi)，采用地下廠房有利于水工樞紐的總體布置；（2）在山巖不穩(wěn)定地區(qū)，廠房和壓力管道可避免山坡崩坍的危害，并且具有良好的人防條件；（3）有可能降低建筑物的工程造價；（4）在嚴(yán)寒、酷熱或多雨地區(qū)，廠房的施工和運行可不受氣候的影響；（5）有利于保持地面自然景觀。第一章一．壩式水電站是攔河筑壩，壩前壅水，在壩址處形成落差所建的水電站。原理：用壩集中水頭的電站稱為壩式水電站。分類：河床式（用于較低水頭，如30—40m）壩后式。特點：1水頭取決于壩高。2引用流量較大，裝機(jī)容量大，水能利用較充分，綜合利用效益高。3投資大，工期長。4適用：河道坡降較緩，流量較大，并有筑壩建庫的條件。二．引水道式水電站是在河段上游筑閘或低壩（或無壩）取水，經(jīng)人工引水道引水到河段下游來集中落差所建的水電站。原理：引水道集中落差的原理是人工引水道的糙率、流速和水面坡降均比原河段的小。分類：無壓的有壓的。特點：1閘或低壩（無壩）取水，用人工引水道集中落差，2水頭大小取決于天然河道的落差，水頭相對較高目前最大水頭已達(dá)2Km以上，3引用流量小，沒有水庫調(diào)節(jié)徑流，水量利用率較低，綜合利用價值較低，4電站庫容小，基本無水庫淹沒損失，不需建高壩，工程量較小，造價較低，5適用條件：適合河道坡度較陡，流量較小的山區(qū)性河段三．混合式水電站是在同一河段上用壩集中上游部分落差，再通過有壓引水道集中壩下游部分落差而形成總水頭所建的水電站四．抽水蓄能電站是裝設(shè)具有抽水及發(fā)電兩種功能的機(jī)組，利用電力系統(tǒng)低谷負(fù)荷期間的剩余電能向上水庫抽水儲蓄水能，再在系統(tǒng)高峰負(fù)荷期間從上水庫放水發(fā)電的水電站與常規(guī)電站的區(qū)別：1功能不同：同時具有發(fā)電和抽水的功能2機(jī)組不同：同時有發(fā)電機(jī)和水泵3結(jié)構(gòu)組成不同：上下都有水庫，進(jìn)水口和出水口互為功能五．潮汐電站利用漲潮和退潮時所形成的水頭發(fā)電的水電站六．水電站的建筑物組成：1.樞紐建筑物eq\o\ac(○,1)擋水建筑物，為壩或閘；eq\o\ac(○,2)泄水泄沙建筑物，如溢洪道、泄水洞、泄水泄沙孔；eq\o\ac(○,3)過壩建筑物，如過船、過水、過魚建筑物。2.發(fā)電建筑物eq\o\ac(○,1)引水建筑物，如進(jìn)水口、沉沙池、引水道、前池或調(diào)壓室、壓力管道、尾水道等；eq\o\ac(○,2)發(fā)電廠房及其附屬建筑物，如廠房、變電站、開關(guān)站等。第二章一．進(jìn)水口的分類：（對其進(jìn)行方案經(jīng)濟(jì)比較——進(jìn)行選擇）（1）無壓進(jìn)水口：類似于水閘，水流為明流，引取表層水，適用于無壓引水式電站（2）有壓進(jìn)水口：進(jìn)水口在最低水位以下，水流為有壓流，以引深層水為主，適用于壩式，有壓引水式，混合式水電站二．有壓引水口的分類：1、壩式進(jìn)水口：適用：混凝土重力壩的壩后式，壩內(nèi)式和河床式廠房2、岸式進(jìn)水口：豎井式岸墻式。豎井式：特征：在隧洞進(jìn)口附近的巖體中開挖豎井，井壁一般要進(jìn)行襯砌，閘門安置在豎井中，豎井的頂部布置啟閉機(jī)及操縱室，漸變段之后接隧洞洞身適用：工程地質(zhì)條件好，巖體比較完整，山坡坡度適宜，易于開挖平洞和豎井的情況。岸墻式：特征：進(jìn)口段、閘門段和閘門豎井的布置在山體之外，形成一個緊靠在山巖上的單獨墻式建筑物，承受水壓及山巖壓力，要有足夠的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。適用：地質(zhì)條件差，山坡較陡，不易開挖豎井的情況3、塔式進(jìn)水口：特征：進(jìn)口段、閘門段及其一部框架形成一個塔式結(jié)構(gòu)，聳立在水庫中，塔頂設(shè)操縱平臺和啟閉機(jī)室，用工作橋把岸邊和壩頂相連，塔式進(jìn)水口可一邊或四邊進(jìn)水適用：當(dāng)?shù)夭牧蠅危M(jìn)口處山巖較差，岸坡又比較平緩三．進(jìn)水口的功能與設(shè)施功能：1、要有必要的進(jìn)水能力2、水質(zhì)符合發(fā)點要求（防沙；防污物）3、水頭損失要小4、流量可按要求控制5、施工、安裝、運行和檢修方便四．閘門及啟閉設(shè)備（1）工作閘門（事故閘門）作用：緊急事故關(guān)閉，快速切斷水流，以防事故擴(kuò)大，也可用以關(guān)閉進(jìn)水口以檢修引水系統(tǒng)。要求：動水中快速（1—2min）關(guān)閉，靜水中開啟（2）檢修閘門。作用：設(shè)在工作閘門前，檢修工作閘門及門槽，要求：靜水中啟閉五．通氣孔位置：有壓進(jìn)水口的工作閘門之后作用：1、工作閘門開啟時，引水道充水時用以排氣（開排）2、工作閘門緊急關(guān)閉放空引水道時用以補(bǔ)氣，以防出現(xiàn)有害真空（關(guān)補(bǔ)）六．沉砂池位置：位于無壓進(jìn)水口之后，引水道之前原理：加大過水?dāng)嗝?，降低水流速度，從而減小其挾沙能力，使其有害泥沙在沉降池中逐漸沉積，設(shè)計要素：1、斷面積2、長度3、流速均勻七．引水道要求：1.有符合要求的輸水能力2.減少水頭損失3.保證水質(zhì)。渠道：渠道的水力設(shè)計的主要任務(wù)是根據(jù)已定的設(shè)計流量來選定渠道橫斷面尺寸、糙率、縱坡和水深。分類：1、恒定流計算：2、非恒定流計算：八．壓力前池（壓力前池是把無壓引水道的無壓流變?yōu)閴毫艿赖挠袎毫鞯倪B接建筑物）功用：1、電站正常運行時把流量按要求分配給壓力管道，并使水頭損失最小2、電站出力變化或事故時，調(diào)節(jié)流量，平穩(wěn)水壓，平衡水量，排泄多余水量3、防止引水道中雜物、冰凌與有害泥沙進(jìn)入壓力管道。組成：1、前室；2、壓力管道的進(jìn)水口及設(shè)備；3、泄水和排沙建筑物。布置：1、連接無壓引水道和壓力管道及廠房的建筑物，應(yīng)統(tǒng)一考慮這幾個建筑物合理的布置和相互關(guān)系，2、壓力前池應(yīng)盡可能接近廠房，以縮短用料而且對安全要求高的壓力管道，3、必須選擇良好的地質(zhì)條件，池身盡量能建在挖方中第三章一．壓力管道的功用和類型（1）作用：從水庫、壓力前池或調(diào)壓室，將水在有壓狀態(tài)下引入水輪機(jī)（2）特點：1、坡度陡；2、承受電站的最大水頭，且受水錘動力壓力；3、靠近廠房。管道內(nèi)徑D（m）和水壓力H（m）及其乘積HD值是標(biāo)志壓力管道規(guī)模及其技術(shù)難度的最重要特征值。二．供水方式（P22表3—2）（1）單元供水；（2）聯(lián)合供水；（3）分組供水；三．壓力管道直徑選擇：直徑愈小，管道用材及造價愈低，但管中流速愈大，水頭損失和發(fā)電量損失也愈大。應(yīng)結(jié)合技術(shù)問題，綜合分析，選定最優(yōu)直徑四．允許應(yīng)力和強(qiáng)度校核第四強(qiáng)度理論（畸變能理論）——強(qiáng)度校核五．明管布置：（1）：管道與主廠房的關(guān)系：1、正向引進(jìn)；2、縱向引進(jìn)；3、斜向引進(jìn)；（P26）（2）：管道高程：設(shè)計要求：1、應(yīng)保證管內(nèi)在運行情況下不出現(xiàn)負(fù)壓2、鋼管低與地面凈距離不得小于0.6m六．明鋼管敷設(shè)與支承方式（1）鎮(zhèn)墩：1、封閉式：高水頭小流量2、開敞式：低水頭大流量（2）支墩：功用：承受水重和管重的法向分力，布置：間距L=5—8m。三大類型：（1）滑動式支座：摩擦力大。1、無支承環(huán)鞍形支座2、有支承環(huán)鞍形支座3有支承環(huán)滑動支座（2）滾動式支座：摩擦系數(shù)?。?）擺動式支座：摩擦力很小七．鋼管應(yīng)力分析：（四大斷面；應(yīng)力特點與概念）1、跨中斷面1—1的管壁應(yīng)力2、支承環(huán)旁管壁應(yīng)力區(qū)邊緣，斷面2—2的管壁應(yīng)