水电站习题.doc

第五章 水电站布置形式
（1）水电站形式：坝式 引水道式 混合式 （抽水蓄能式 潮汐式）
（2）水电站建筑物：挡水 泄水 水电站进水建筑物 水电站引水建筑物及尾水渠 水电站平水建筑物 发电、配电、变电建筑物 其他建筑物
（3）抽水蓄能电站：具有抽水和发电两种机组，在电力系统低负荷期时利用多余电能向上水库抽水，在电力系统高负荷期时从上水库放水发电的水电站。

第六章 水电站进水口
一、进水口分类：有压：有压流，取深层水，适合从水位变化幅度较大的水库中取水，后接有压引水系统
无压（开敞式）：有自由液面，去表层水，适合从天然河道或水位变化不大的水库中取水，后接引水道
抽水蓄能
二、有压进水口
（1）类型：闸门竖井式 坝式 岸式 塔式 河床式 分层取水进水口
（2）结构：进口段 闸门段 渐变段
（3）设备：拦污设备 闸门及启闭设备 通气孔和充水阀
（4）高程确定（控制条件）： ①：要低于运行时可能出现的最低水位
②：要有一定的淹没深度，防止进水口前出现漏斗状漩涡和有压引水道内出现负压
③：底部高程要高于设计淤积高程
（5）闸门种类：工作闸门（事故闸门）：动水关，静水启
检修闸门：静水启闭
检修闸门在工作闸门的上游，每个工作闸门都必须有固定的启闭设备不能共用
三、无压进水口
（1）位置：布置在河岸的凹侧
（2）沉沙池工作原理：加大过水断面面积并通过设置分流墙或格栅形成均匀的水流低速区，降低水流的携沙能力，使有害泥沙沉积在池内，让清水进入引水道
（3）引水道功用：集中落差，形成水头。
（4）压力前池：定义：把无压引水道内的无压流变为压力钢管内的有压流的连接建筑物
组成：池身（前室）和扩散段、压力管道的进水口、泄水建筑物、排污、排沙排冰建筑物
作用：加宽和加深渠道以满足有压进水口的要求
向各进水口均匀的分配流量，并加以控制
宣泄多余水量
排污、排沙、排冰
其库容还可反射压力管道水锤波

第八章 压力管道
一、压力钢管类型：明管、地下埋管、砼坝身管（坝内埋管，坝上游面管道，坝下游面管道）
二、压力管道线路布置：（1）管道线路尽可能的短而直
（2）地质条件要好
（3）管道线路要尽量减少起伏波折
三、压力管道进水方式：单元供水、联合供水、分组供水
四、钢管铺设方式：连续，分段
支墩：作用：承受水重和管道自身的法向分力
类型：滑动式，滚动式，摆动式
镇墩：作用：承受由管道转弯而产生的不平衡力
类型：封闭式，开敞式
伸缩节：①：当温度发生变化时，管身可沿轴向伸缩，可减少温度应力
②：还能适应少量的不均匀沉降
五、明管
（1）明管的抗外压失稳：
①何为失稳：管道内部产生真空或负压时，管壁在外部大气压的作用下被压扁而失去稳定的现象。
②内因：钢管是一种薄壁结构，能承受较大的内水压力，但抵抗外压的能力较低。在外压的作用下，钢管易屈服成波形，从而过早的失去承载能力。
③外因：当机组负荷发生变化时，明管内产生负水锤，使管道内形成负压或当管道放空时，由于通气孔失灵使管道内出现真空。
④抗外压失稳措施：增加管壁厚度 增设加劲环
（2）明钢管应力分析的断面：跨中断面，加劲环附近断面、支承环附近膜应力区边缘断面、支撑环附近断面
（3）加劲环作用：保持明钢管的抗外压稳定。

六、地下埋管
（1）优点：布置灵活方便，(竖井式、斜井式、平洞式)
可利用外部围岩来承受内水压力，减小钢衬的厚度
运行安全
缺点：施工工艺复杂且要求较高，工序较多，使施工质量难以保证，施工期较长，造价较高。
（2）灌浆方式：回填灌浆 接缝灌浆 固结灌浆
（3）缝隙值：施工缝隙 温降缝隙（钢衬冷缩缝隙 岩石冷缩缝隙）岩石蠕变缝隙
（4）埋管抗外压失稳：（要重点看）
①外压：地下水压力 灌浆压力 回填砼时流态砼的压力
②措施：降低地下水压力，严格控制灌浆压力 降低流态砼的压力，减少初始缝隙值
在钢衬外设加劲环
明管与埋管的抗外压失稳区别：明管的失稳只与材料的屈服强度有关而埋管还与钢衬与砼之间的初始缝隙值有直接关系。
七、砼坝身管：坝内埋管 坝上游面管道 坝下游面管道(坝后背管)（坝下游明钢管 坝下游钢衬钢筋砼管）
八、分岔管
（1）布置形式：卜型布置（y形布置）、对称Y型布置、三岔形布置
（2）结构类型：
①明钢岔管：三梁岔管、月牙肋岔管、贴边岔管、无梁岔管、球形岔管、隔壁岔管
②地下埋藏式岔管
③钢衬钢筋砼岔管

第九章 水锤与调节保证计算（以下各点要重点看）
(1)水锤：当压力管道末端流量发生变化时，管道中流速的变化会使压力管道，蜗壳及尾水管中的压力随之发生变化，这种变化是一种交替升降的波动，如同锤击作用于管壁，有时还伴随轰轰的响声和振动，这种现象称为水锤。
（2）水锤计算的目的：
①计算过水系统的最大内水压强，作为校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据
②计算过水系统的最小内水压强，作为管线布置，防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据。
③ 研究水锤现象与机组运行的关系
④ 研究减小水锤压强的措施
结论：
水锤压力实际上是由水流速度变化而产生的惯性力
由于管壁具有弹性和水体的压缩性，故水锤压力以弹性波的形式沿管道传播
（3）直接水锤：Ts≤2L/c
间接水锤：Ts>2L/c
第一相水锤：最大水锤压力发生在第一相末ρτ0<1。ζm＜ζ1常发生在高水头电站采取先慢后快的（凸）非直线关闭规律。在管道中正水锤是上凸曲线，负水锤是下凹曲线。
极限水锤：最大水锤压力发生在第一相以后的某一相ρτ0>1.5。ζm>ζ1常发生在低水头电站采取先快后慢的（凹）非直线关闭规律。在管道中是沿直线分布。
（4）减小水锤压力的措施（要重点看）
减小压力管道的长度
减小压力管道中水流速度
采取合理的调节规律
延长有效的关闭时间
（5）调节保证计算（以下各点要重点看）
1、何谓调节保证（计算）：水锤压力和机组转速变化的计算
2、调节保证计算的目的：正确合理的选择导水叶启闭时间和方式，使水锤压力和机组转速的变化在经济合理的允许范围内
3、调节保证计算的任务：
①：合理的选择导水叶启闭时间和方式，使水锤压力和机组转速的变化在经济合理的允许范围内
②：根据给定的GD2和调节时间，计算转速的变化，检验它是否在允许的范围内
③：根据给定的调节时间和调节规律，计算水锤压力，检验它是否在允许的范围内
4、调节保证计算的内容：
①丢弃负荷时：
转速的最大升高值
压力管道和蜗壳内压力的最大升高值
压力管道和尾水管内压力的最大降低值
②增加负荷时：
转速的最大降低值
压力管道和蜗壳内压力的最大降低值

第十章 调压室（整章要重点看）
（1）功用：
①反射水锤波
②缩短压力管道长度
③改善机组在负荷变化时的运行条件和供电质量
（2）对调压室的要求
①位置尽量靠近厂房
②能充分反射水锤波
③运行稳定
④水头损失要小
⑤施工简单方便，造价经济合理
（3）布置方式
上游调压室
下游调压室
上下游双调压室
上游双调压室
（4）结构类型
简单圆筒式
阻抗式
水室式
溢流式
差动式
气垫式或半气垫式
（5）托马斯断面：保证调压室水位波动稳定所需的最小断面（临界断面）
（6）影响波动稳定的因素
①水电站水头
②引水系统中糙率的
③调压室位置
④调压室底部流速水头的影响
⑤水轮机效率的影响
⑥电力系统的影响
（7）调压室水力计算的内容
①由调压室水位波动的稳定条件，确定调压室的最小断面
②计算调压室最高涌波水位，确定调压室顶部高程
③计算调压室最低涌波水位，确定调压室底部和压力管道进口