2022年2022年某水電站引水系統(tǒng)設計

1、精選學習資料 - - - 歡迎下載水電站引水系統(tǒng)設計某水電站引水系統(tǒng)設計該水電站所在河流中下游地段側向腐蝕作用非常劇烈,形成迂回曲折的蛇形地貌,為修建引水式水電站供應了有利的地勢條件；某水電站的引水隧洞和廠房位于南天門嶺,此處分水嶺寬約800 m ,而兩端河水位差達13 m ,本區(qū)地層主要為前震旦系的黑云母混合片麻巖通過,沿洞線未發(fā)覺斷層, 且洞線頂上部新奇巖體厚達 80160 m ,深部裂隙已趨閉合因此工程地質條件較好,洞線前部通過兩條較大巖脈均大致與洞線正交,一條為石英斑巖,寬3040 m ,另一條為正常閃巖, 寬 26 30 m ,巖脈與圍巖接觸良好, 廠房后山坡地勢坡度約50o 60o

2、,坡高 40 m 左右,后山坡邊坡基本穩(wěn)固；7.1 隧洞洞徑及洞線挑選布置考慮了地質條件. 地勢條件. 施工條件與水力條件, 由于施工技術條件的限制,引水洞徑不宜大于12m ,因此,挑選兩條引水隧洞,四條壓力管道分別給每臺機組供水,供水方式為單元供水（即單管單機）,鋼管軸線與廠房軸線相垂直,這樣可以使水流平順,減小水頭缺失；7.1.1 有壓引水隧洞洞徑運算精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載由于水輪機選型部分已知單機最大引用流量：qmax124.91m3 / s精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載隧洞斷面面積： a2qmax v

3、ead 24精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載式中： ve4.2m / s精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載由上式得： a2qmax ve2124.9159.48 m24.2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載就洞徑 d4 a459.488.7 m3.14精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載本設計中取 d9.0 m ；7.1.2 洞線挑選原就1）地質條件：盡可能位于完整堅硬的巖石中,躲開巖體脆弱.山巖壓力大. 地下

4、水充足及巖石破裂帶. 地震區(qū)；必需穿越脆弱夾層或斷層時盡可能正交布置；隧洞通過層狀巖體時洞線與巖層走向夾角盡可能大,以利于圍巖穩(wěn)固, 提高承載1精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載水電站引水系統(tǒng)設計力；2）地勢條件：出口處的地勢宜陡,進口段洞口圍巖厚度宜大于一倍開挖洞徑,一般要求四周牢固厚度不小于三倍開挖洞徑；3）施工條件：便于施工；4）水力條件：轉彎半徑大于五倍洞徑,轉彎面不宜大于60o7.2 進水口設計7.2.1 進水口型式的挑選在水利水電工程中, 為發(fā)電供水等綜合利用的目的,往往需要在水位便服的自然河道, 湖泊或人工水庫和調劑池中取水,深式進水口及有壓進水口為了適應這一需要而設

5、置的一種水工建筑物,深式進水口應滿意水工建筑物的一般要求, 即結構安全,布置簡潔,施工便利,造價低廉,運行牢靠并適應留意美觀；其組 成為：行進段進口段閘門段閘門漸變段操作平臺和交通橋；太平哨水電站為有壓進水式, 岸邊地質條件較好, 因此挑選深式進水口中的隧洞式進水口為宜；深式進水口主要的形式：隧洞式進水口, 其進口段和閘門井均從山體中開鑿而成適應于進口地質條件良好,擴大斷面和開挖閘門豎井均不會引起塌方,坡度適中； 洞式進水口充分利用了巖石作用,鋼筋混凝土工程量較小,這一種既經濟又安全的結構形式；壓力墻進水口： 其進口段和閘門段均布置在山體之外適用于洞口鄰近地質條件較差或不宜采納洞式進水口時不宜

6、擴大開挖坡度較緩時；壩式進水口： 其基本特點為進水口鄰近在壩體上適用于壩后時廠房或河床式水電站廠房的上游壩體內,進水口與壩體成統(tǒng)一的整體；塔式進水口： 適用于水電站廠房布置在河床壩后,攔河壩采納當地材料壩或水庫地質條件較差,坡度較平緩不利于岸坡上修建進水口；7.2.2 進水口高程確定該水電站為有壓式進水, 岸邊地質條件較好, 挑選深式進水口, 洞室底板高程應在水庫淤積高程以上1.0 1.5 m ,為防止進水口前顯現漩渦和吸氣漏斗, 需有肯定埋沒水深；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載所需要的埋沒深度：1kphcva 2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學

7、習資料 - - - 歡迎下載式中：hkp 無吸漩渦的臨界埋沒水深c 體會系數,一般取0.55 0.73 ,對稱進水時取精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載小值,側面進水時取大值,本設計取c0.7精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載水電站引水系統(tǒng)設計v 閘門斷面的水流流速, 由于閘門面積比引水隧洞斷面面積稍大,就其流速比引水隧洞小,本設計取 v4 m / sa 閘門孔口高度,本設計取a9.0 m11精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載kp由上式得：hcva 20.749.0 28.4 m精品學習資料精選學習資料 - -

8、 - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載綜合分析并考慮到風浪影響,取hkp10.0 m精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載就進水口底板高程：底死hkpa190.010.09.0171.0 m精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載7.2.3 進水口尺寸的擬定1）進口段：其作用為連接攔污柵與閘門段；依據國內外實踐體會,進口段x2y2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載頂板曲線采納 1/4 橢圓曲線,曲線方程為：221ab精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡

9、迎下載a 10 m式中： a橢圓曲線長半軸,一般取1 1.5d ,本設計取b 橢圓曲線短半軸,一般取1/3 1/2d ,本設計取精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載b 3 m精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載一般情形下橢圓曲線a / b3 :4 ,當引用流量及流速不大時, 也可采納圓弧精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載曲線代替, 重要的工程應依據模型試驗打算進口曲線,進口流速不宜太大； 進口面積不小于下式運算值：aa' / c . cos式中： a 進口斷面面積a 引水斷面面積（按漸變段末端）就：ad 2 / 43.1492 / 463.6 m2引水道

10、中心線水平面間夾角,本設計取0c 收縮系數, 一般取 0.6 0.7 ,本設計取 c0.65精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載由上式得：aa'/ c . cos63.6 / 0.65cos 097.85 m2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2）閘門段：閘門段為引水道和進口段的連接段,閘門口采納矩形,考慮進口的結構穩(wěn)固性,進水口設支墩,布置兩孔,高4.5 m ,寬 9.5 m 的矩形平板閘門并相應設兩孔檢修閘門,檢修閘門與工作閘門間距取2 m ；3）漸變段：漸變段為閘門段到壓力引水管道的過渡段,其斷面面積和流速 應逐步變化, 使水流不產生漏流并盡量減小水頭缺失；

11、由矩形變成圓形通常采納3精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載水電站引水系統(tǒng)設計四角加圓角過渡圓弧的中心位置和圓角半徑 r 均按直線變化,漸變段長度依據體會,一般為壓力隧洞直徑的 1.5 2.0 倍,收縮角不超過 10o,以 69o為宜；本設計取其長度為 16 m ；4）通氣孔和進人孔：通氣孔設在事故閘門之后其功用為當引水道充水時可以排氣,當事故閘門關閉放空引水道時,可以補氣以防顯現有害真空；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載通氣孔面積按下式運算：a2qa va精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載40m/s式中：qa

12、進水口進水量, 一般為最大引用流量124.91m /s3va 通氣孔進氣流速,一般為3050m/s,本設計取精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載由上式得： a2qa va2124.916.25 m240精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載為了便于進水口及壓力水道的愛護與檢修,需設進人孔；本設計采納通氣孔兼作進人孔；7.2.4 進口設備1）攔污柵設計：為防止結冰及漂浮物堵塞和進入進水口,進水口前需設攔 污柵,攔污柵在平面上布置或直線上面為垂直布置,即傾角為90o,過柵的水流凈流速應盡量小,以減小水頭缺失和清污困難,不宜大于1m/s

13、,本設計取過柵 流速為 1m/s；就攔污柵凈面積為：精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載a2qava2124.91249.82 m 21.0精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2）閘門設計：工作閘門：選用平板閘門,閘門高度應大于洞徑,本設計取9.5 m ,閘門寬度一般等于或小于壓力管道直徑,由于進水口設中墩,閘門寬度取4.5 m ,門厚0.8 m ,要求在靜水中開啟,動水中關閉；檢修閘門：采納平板閘門,尺寸同工作閘門,要求在靜水中開啟,靜水中關閉；檢修閘門與工作閘門之間的距離很近,為了便于檢修,要求24 m 的間距,本設計取為 2 m ,布置在同一閘室內,在閘門井上方布置一

14、個共用的啟閉機房；7.3 引水隧洞7.3.1 線路與坡度的確定4精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載水電站引水系統(tǒng)設計引水隧洞的路線挑選為設計中的關鍵,它關系到隧洞的造價, 施工難易, 工程進度,運行牢靠性等方面,挑選洞線的一般原就和要求為：隧洞的路線應盡量防止不利的地質構造,圍巖可能不穩(wěn)固及地下水位高, 滲水量豐富的地段, 以減小作用于襯砌上的圍巖壓力和外水壓力,洞線要與巖層層面.構造破裂帶和節(jié)理面有較大交角,在高地應力區(qū)應使洞線與最大水平地應力方向盡量一樣, 以減小隧洞側向圍巖壓力, 隧洞的進出口在開挖過程中簡潔塌方,易受地震破壞,應選在掩蓋層風化較淺,巖石比較牢固完整的地段；洞

15、線在平面上求短直, 這樣既可以削減工程量, 便利施工； 有良好的水流條件,如因地勢,地質,樞紐布置等必需轉彎時應以曲線相連；隧洞應有肯定的埋藏深度, 包括：洞頂掩蓋厚度和傍山隧洞岸邊一側的巖體厚度, 統(tǒng)稱為圍巖厚度, 圍巖厚度涉及開挖時的成洞條件,運行中在內外水壓力作用下圍巖的穩(wěn)固性,結構運算的邊界條件和工程造價等；隧洞的縱坡應依據運用要求,上下游連接, 施工和檢修等因素, 綜合分析比較后確定, 無壓隧洞的縱坡應大于臨界坡度,有壓隧洞的縱坡主要取決于進口高程,要求全線洞頂在最不利條件下保持不小于2 m 的壓力水頭；有壓隧洞不宜采納平坡或反坡,由于其不利于檢修和排水；對于長隧洞,挑選洞線時仍應留

16、意地勢,地質條件；布置一些施工之洞,斜井,豎井,以便增加工作面,有利于改善施工條件加快施工進度；太平哨水電站依據上面原就和要求,挑選了兩條引水隧洞, 所經路線地質構造良好,洞線在平面上短直, 即減小工程造價. 便利施工.具有良好的水流條件,隧洞有肯定的埋深,圍巖厚度大于3 倍洞徑；為了利于檢修與排水,隧洞縱坡率為2%,其工作閘門與檢修閘門設在進口, 隧洞在平面上有彎角, 對于低流隧洞曲率半徑不宜小于5 倍的洞徑, 現取 6 倍的洞徑,即 54 m ,轉角不宜大于60°,取 30°,詳細布置見壩區(qū)引水系統(tǒng)平面布置圖；7.3.2 斷面形式與斷面尺寸隧洞斷面形式取決于水流流態(tài).

17、地質條件. 施工條件及運行條件等, 有壓隧洞一般采納圓形斷面, 緣由為圓形斷面的水流條件受力條件都較為有利, 本設計中隧洞斷面采納圓形,直徑為 9 m ；7.3.3 洞身襯砌為了保證水工隧洞的安全有效運行通常需要對隧洞進行襯砌,襯砌作用為限制圍巖變形, 保證圍巖穩(wěn)固； 承擔圍巖壓力. 內水壓力等負荷； 防止?jié)B漏；保證巖石免受水流, 空氣,溫度,干濕變化等充蝕破壞作用； 減小表面糙率；5精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載水電站引水系統(tǒng)設計隧洞襯砌的主要類型平整襯砌：亦稱護面或抹平襯砌,它不承擔外力只起減小隧洞表面糙率, 防止?jié)B漏和愛護巖石不受風化作用平整襯砌適應于圍巖條件較好,能自行

18、穩(wěn)固且水頭,流速較低的情形下；單層襯砌： 由混凝土. 鋼筋混凝土或漿砌石等組成,適用于中等地質條件斷面較大,水頭及流速較高情形；依據工程體會,混凝土及鋼筋混凝土厚度,一 般約為洞徑或洞寬的1/8-1/12且不小于 25cm ,由襯砌最終運算確定；組合式襯砌：由內層的鋼板,鋼筋網噴漿,外層為混凝土或鋼筋混凝土,有頂拱為混凝土邊墻或底板為漿砌石和頂拱邊墻噴錨后再進行混凝土或鋼筋混 凝土等形式；渾江太平哨水電站, 為了保證引水隧洞安全有效運行,限制圍巖變形, 保證圍巖穩(wěn)固,承擔圍巖壓力,內水壓力等荷載,防止?jié)B漏,保證巖石免受水流.空氣.溫度.干濕變化等沖蝕破壞作用,減小表面粗糙,需要對其進行襯砌,依

19、據工程體會,采納單層襯砌形式,混凝土厚度為1 m ；7.4 調壓室設計7.4.1 為否設置調壓室判定為了改善水錘現象, 常在有壓引水隧洞與壓力管道連接處建造調壓室,調壓室利用擴大的斷面和自由水面的反射水錘波將有壓引水系統(tǒng)分為兩段：上游段有有壓引水隧洞,調壓室使隧洞基本上防止了水錘壓力的影響；下游為壓力管道, 由于長度縮短了,從而降低了壓力管道中的水錘值,改善了機組運行條件；調壓室功用歸納為以下三點： 反射水錘波, 基本上防止了壓力管道中水錘波進入有壓引水道； 縮短壓力管道的長度從而減小壓力管道及廠房過流部分鐘水錘壓力；改善機組在負荷變化時的運行條件及系統(tǒng)供電質量；在有壓引水系統(tǒng)中設置調壓室后,

20、 一方面使有壓引水道基本上防止了水錘壓力影響, 減小了壓力管道中的水錘壓力,改善了機組的運行條件, 從而減小了他們的造價； 但另一方面卻增加了設置調壓室的造價,所以為否設置調壓室應進行技術經濟方案的比較來打算；我國水電站調壓室設計規(guī)范 建議以下式作為初步判別為否需要設置上游調壓室的近似準就：l ivitwgh 0式中： li 壓力水道（包括蝸殼機為水管）長度,有壩區(qū)系統(tǒng)平面圖量得約為800-850 m6精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載水電站引水系統(tǒng)設計vi 壓力水道中的平均流速,取4.5 m/sg重力加速度,取9.81 h0 電站最小靜水頭；即：死水位至電站下游水位190.0-1

21、52.6=37.4m精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載就： tw8509.814.537.410.43s6s精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載需要設置調壓室；7.4.2 調壓室位置的挑選調壓室位置挑選的一般原就為：調壓室的位置需依據壓力管道的地勢.地質條件與廠房位置統(tǒng)一考慮,應盡可能靠近廠房,以削減壓力管道與水輪機的水擊壓力；調壓室距廠房較近, 且多設在接近山坡處, 以躲開不利的地質條件, 以減輕電站運行后滲水對圍巖及邊坡穩(wěn)固的不利影響,以免由于地下水轉變導致圍巖失穩(wěn)塌滑；太平哨水電站調壓室所處地勢為長條形山脊,且山脊寬度較小, 為獲得調壓室上掩蓋巖體有足夠的厚度, 并

22、使兩個調壓室間保持肯定的距離,把兩個調壓室沿山脊一前一后布置, 調壓室所處風化層較厚, 為了保持頂拱以上新奇巖體有較大厚度, 就調壓室位置需盡量往進水口方向布置,但這樣縮短了主洞線, 增加了壓力管道長度,不僅增加了工程量和投資,而且對機組調劑保證也有不利影響,為了滿意各方面要求, 選取較為合理的位置, 1#主洞長 675 m ,壓力管道長 125 m ,2#主洞 625 m ,壓力管道長 175m ；7.4.3 調壓室的布置方式與型式的挑選依據調壓室與廠房的相對位置關系, 調壓室的基本方式有三種： 上游調壓室.下游調壓室. 上下游雙調壓室, 太平哨水電站上游又較長的引水道,而下游無尾水隧洞,故

23、挑選布置方式為：上游調壓室；其基本類型有：圓筒式.阻抗式.雙室式.溢流式.差動式.氣墊式,太平哨水電站從投資.施工難易以及地勢.地質條件綜合考慮,選用簡潔圓筒式,并采納“三合一”的型式,即調壓.分岔及閘門三者布置在一個井中；7.4.4 調壓室的水利運算調壓室的基本尺寸為由水力運算來確定的,其內容包括：調壓室水位波動的穩(wěn)固條件,確定調壓室斷面面積 確定調壓室最高涌水位,從而確定調壓室頂部高程7精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載水電站引水系統(tǒng)設計確定調壓室最低涌水位,確定其底部及壓力管道進口高程；1）應依據電站及引水道的實際情形,挑選可能顯現的最不利情形作為水力運算條件,使調壓室自阿確

24、保安全的前提下最經濟合理,采納托馬公式：l f精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載fk h2g2hwm 0 水工手冊 7-156精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載式中： fk臨界界面lf 引水道長度與斷面面積g 重 力 加 速 度 h穩(wěn)固狀態(tài)時水輪機承擔的靜水頭,采納可能顯現的最小凈水頭,取34.6 m hwm 0 壓力管道的水頭缺失引水道的水頭缺失系數精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載lv 2v 2v 2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載hw0hw0c 2 rln 2v 21r 32g2gv 2v 22 g2 g精品學習資料精選學習資料 - -

25、- 歡迎下載式中： r為水力學半徑r=a/x=d/4=9/4=2.25精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載v引水道內流速,取 4.2局部水頭缺失系數m/ s精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載為局部水頭缺失系數,查水力學表 3-3得：1 進水口水頭缺失 1=0.1 ,精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載 2 攔污柵水頭缺失24 t 3bsin1.64 0.03 30.140.205 ,3 閘門段水頭缺失精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載（門槽）30.3 ,4 漸變段局部水頭缺失：4=0.05 ,就 =0.6

26、55精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載就： hw 0ln 2v 21v 2v 20.7920.5890.8992.28精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載r 3hw0v 22g2.284.222g0.129精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載壓力管道水頭缺失運算（局部忽視不計）：精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載hwolv 2c 2 rln 2v 24r 3精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載式中： l壓力管道查長度取1# 洞長為 125 m8精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載水電站

27、引水系統(tǒng)設計n糙率水力學表3-2取 0.012 v管內流速,取5 m/ s d壓力管道直徑,即：精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載d4q v4124.195.653.14取 d=6m精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載r水力半徑取 r=d/4=6/4=1.5 m精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載就： hwo所以臨界斷面：lv 2c 2 rln2v 24r31250.01225241.530.262精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載l ffk h2 hwm 0 67563.585497.65精品學習資料精

28、選學習資料 - - - 歡迎下載2g20.1299.8134.620.262精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載m2調壓室直徑： d4fk4497.653.1425.18 m精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載對于投入電力系統(tǒng)運行, 當電站簡潔小于 1/3 系統(tǒng)無調頻任務時或機組及調精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載速器性能度機組穩(wěn)固運行有充分時, 取 f=kf（k 2）運算調壓室最高涌波水位：查水工設計手冊 7-134其中 k 為折減系數）實際工程 d=20m精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載0lfv

29、22gfhw067529.8163.585493.85522.2848.2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載xhw002.2848.20.048查水電站表10-5得 x max=0.27精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載就： zmax=x max =0.27 × 48.2=13.0 z=z 校+zmax=194.7+13=207.33取調壓室頂部高程為210.0 m3）運算調壓室最低涌波水位 查水電站 10-5 得 x 2=0.21所以： z2=x 2 =0.21 × 48.2=10.1z=z 設 -z2

30、=191.5-10.1=181.4m最低涌波水位（ 181.4 ） -隧洞頂高程（ 179.0 ）=2.4 m取 2.5 m,滿意隧洞布置要求；9精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載水電站引水系統(tǒng)設計7.5 水擊及調劑保證運算7.5.1 調保運算目的水擊運算的目的：確定管道為最大的內水壓力作用為設計或校核壓力管道. 蝸殼和水輪機強度的依據, 確定管道內最小水壓力作為管道布置.防止壓力管道中產生負壓和校核尾水管內真空度的依據,討論水擊和機組穩(wěn)固運行的惡關系（調保運算）討論降低水擊壓強的措施.調劑保證運算的目的：為了保證電站運行的經濟與安全,需挑選合理的導葉啟閉時間,使水擊壓強及機組轉速

31、變化率都掌握在答應的范疇內：7.5.2 調劑保證運算的內容丟棄全負荷或部分負荷時：機組轉速最大上升值壓力管道及蝸殼內的最大水擊壓強尾水管真空度校核, 同時應留意開度變化時的反擊水擊為否超過了增加負荷時的水擊值增加全負荷或部分負荷：機組轉速最大降低值, 只對單獨運行的電站運行, 加入系統(tǒng)運行的電站, 轉速受系統(tǒng)頻率的制約,不行能有很大降低；壓力管道和蝸殼內最大壓力降低值說明：大中型水輪發(fā)電機組通常并入電力系統(tǒng)運行,大幅度突增負荷的情形一般不會顯現, 只有對單獨運行的電站, 增加負荷的調保運算才有意義,本電站建成后并入東北電網,因此不用進行增加全部負荷或部分負荷時的運算：機電設計手冊 p2067.

32、5.3 調劑保證運算的過程(1) 水電站的調保運算一般按兩種工況運算,并取較大值： 1在設計水頭下用全負荷（通常發(fā)生最大轉速上升） 2在最大水頭下用全負荷（通常發(fā)生最大壓力值） . 壓 力 管 道 長 度 ： 2#引水隧洞的壓力管道長度大于1#所以 2# 管道取 l=175m. 壓力管道直徑 d：由前面運算 d=6.0 m. 壓力管道平均水擊波速：10精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載水電站引水系統(tǒng)設計壓力管道為地下埋式鋼管,水擊波速c=1200m/ s. 機組轉速：（額定容量.單機引水流量）n0=107.1r/min n=4 萬 kw q=124.91m3/s. 導葉起閉時間：初

33、挑選 tz=8 s所以,有效時間為：精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載ts=（0.54+0.047z）t z=（0.54+0.04. 水電站設計水頭： hr=36.2m. 機組轉動慣貫 gd2 ：8×）×8=6.88 s精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載gd2=k2di 3.5lt機電手冊 p164式中： di定子鐵芯內徑di=8.42 mlt定子鐵芯長度lt=1.35 mk 2體會系數查表3-10k 2=5.2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載所以, gd2=5.2+8.423.5×1.35=12159.88t(2) 水擊壓強

34、與調劑保證運算在設計水頭下用全荷載m·2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2l2750.292 , ts6.8s2l精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載c1200c所以,發(fā)生間接水擊；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載特性常數vmaxcvmaxqmaxd 2a1200124.91623.1444.424.42 m / s7.5精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2gh 029.8136.2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載丟棄全荷載時： z0=1, z0=7.5 >1所以發(fā)生末

35、相水擊精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載lvmax1754.420.317精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載gh 0 ts9.8136.26.68精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載式中：閥門開度變化時管道中水流流量的德相對變化率精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2m420.317 250.317 240.3170.371精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載水擊壓強 :h=mhr=0.371 ×36.2=13.4m總壓力值： hr+ h=36.2+13.4=49.6m11精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載水電站引水系

36、統(tǒng)設計精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載轉速變化率：136.5n0 ts f10n 2gd 2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載式中： n0機組額定容量,取4 萬 kw ts1=0.85ts =0.85 ×6.88=5.848 sf水擊影響系數,查水電站9-22 得： f=1.47n額定轉速,取107.1 r / min精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載36.541045.8481.47精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載01107.1212159.8810.378精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 -

37、 - - 歡迎下載機組轉速最高值： nmax=n0（ +1）=107.1 ×（ 0.378+1）=147.58r最大水頭下用全負荷：/ min精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2h c2 17512000.292ts6.88間接水擊精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載vmax4.4（2 前面已知）精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載cvmax12004.427.1精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2gh029.8138.1精品學習資料精選學習資料 -

38、 - - 歡迎下載丟棄全負荷時 z0=1z0=7.1 1 發(fā)生末相水擊精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載lvmax1754.420.3精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載gh 0 ts9.8138.16.88精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載m2420.3 20.3240.30.35精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載水擊壓力： h=mhmax=0.35 ×38.1=13.335總壓力值： h+h=38.1+13.335=51.435水擊壓力系數,查水電站表2-22 知 f=1.45精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載136.5h

39、 0ts f1136.5400005.8481.4510.374精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載0n 2gd 2107.1212159.88精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載機組轉速最高值：nmax=n0（1+）=107.1 ×（ 1+0.374 ）=147.16水擊壓力的運算標準如下：壓力上升：當 h40m 時 0=.7-0.5本設計中： （ , ） 0.371 < 所以滿意要求；r / min精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載12精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載水電站引水系統(tǒng)設

40、計（3）壓力降低：負水擊時,一壓力管道頂部任何一點不顯現負壓并有2 m h2o以上余壓為限,尾水管進口的答應最大真空度為8 m h2o；轉速變化率的運算標準：丟棄全負荷時 =0.6機電手冊 p98本設計 =max（0.378 , 0.374 ）=0.378< =0.6 滿意要求7.6 壓力管道設計7.6.1 壓力管道的布置結合電站廠房綜合考慮,廠房和機組間距17 m ,故壓力管道中心間距也定為 17 m ,管道內徑 6 m ,襯砌厚度 60-160 cm ,開挖直徑 7.2-8 m ,就管道間巖壁厚味 9-9.8 m ,靠近調壓室鄰近的分岔起點處巖壁厚5 m ,厚度雖小,但圍巖巖性較好,

41、節(jié)理裂隙不發(fā)育,采納混凝土襯砌,可以滿意設計要求,這種平面布置,從調壓室后以 25°角分岔,并設平面線 r=30m ,中心角 =12°30,此處在布置壓力管道為充分考慮到了地質條件, 調壓室后壓力管道的不只； 在立面上相宜位置處轉彎,以防止不了的地質條件,滿意廠房安裝高程的要求；7.6.2 壓力管道直徑的挑選依據管內經濟流速 46 m / s,進行直徑確定,經運算管徑為 6 m ,相應流速為 4.42 m / s ,毅力管道直徑取值不運算值稍大緣由為： 1 .壓力管道較長；采納較大洞徑,相對流速 較低,可改善機組運行條件； 2 .太平哨水電站為中水頭大流量電站,水流較為珍貴

42、,采納較大洞徑可獲得較多電能；7.6.3 調劑保證運算經調劑保證運算,確定水輪機導葉啟閉時間為8s,最大水擊壓力為13.34 ,精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載壓力管道壓力值為51.435 ,機組轉速最大升值147.167.6.4 壓力管道的結構設計及穩(wěn)固運算r / min ,滿意要求；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載基本資料：水工設計手冊一般碳素鋼a3,屈服強度 s=235000kpa8低合金鋼 16mn ,屈服強度s=345000kpa,巖石彈性拉力系數k 0=400,為了安全,涉及何在為外水壓力50 m 水柱高,內水壓力60 m 水柱高,鋼材彈性模量 e 為：

43、 e=2.06×10 kpa,泊松比為 0.3壓力管道壁厚初估：為了安全起見, 不考慮巖石的彈性拉力, 自阿內水壓力作用下, 荷載由鋼管單獨承擔,依據鍋爐公式：13精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載水電站引水系統(tǒng)設計pv0hd 0精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2水電站 p143精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載式中：水溶重9.81 h內水壓力為 60 m d0管道直徑為6 m焊縫系數,采納雙面對焊0.95 鋼材答應應力,本設計采納 16mn 鋼,取 0.55 s, 再降低 20%；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載9.816060.

44、012m精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載20.553450000.2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載考慮鋼管銹蝕.磨損及鋼板厚度誤差,管壁應力比運算值增加了 2 mm ,所以結構厚度為 12+2=14mm另外,管壁最小厚度除滿意上述結構穩(wěn)固要求, 仍需考慮制造工藝. 安裝運輸 等 要 求 , 管 壁 有 必 要 的 剛 度 , 因 此 管 壁 最 小 機 構 厚 度 應 滿 足 /d800+4=11.5 mm 、 且不小于 6 mm ,故利用鍋爐公式運算出的 12 mm 與結構厚度 14 mm ,滿意要求；鋼管抗外壓失穩(wěn)運算（1）在外水壓力作用下,地下埋藏管為光面管時外壓失穩(wěn)運算：精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載pcr344（0/1.70.25s精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載）式中：鋼稱厚度,本設計取為12m鋼稱半徑, tp300cm2s 鋼稱屈服強度, 3500kg/mm由上式得：精品學習資料精選學習資料 - - -