水電站全套課件

水電站HYDROPOWERENGINEERING緒論我國水能資源豐富，規(guī)劃建設十二大水電基地建議閱讀《水資源綜合利用》（施嘉煬著）大中型水電站工程主要建設成就我國小水電資源十分豐富，分布面廣我國發(fā)展小水電的方針是要使小水電成為“自建、自管、自用”的農(nóng)村電力能源我國小水電規(guī)劃、設計、施工、管理技術隊伍強大，制造的小水電設備競爭力強小水電建設加速了農(nóng)村電氣化的進程建議閱讀文章“中國小水電及農(nóng)村電氣化”，小水電，2001.5，程回洲水電站

HYDROPOWERENGINEERING課程主要內(nèi)容第一部分：水電站規(guī)劃水力發(fā)電的基本原理及開發(fā)方式水電站工作參數(shù)第二部分：水輪機水輪機的基本類型、組成和安裝高程水輪機的工作原理、特性及選擇水輪機的調(diào)速設備第三部分：水電站建筑物水電站引水建筑物（進水、輸水、平水建筑物）水擊及調(diào)節(jié)保證計算水電站廠房布置及其結(jié)構(gòu)水電站

HYDROPOWERENGINEERING第一部分水電站規(guī)劃水力發(fā)電的基本原理及開發(fā)方式水電站工作參數(shù)水電站

HYDROPOWERENGINEERING一、水資源綜合利用及水力發(fā)電的基本原理水資源的綜合利用防洪、發(fā)電、航運、灌溉、城鎮(zhèn)供水、養(yǎng)殖、漁業(yè)水力發(fā)電的基本原理水流一般途徑：水庫及進水口、引水建筑物、水輪機、尾水泄水道能量轉(zhuǎn)換過程：天然水能、可用水能、旋轉(zhuǎn)機械能、電能水電站包括水力系統(tǒng)和機電系統(tǒng)水電站

HYDROPOWERENGINEERING二、水力資源的開發(fā)方式

與水電站基本類型壩式開發(fā)方式與壩式水電站河床式水電站：葛洲壩、富春江電站等壩后式水電站：三峽、丹江口、新安江電站等引水式開發(fā)與引水式水電站無壓引水式電站有壓引水式電站混合式開發(fā)與混合式水電站水電站

HYDROPOWERENGINEERING幾點說明無調(diào)節(jié)水電站與有調(diào)節(jié)水電站徑流式水電站與蓄水式水電站梯級開發(fā)與梯級水電站跨流域引水電站抽水蓄能電站潮汐電站水電站

HYDROPOWERENGINEERING三、水電站工作參數(shù)水頭靜水頭（毛水頭）凈水頭（工作水頭）流量出力理論出力實際出力效率水電站

HYDROPOWERENGINEERING返回到2002年底全國水電總裝機容量達到8350萬kW（技術可開發(fā)總水能資源3.78億kW）截止到2002年底，我國已建和在建的大中型水電站工程有220多座，其中裝機100萬kW以上的25座；50萬kW以上的40座，壩高在100m以上的大壩55座，建成總長度超過500km的水工隧洞，裝機10萬kW以上的地下廠房水電站25座。在建與準備開工建設的水電工程包括：龍灘、小灣、公伯峽、泰安、桐柏、溪洛渡、向家壩、瀑布溝、糯扎渡、錦屏一級、虎跳峽、白鶴灘、錦屏二級、仙游等。到2000年底全國已建成小水電站4萬多座，裝機容量達到2485萬kW，年發(fā)電量800億kW.h（技術可開發(fā)總小水電水能資源8700萬kW，分布在全國1600多個山區(qū)縣）1984年建設了一百個農(nóng)村電氣化縣；1991年又建設了二百個農(nóng)村電氣化縣；“十五”期間再建設三百個農(nóng)村電氣化縣。小水電主要建設省份包括：浙江、福建、云南、貴州、四川、廣東等。世界防洪效益最為顯著的水利工程。總庫容393億立方米，防洪庫容221.5億立方米。世界最大的水電站?？傃b機1820萬千瓦，年發(fā)電量846.8億千瓦時。世界建筑規(guī)模最大的水利工程。大壩壩軸線全長2309.47米，泄流壩段長483米，水電站機組70萬千瓦（26臺），雙線5級船閘、升船機。世界工程量最大的水利工程。主體建筑土石方挖填量約1.34億立方米，砼澆筑量2794萬立方米。世界施工難度最大的水利工程。2000年砼澆筑量為548.17萬立方米，月澆筑量最高達55萬立方米。施工期流量最大的水利工程。三峽工程截流流量9010立方米/秒，施工導流最大洪峰流量7.9萬立方米/秒。世界泄洪能力最大的泄洪閘。最大泄洪能力10.25萬立方米/秒。世界規(guī)模最大、難度最高的升船機。世界水庫移民最多、工作量最為艱巨的移民建設工程。三峽工程水庫動態(tài)移民最終可達113萬。三峽工程之最課間休息Let‘shaveabreak！思考題1、試闡述我國水能資源的蘊藏概況。2、我國水電建設事業(yè)的成就、發(fā)展前景以及在科學技術上需解決哪些主要問題?3、試闡述水能利用原理。4、什么是水電站的出力、發(fā)電量及裝機容量?5、按照集中落差方式的不同，水電站的開發(fā)可分為幾種基本方式?何為壩式水電站、引水式水電站和混合式水電站?水輪機的基本類型、組成和安裝高程水輪機的工作原理、特性及選擇水輪機的調(diào)速設備第二部分水輪機水電站

HYDROPOWERENGINEERING第四章水輪機的基本類型、組成和安裝高程一、

水輪機的基本類型與型號基本類型：反擊式和沖擊式反擊式水輪機混流式水輪機：幅向流入、軸向流出軸流式水輪機：軸向流入、軸向流出定槳轉(zhuǎn)槳斜流式水輪機：斜向流入、斜向流出水電站

HYDROPOWERENGINEERING貫流式水輪機全貫流式半貫流式（燈泡式、軸伸式、豎井式）沖擊式水輪機水斗式水輪機斜擊式水輪機雙擊式水輪機第四章水電站

HYDROPOWERENGINEERING水輪機型號反擊式水輪機型式+轉(zhuǎn)輪型號（比轉(zhuǎn)數(shù)）+主軸布置型式+水輪機室特征+轉(zhuǎn)輪標稱直徑（cm）沖擊式同軸安裝的轉(zhuǎn)輪數(shù)+水輪機型號+轉(zhuǎn)輪型號（比轉(zhuǎn)數(shù)）+主軸布置型式+轉(zhuǎn)輪標稱直徑（cm）+每個轉(zhuǎn)輪上噴嘴數(shù)+設計射流直徑（cm）HL220-LJ-140第四章水電站

HYDROPOWERENGINEERING二、水輪機的主要組成部分及其作用反擊式水輪機混流式水輪機引水機構(gòu)：水輪機室和座環(huán)導水機構(gòu)：導葉及傳動機構(gòu)組成轉(zhuǎn)輪：上冠、下環(huán)及葉片組成泄水機構(gòu)：尾水管軸流式水輪機定槳式轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)槳式轉(zhuǎn)輪：轉(zhuǎn)角與導葉開度協(xié)聯(lián)動作第四章水電站

HYDROPOWERENGINEERING斜流式水輪機燈泡式貫流式水輪機沖擊式水輪機水斗式水輪機轉(zhuǎn)輪噴管折流板（折向器）機殼斜擊式水輪機雙擊式水輪機二灘水利樞紐第四章水電站

HYDROPOWERENGINEERING隔河巖水利樞紐知識就是力量返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回LET‘SHAVEABREAK！課間休息思考題1、水輪機根據(jù)能量轉(zhuǎn)換特征分為哪幾類?反擊式水輪機及沖擊式水輪機又是如何分類的?2、試說明各型水輪機的特點及其應用范圍。3、水輪機型號由哪幾部分代號組成，各代號的含義?試舉兩個實例加以說明。4、反擊式水輪機引水機構(gòu)的構(gòu)造及各部件的作用是什么？5、反擊式水輪機導水機構(gòu)的構(gòu)造、作用及其工作原理?6、試說明混流式水輪機轉(zhuǎn)輪及軸流式水輪機轉(zhuǎn)輪的構(gòu)造及各組成部分的作用。7、試闡述尾水管的作用及其動能回收系數(shù)。8、試說明沖擊式水輪機的構(gòu)造及其各組成部件的作用。三、反擊式水輪機進出水流道的型式及其主要尺寸的確定水輪機室開敞式（明槽）矩形明槽蝸形明槽封閉式壓力槽式金屬罐式金屬蝸殼（小水電中常用）砼蝸殼（適用于軸流式水輪機）第四章水電站

HYDROPOWERENGINEERING尾水管直錐形肘形（小型臥軸混流式水輪機）彎肘形（大中型立軸水輪機）高峽出平湖第四章水電站

HYDROPOWERENGINEERING四、水輪機的汽蝕及安裝高程汽蝕現(xiàn)象基本概念汽蝕發(fā)生的部位及汽蝕類型汽蝕的危害防汽蝕措施水輪機的汽蝕系數(shù)和吸出高度汽蝕系數(shù)吸出高度第四章水電站

HYDROPOWERENGINEERING水輪機安裝高程反擊式立軸混流式立軸軸流式臥軸混流式和貫流式?jīng)_擊式立軸臥軸第四章水電站

HYDROPOWERENGINEERING西津河床式電站LET‘SHAVEABREAK！課間休息思考題1、水輪機室有哪幾種類型？2、金屬蝸殼與混凝土蝸殼的輪廓尺寸如何確定？3、尾水管有哪些型式？4、直錐形與彎肘形尾水管的輪廓尺寸如何確定？5、反擊式水輪機的汽蝕部位有哪些？汽蝕會產(chǎn)生什么危害，可以采取哪些防止措施？6、什么是汽蝕系數(shù)與水輪機的吸出高度？各型水輪機允許吸出高度和安裝高程如何確定?第五章水輪機的工作原理、特性及選擇一、水輪機的工作原理水流在轉(zhuǎn)輪中的運動（速度三角形）基本方程式能量損失、效率和最優(yōu)工況能量損失和效率最優(yōu)工況無撞擊進口最優(yōu)出流方向二、相似理論在水輪機中的應用相似條件相似公式轉(zhuǎn)速相似公式流量相似公式出力相似公式水輪機的單位參數(shù)反擊式水斗式第五章水電站

HYDROPOWERENGINEERING水輪機的比轉(zhuǎn)數(shù)水斗式水輪機的比轉(zhuǎn)數(shù)小軸流式水輪機的比轉(zhuǎn)數(shù)大效率修正及其對單位參數(shù)的影響效率修正單位轉(zhuǎn)速與單位流量修正第五章水電站

HYDROPOWERENGINEERINGLET‘SHAVEABREAK！課間休息思考題1、試簡述水流能量轉(zhuǎn)換原理及水流在混流式、軸流式與水斗式水輪機輪葉進出口的速度三角形。2、水輪機最優(yōu)工況的含義是什么?如何提高反擊式水輪機和沖擊式水輪機的水力效率?3、水輪機水流流動力學相似的必要充分條件是什么?4、模型水輪機與原型水輪機即相似水輪機的轉(zhuǎn)速之間、流量之間及出力之間的關系如何表述?5、水輪機的單位轉(zhuǎn)速、單位流量、單位出力及比轉(zhuǎn)速的物理意義是什么?6、水輪機的效率為什么要進行修正？怎樣修正？對單位轉(zhuǎn)速及單位流量有何影響?對非最高效率點怎樣進行修正?三、水輪機模型試驗能量試驗臺組成參數(shù)測量水頭流量轉(zhuǎn)速出力綜合參數(shù)計算輸入功率及效率單位轉(zhuǎn)速單位流量第五章水電站

HYDROPOWERENGINEERING四、水輪機特性曲線水輪機參數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)；工作參數(shù)；綜合參數(shù)模型水輪機特性曲線根據(jù)模型試驗成果計算繪制轉(zhuǎn)速特性曲線（H、D1、a0恒定）N=f（n）；η=f（n）；Q=f（n）主要（或模型）綜合特性曲線等開度線等效率線出力限制線等汽蝕系數(shù)線第五章水電站

HYDROPOWERENGINEERING圖5-9：HL220-46模型綜合特性曲線圖5-12：ZD760-25模型綜合特性曲線圖5-13：ZZ440-46模型綜合特性曲線圖5-14：CJ20模型綜合特性曲線原型水輪機特性曲線工作特性曲線（H恒定，η=f（N）曲線）繪制方法與步驟HL、ZD、ZZ、CJ型水輪機工作特性曲線特點運轉(zhuǎn)特性曲線等效率線出力限制線等吸出高度線第五章水電站HYDROPOWERENGINEERING二灘水利樞紐LET‘SHAVEABREAK！課間休息

思考題1、水輪機模型試驗的意義?水輪機能量試驗的基本概念及參數(shù)測定的方法步驟是什么?2、水輪機轉(zhuǎn)速特性曲線的特征是什么?3、各型水輪機模型綜合特性曲線有哪些特征?有何用途?如何繪制?4、各型水輪機的工作特性曲線有哪些特點?5、試論述水輪機運轉(zhuǎn)綜合特性曲線繪制的原理、方法和步驟。五、水輪機的選擇水輪機選型設計是水電站設計中的一項重要工作，也是本課程的重點內(nèi)容之一水輪機選型設計的原則水輪機選型設計要求提供的基本資料最大工作水頭、最小工作水頭、加權(quán)平均水頭水電站引用流量水電站裝機容量第五章水電站

HYDROPOWERENGINEERING水輪機選型設計的主要內(nèi)容水輪機臺數(shù)確定水輪機型號與裝置形式選定水輪機直徑、額定轉(zhuǎn)速、最大允許吸出高度的確定繪制水輪機運轉(zhuǎn)綜合特性曲線機組臺數(shù)的選擇與水輪機類型的關系與水電站在電力系統(tǒng)中擔任負荷類型的關系與供電可靠性的關系與水電站造價的關系綜合考慮確定機組臺數(shù)第五章水電站

HYDROPOWERENGINEERING水輪機型號選擇利用水輪機系列型譜圖表選型圖5-20：中小型反擊式水輪機使用范圍圖以及表5-4：8個轉(zhuǎn)輪型譜參數(shù)表5-5：水斗式水輪機型譜資料表5-6：500kW以下水輪機型譜資料采用套用機組和通用機型選型《小型水電站機電設計手冊》（水力機械）第五章水電站

HYDROPOWERENGINEERING反擊式水輪機主要參數(shù)選擇用系列水輪機應用范圍圖選擇直徑、轉(zhuǎn)速和吸出高度

(圖5-21：HL220；圖5-22：HL260；圖5-23：ZD760）用主要綜合特性曲線選擇直徑、轉(zhuǎn)速和吸出高度選擇轉(zhuǎn)輪標稱直徑計算效率修正值選擇水輪機轉(zhuǎn)速計算水輪機的額定出力繪制方塊圖，確定水輪機的工作范圍計算吸出高度，確定水輪機安裝高程水輪機選擇方案的分析比較第五章水電站

HYDROPOWERENGINEERING水斗式水輪機主要參數(shù)的選擇系列水輪機應用范圍圖方法公式計算方法神女應無恙當驚世界殊第五章IMPORTANTNOTE！第六章、水輪機的調(diào)速設備一、水輪機調(diào)節(jié)的任務調(diào)速器電能質(zhì)量頻率基本穩(wěn)定的要求即為機組轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定的要求實際機組轉(zhuǎn)動部件的動力矩與阻力矩是變化的，兩者之差一般不等于零，導致角加速度不等于零，從而轉(zhuǎn)速變化由于電力負荷變化，從而阻力矩變化，要使角加速度為零，則必須改變動力矩。反擊式水輪機通過調(diào)節(jié)導葉開度即調(diào)節(jié)過流量來改變；沖擊式水輪機通過調(diào)節(jié)噴針（針閥）來改變。水電站

HYDROPOWERENGINEERING水輪機調(diào)節(jié)的基本任務是：根據(jù)負荷的變化不斷調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機組的出力并維持機組轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)。水輪機調(diào)速器是以機組轉(zhuǎn)速偏差為依據(jù)來調(diào)節(jié)導葉開度，達到改變出力、保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的目的。水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)為復雜的反饋控制系統(tǒng)，含有測量、放大、執(zhí)行、校正元件。二、水輪機調(diào)速器的分類手動調(diào)速器（200kW以下）自動調(diào)速器機械液壓型電氣液壓型微機調(diào)速器第六章水電站

HYDROPOWERENGINEERING三、水輪機調(diào)速設備的選擇油壓裝置壓力油罐與回油箱分離壓力油罐與回油箱組合為一體調(diào)速器調(diào)速功計算反擊式?jīng)_擊式常用小型調(diào)速器主要參數(shù)（見教材p105表6—2）第六章水電站

HYDROPOWERENGINEERING返回返回LET‘SHAVEABREAK！課間休息請課后閱讀例題一請完成習題一請按時提交作業(yè)思考題1、水輪機選型設計中應遵循哪些原則?需要哪些基本資料?工作的具體內(nèi)容有哪些?2、機組臺數(shù)的確定需要考慮哪些主要問題?3、水輪機機型如何確定?4、試闡述用模型綜合特性曲線選擇水輪機主要參數(shù)的具體步驟。5、水輪機選型設計中進行各待選方案的分析比較主要包括哪些內(nèi)容?6、水輪機調(diào)節(jié)的任務是什么?它通過什么途徑來完成其任務?7、調(diào)速器的分類方法是什么？機械液壓型調(diào)速器的類型及其性能是什么。8、如何選擇調(diào)速器?9、調(diào)速器及油壓裝置標準化、系列化的符號及其含義。壓力管道與調(diào)節(jié)保證計算水電站引水建筑物第三部分：水電站建筑物水電站廠區(qū)建筑物水電站樞紐組成擋水建筑物泄水建筑物水電站進水建筑物水電站輸水建筑物水電站平水建筑物水電站廠區(qū)建筑物其它建筑物（木道、船道、冰道等）水電站樞紐工程實例葛洲壩水電站陳村水電站鹽鍋峽水電站隔河巖水電站水電站引水建筑物水電站

HYDROPOWERENGINEERING第七章、水電站引水建筑物一、概述無壓引水建筑物與有壓引水建筑物無壓引水式水電站：無壩或低壩引水的無壓開敞式進水口——引水道（盤山明渠或無壓隧洞）——壓力前池——壓力管道——電站廠房——尾水渠有壓引水式水電站：水庫、攔河壩——深式進水口——

有壓引水道（有壓隧洞）——調(diào)壓室——壓力管道——

廠房——尾水渠。壩后式水電站：深式進水口——有壓隧洞或有壓管道——廠房——尾水渠水電站

HYDROPOWERENGINEERING二、水電站進水口進水口的功用和要求進水口位于輸水系統(tǒng)首部，其功用為：按負荷要求引進發(fā)電用水。要求：（1）足夠的進水能力；（2）水頭損失小；（3）水質(zhì)符合要求（冰、沙、污物）；（4）可控制流量（設置閘門）；（5）滿足水工建筑物的一般要求（強度、剛度、穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、造型美觀、造價低廉、便于運行維護和檢修）。進水口的類型開敞式（無壓）進水口（一般用于無壓引水式電站）深式（有壓）進水口（有壓引水式與壩后式電站）第七章水電站

HYDROPOWERENGINEERING開敞式（無壓）進水口無壩與低壩進水口無壩進水口：只能引取河道中部分流量，水能資源不能充分利用，水電站中很少采用。低壩進水口因水庫較小，防沙、防污及防冰問題突出，要特別注意以下幾點：樞紐布置：合理安排攔河閘、壩的位置，盡量維持河流原有形態(tài)及泥沙運動規(guī)律。進水口位置：應布置在河流彎曲段的凹岸，避免漂浮物、防止泥沙淤積、便于引進清水。第七章水電站

HYDROPOWERENGINEERING攔污設施：設攔污柵或浮排攔截漂浮物。攔沙、沉沙、沖沙設施：應防止粒徑大于0.25mm的有害泥沙進入引水道。設攔沙坎、攔截推移質(zhì)泥沙，并通過沖沙底孔或廊道排至下游；設沉沙池，沉積懸移質(zhì)泥沙中的有害泥沙，利用沖沙廊道或排沙機械清除。

第七章水電站

HYDROPOWERENGINEERING深式進水口類型及適用條件隧洞式進水口適用于岸邊地質(zhì)條件較好的有壓引水式電站壩式進水口適用于砼壩后式電站，進水口與壩體結(jié)合成一體塔式進水口矩形塔式進水口適用于當?shù)夭牧蠅螇魏笫诫娬净虬哆叺刭|(zhì)條件差的水電站圓形塔式進水口適用于來流含沙量大，宜表層取水的電站第七章水電站

HYDROPOWERENGINEERING壓力墻式進水口將進口段、閘門段布置在巖體外，形成單獨建筑物壓力前池中壓力管道進水口為該類型深式進水口的主要設備攔污設備閘門（事故閘門或工作閘門及檢修閘門）通氣孔及充水閥深式進水口的位置和高程不出現(xiàn)吸氣漩渦的臨界淹沒深度深式進水口輪廓尺寸的擬定進口段閘門段漸變段水電站

HYDROPOWERENGINEERING第七章三、引水渠道為無壓引水式水電站集中水頭、輸送發(fā)電所需要的流量，為動力渠道。水電站渠道的經(jīng)濟流速約為1.5～2.0m/s。四、壓力前池和日調(diào)節(jié)池（平水建筑物）壓力前池的作用和組成連接引水渠道和壓力水管組成：池身及漸變段；壓力水管進水口；泄水建筑物（側(cè)堰）；排污、排沙、排冰建筑物第七章水電站

HYDROPOWERENGINEERING壓力前池的布置盡量接近廠房，布置在挖方中綜合考慮壓力水管軸線與渠道軸線的布置漸變段在平面上的擴散角壓力前池輪廓尺寸的擬定特征水位的確定正常水位；最高水位；最低水位池身及漸變段尺寸的擬定進水口尺寸的擬定第七章水電站

HYDROPOWERENGINEERING日調(diào)節(jié)池擔任峰荷的電站，引水渠道理應按最大流量設計；設日調(diào)節(jié)池后，日調(diào)節(jié)池與壓力前池之間的渠道按最大流量設計，而日調(diào)節(jié)池上游的一段渠道可按較小的流量進行設計，當日調(diào)節(jié)池足夠大時，接近電站的日平均流量。第七章水電站

HYDROPOWERENGINEERING五、水電站引水隧洞特點和類型特點類型無壓引水隧洞有壓引水隧洞有壓引水隧洞的水力計算恒定流計算確定斷面尺寸非恒定流確定隧洞沿線最大、最小內(nèi)水壓強砼襯砌隧洞的經(jīng)濟流速約為2.5～4.0m/s。為便于施工，隧洞橫斷面尺寸至少寬1.5m、高1.8m，或內(nèi)徑不小于1.8m。保持洞頂?shù)陀谧畹蛪毫ζ露染€1.5～2.0m。第七章水電站

HYDROPOWERENGINEERING返回返回返回鹽鍋峽電站葛洲壩電站陳村電站貓?zhí)与娬韭畴娬靖艉訋r電站LET‘SHAVEABREAK！課間休息思考題之一1、壩式水電站水利樞紐和引水式水電站水利樞紐各有哪些主要特點?2、壩后式和河床式水電站樞紐的特點是什么?其組成建筑物有哪些?3、無壓引水式和有壓引水式水電站樞紐的特點是什么?其組成建筑物有哪些?4、水電站有哪些組成建筑物，本課程主要介紹哪些內(nèi)容?5、試簡述水電站進水口的功用和要求。6、水電站無壓進水口的布置有哪兩種基本形式？其適用條件是什么?思考題之二1、簡述深式進水口主要型式、各種型式布置特點及適用條件，并說明其位置、高程、輪廓尺寸是如何確定的?2、攔污柵的工作要求?攔污柵的布置設計如何進行?3、水電站引水渠道的設計要滿足哪些基本要求?渠道線路如何選擇?其斷面設計應注意哪些問題?4、什么是自動調(diào)節(jié)渠道?什么是非自動調(diào)節(jié)渠道?它們的適用條件是什么?5、水電站引水渠道水力計算的特點和任務是什么?6、試簡要闡明渠道動能經(jīng)濟計算的基本原則?思考題之三1、壓力前池的作用?壓力前池的組成?壓力前池的布置方式?2、壓力前池的特征水位有哪些?如何確定?前池的各部分尺寸如何擬定?3、日調(diào)節(jié)池的功用和布置?4、無壓引水隧洞的工作特點?洞線如何選擇?斷面結(jié)構(gòu)型式及設計的基本要求?5、有壓引水隧洞的特點是什么?其水力計算目的是什么?有壓隧洞經(jīng)濟斷面與縱坡如何確定?第八章水電站壓力管道一、壓力管道的功用和類型功用：從水庫、壓力前池或調(diào)壓室將水流直接引入水輪機，滿足發(fā)電要求。工作特點：壓力管道不僅要承受較大的內(nèi)水壓強，而且還要承受水擊壓強；鋪設的坡度較陡（一般不大于400）；壓力管道靠近廠房，若發(fā)生事故會威脅廠房安全。布置方式露天式（明管）；多為引水式地面廠房采用。壩內(nèi)式；多為壩后式及壩內(nèi)式廠房采用。地下式（隧洞式）；為地下廠房或地面廠房采用。水電站

HYDROPOWERENGINEERING管道材料鋼管（適用于中高水頭電站）鋼筋砼管（適用于內(nèi)水壓強不高HD≤50m2的中小型電站）木管（適用HD≤100m2）二、壓力管道的布置線路選擇選擇短而直的線路；選擇地質(zhì)條件良好的線路；減少管道轉(zhuǎn)折起伏，避免壓力管道中出現(xiàn)負壓，轉(zhuǎn)彎半徑應不小于3倍管徑，管道頂線應在最低壓強坡降線以下2.0～3.0m。第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERING供水方式單元供水：壩式電站多采用聯(lián)合供水：適用于水頭較高、流量較小、水管較長的電站，地下埋管通常采用分組供水：適用于壓力管道較長、機組臺數(shù)較多和容量較大的電站引進方式正向引水：水管軸線與廠房縱軸垂直，適用于中低水頭電站縱向引水：水管軸線與廠房縱軸平行。適用于水頭較高的電站斜向引水：水管軸線與廠房縱軸斜交第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERING三、壓力管道尺寸的擬定經(jīng)濟直徑簡化公式（8-1）露天鋼管的經(jīng)濟流速為4.0～6.0m/s；鋼筋砼管經(jīng)濟流速為2.5～4.0m/s管壁厚度露天鋼管綜合考慮鋼管的強度、剛度及穩(wěn)定性要求，確定管壁厚度鋼筋砼管一般不小于10～15cm，可采用式（8-4）粗略估算第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERING四、鋼筋砼管鋪設方式輕型鋼絲網(wǎng)水泥管支承在支墩上其余鋼筋砼管布置在連續(xù)式座墊上，在管道轉(zhuǎn)彎和坡度改變處設鎮(zhèn)墩固定，斜坡段鎮(zhèn)墩間距一般為20～30m，當管道平直段太長時一般也應每隔150～200m設鎮(zhèn)墩兩種鋪設方式：1、直接鋪設在土基上；2、支承在剛性座墊上不設伸縮節(jié)，只設伸縮縫為減小溫度應力及防凍，對地埋管要考慮管頂以上覆土厚度：管徑小于0.6m，管頂在凍土深度以下0.3m；當管徑大于0.6m，應在凍土深度以下0.5m。一般管頂離地面不小于1.0m，在地震區(qū)不小于1.5～2.0m第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERING鋼筋砼管的構(gòu)造現(xiàn)澆管分段設伸縮縫接頭及止水接頭有平口式和套管式預應力鋼筋砼管管節(jié)型式平口式承插式管節(jié)與閥門連接拆卸節(jié)第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERING五、鋼管的材料、容許應力和管身構(gòu)造材料和容許應力鋼管的計算應力不大于鋼材的容許應力鋼管的主要受力構(gòu)件有管壁、加勁環(huán)、支承環(huán)及支座的滾輪和支承板等管身構(gòu)造無縫鋼管一般在0.6m以下，最大可達1.2m，適用高水頭、小流量無縱縫，用環(huán)向焊縫或法蘭連成整體第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERING焊接管：應用最普遍縱縫環(huán)向縫箍管：應用較少當HD＞1000m2時，鋼板厚度一般會超過40mm，對如此厚的鋼板進行焊接和壓卷很困難，常采用箍管，由管壁與管箍共同承擔內(nèi)水壓強。在光滑的無縫鋼管或焊接管上套管箍，可減小壁厚。直徑一般不大于3.0m第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERING課間休息Let‘shaveabreak！思考題1、壓力水管的功用、特點是什么?壓力水管的類型有幾種?各適用什么條件?2、壓力水管的線路選擇布置原則是什么?3、壓力水管的供水方式、引進方式、敷設方式有哪幾種?各自的優(yōu)缺點和適用條件是什么?六、露天鋼管鋪設方式和附屬設備鋪設方式一般鋪設在系列支墩上，管底高出地面0.6m以上。在鋼管轉(zhuǎn)彎處或過長的直管段設鎮(zhèn)墩。連續(xù)式：管身在兩鎮(zhèn)墩間不設伸縮節(jié)，一般不采用[圖8-10（a）]分段式：靠近鎮(zhèn)墩設伸縮節(jié)，降低了溫度引起的軸向力

[圖8-10（b）]附屬設備閘門及閥門蝸殼進口設閥門（平板閥、蝴蝶閥、球閥）鋼管進口設平面鋼閘門第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERING附件伸縮節(jié)通氣閥旁通管、人孔及排水管事故保護等設備作用在露天鋼管上的力作用力有內(nèi)水壓力、自重（水重和管重）、溫度應力、風載、雪載、地震力等。沿鋼管半徑方向的徑向力，在管壁中產(chǎn)生環(huán)向拉應力，在水管內(nèi)表面產(chǎn)生徑向應力。作用在鋼管上的內(nèi)水壓力屬徑向力，是鋼管承受的最主要荷載。第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERING垂直于管縱軸方向的法向力，主要是自重在法向的分力。該力由鋼管傳至支墩或鎮(zhèn)墩，再傳至地基。該力使水管發(fā)生彎曲，在鎮(zhèn)墩處產(chǎn)生負彎矩及剪力，在跨中產(chǎn)生正彎矩，在管壁產(chǎn)生彎曲應力，并使橫斷面承受剪力。沿鋼管軸線方向的軸向力，在管壁中產(chǎn)生軸向壓應力或拉應力。軸向力通過管壁傳至支墩或鎮(zhèn)墩再傳至地基，它們是鎮(zhèn)墩設計的外荷載。如表8-3所示。鋼管上設伸縮節(jié)，不須考慮A10與A11。若不設伸縮節(jié)，則不存在A5、A7、A8。荷載組合：力的組合必須根據(jù)運行、檢修及施工等不同工作條件、管路的結(jié)構(gòu)布置、鋪設方式以及氣候變化等因素確定。在設計時應選擇可能出現(xiàn)的最不利組合情況。第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERING鎮(zhèn)墩與支墩布置及型式鎮(zhèn)墩布置在水管軸線方向改變的地方；水管直線段較長時，每隔80至120m應設置一鎮(zhèn)墩。相當于連續(xù)梁的固定端。兩種型式：封閉式與開敞式。開敞式易于檢修，但鎮(zhèn)墩處管壁應力不均勻，適用于水頭不高情況。封閉式用得較多。第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERING支墩承受自重在法向的分力，并傳給地基，減小水管縱向撓度。相當于連續(xù)梁的滾動支座。支墩間距一般為6至12m。三種型式：滑動式、滾動式與擺動式?；瑒邮街械陌笆蕉嘤迷谥睆叫∮?.5m的壓力鋼管上；而其支承環(huán)式適用于直徑1.50至2.50m的鋼管。滾動式適用于2m以上的水管。擺動式適用于大直徑的水管。第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERING鎮(zhèn)墩設計承受水管得軸向力、法向力和彎矩，以軸向力為主。按溫升充水為控制組合。校核鎮(zhèn)墩的抗滑穩(wěn)定、鎮(zhèn)墩基礎底面應力。結(jié)構(gòu)設計。軟基：基礎底面水平，在冰凍線以下。根據(jù)抗滑穩(wěn)定要求確定鎮(zhèn)墩重量，初步擬定鎮(zhèn)墩輪廓尺寸。對初定尺寸進行地基應力校核，要求合力作用點在底寬的三分點內(nèi)，避免底面出現(xiàn)拉應力；地基應力小于地基容許承載力；應力不均勻系數(shù)不大于2.0。第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERING為保證鎮(zhèn)墩的整體性，防止鎮(zhèn)墩開裂，常在鋼管四周加環(huán)向筋，表面加溫度筋。封閉式鎮(zhèn)墩內(nèi)的管段外包砼最小厚度不小于0.6至1.0m。鎮(zhèn)墩的上游面與水管垂直。對開敞式鎮(zhèn)墩，管身需加錨定環(huán)。支墩設計主要承受法向力和摩擦力；滿足抗滑穩(wěn)定要求，確定支墩重量，地基應力校核同鎮(zhèn)墩。第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERING七、露天鋼管管身設計露天鋼管的荷載內(nèi)水壓力、鋼管自重、溫度變化力、鎮(zhèn)墩及支墩不均勻沉降引起的力、風雪荷載、地震荷載等根據(jù)工程的具體情況，選擇設計計算工況與荷載組合露天鋼管管身的應力分析正常運行充滿水情況跨中斷面的管壁應力徑向應力切向（環(huán)向）應力軸向應力自重引起的軸向彎曲應力各軸向力引起的應力第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERING支承環(huán)附近斷面的管壁應力與跨中斷面不同之處是多一項剪力引起的剪應力支承環(huán)斷面的應力軸向應力σx軸向彎曲應力局部彎曲應力軸向力引起的應力剪應力切向應力σz應用第四強度理論進行強度校核第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERING露天鋼管的外壓穩(wěn)定鋼管是薄壁結(jié)構(gòu)，在外壓作用下可喪失彈性穩(wěn)定而破壞。露天鋼管放空若造成真空將承受外部大氣壓強而屈曲成波形。第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERINGIMPORTANTNOTE！八、分岔管布置與體型分岔形式：卜形和Y形分岔管由薄殼和剛度較大的加強梁組成，是一個空間結(jié)構(gòu)幾種常用的岔管貼邊岔管（圖8-36）三梁岔管（圖8-37）月牙肋岔管（圖8-38）球形岔管（圖8-40）無梁岔管（圖8-41）第八章水電站

HYDROPOWERENGINEERINGLET‘SHAVEABREAK！課間休息請課后閱讀例題二請努力完成習題二如有疑問請及時答疑思考題1、作用在露天壓力鋼管上有哪些力?試分析正常運行、檢修、溫升、溫降情況下力的組合和方向。2、鎮(zhèn)墩、支墩的作用是什么?各有幾種類型？其優(yōu)缺點是什么?簡述鎮(zhèn)墩、支墩的設計步驟。3、簡述露天壓力鋼管應力分析的方法與步驟。4、為什么要進行鋼管彈性穩(wěn)定分析?如何進行?第九章水擊及調(diào)節(jié)保證一、概述水電站水力—機械過渡過程特點機組穩(wěn)定運行時，水輪機出力與負荷平衡，機組轉(zhuǎn)速不變，水電站有壓輸水系統(tǒng)（壓力隧洞、壓力管道、蝸殼及尾水管）中水流處于恒定流狀態(tài)。機組實際運行時，電力系統(tǒng)負荷常發(fā)生較大范圍的變化，水輪機出力與負荷失去平衡，轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，而電網(wǎng)頻率要求基本保持恒定，則可通過調(diào)速器改變水輪機流量，使水輪機出力適應負荷變化，來滿足電網(wǎng)頻率恒定要求。在歷時很短的調(diào)節(jié)過程中，機組轉(zhuǎn)速與有壓輸水系統(tǒng)中的內(nèi)水壓強會引起急劇變化。減小或增加負荷時，轉(zhuǎn)速增大或減小；調(diào)節(jié)使得流量減小或增大，引起有壓輸水系統(tǒng)中的內(nèi)水壓強上升或下降，產(chǎn)生水擊。水電站

HYDROPOWERENGINEERING第九章而供電質(zhì)量、機組與有壓輸水系統(tǒng)的強度以及機組穩(wěn)定性對整個調(diào)節(jié)過程中的機組轉(zhuǎn)速變化及有壓輸水系統(tǒng)中的壓強變化提出了要求，不允許超過規(guī)定值。與之對應進行的水擊和機組轉(zhuǎn)速變化的計算，稱為調(diào)節(jié)保證計算。第九章水電站

HYDROPOWERENGINEERING調(diào)節(jié)保證計算的任務計算有壓輸水系統(tǒng)中最大和最小內(nèi)水壓強。最大內(nèi)水壓強作為設計或校核管道、蝸殼和機組強度的依據(jù)；最小內(nèi)水壓強作為布置壓力水管、防止管道內(nèi)產(chǎn)生真空和檢驗尾水管內(nèi)真空度的依據(jù)。計算丟棄和增加負荷時的轉(zhuǎn)速變化值，并檢驗其是否在允許范圍內(nèi)。選擇調(diào)速器合理的調(diào)節(jié)時間和調(diào)節(jié)規(guī)律，保證內(nèi)水壓強和機組轉(zhuǎn)速變化在規(guī)定范圍內(nèi)。研究減小水擊及機組轉(zhuǎn)速變化的措施。第九章水電站

HYDROPOWERENGINEERING二、水擊現(xiàn)象及水擊傳播速度水擊現(xiàn)象流速（流量）的突然變化，導致水流動量發(fā)生變化，根據(jù)沖量定理將產(chǎn)生對水流的沖量，導致內(nèi)水壓強急劇升高或降低。把該非恒定流現(xiàn)象稱為水擊（水錘）。水擊所產(chǎn)生的壓強升高（正水擊）或降低（負水擊），都會對水電站運行帶來不利影響。若發(fā)生正水擊，可能導致壓力水管的爆裂；尾水管中壓降過大，會造成水輪機和尾水管的嚴重汽蝕，使水輪機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生巨大振動。壓強的上下波動，會影響機組的穩(wěn)定運行。第九章水電站

HYDROPOWERENGINEERING水擊特性為揭示水擊物理本質(zhì)和說明水擊過程，不妨以簡單管（管壁材料、管壁厚度及管徑沿管長不變）中的水擊現(xiàn)象為例。該簡單管上游端連接水庫（可認為水位基本不變），下游端連接閥門。不計摩阻損失，并設簡單管為彈性體，管中水體可壓縮。第九章水電站

HYDROPOWERENGINEERING水擊過程（圖9-1與表9-1）第一過程（0～L/a）：t=0時刻閥門突然關閉的dt1時段內(nèi)，緊靠閥門處管段dX1首先發(fā)生變化，流速由v0變?yōu)?，壓強上升，由H0增至H0+ΔH，水體壓縮，密度增加，管子膨脹，騰出空間容納該管段以上管段仍以V0流速流來的水體，一直延續(xù)到dt1時段末。同理，經(jīng)過各時間段在各管段將發(fā)生同樣的變化，壓強增加如同“波”一樣向上游傳播，為水擊波，傳播速度為水擊波速，增加的壓強為水擊壓強。該過程發(fā)生的為升壓波，動能轉(zhuǎn)化為彈性能，水流流速方向從水庫至閥門。第九章水電站

HYDROPOWERENGINEERING第二過程（L/a～2L/a）：t=L/a時刻水擊波傳至D點，其左邊為水庫，壓強保持不變，其右邊管道內(nèi)水壓強比水庫高ΔH，管中水體流向水庫。在隨后的dt1時段內(nèi)，首先緊靠水庫的管段發(fā)生變化，流速由0變?yōu)?v0，壓強下降，由H0+ΔH降至H0，水體密度減小，管徑減小，補給了流向水庫的水體，一直延續(xù)到該時段末。同理，經(jīng)過各時間段在各管段將發(fā)生同樣的變化，壓強降低如同“波”一樣向下游傳播，該過程發(fā)生的為降壓波，彈性能轉(zhuǎn)化為動能。直到t=2L/a時刻，整個管道流速、壓強、密度、管徑恢復到初始數(shù)值，但流速方向反向。水擊波在水庫處發(fā)生反射，入射波與反射波數(shù)值相同，符號相反，升壓波反射為降壓波，水流從閥門流向水庫。第九章水電站

HYDROPOWERENGINEERING第三過程（2L/a～3L/a）：t=2L/a時刻水擊波傳至閥門處，閥門關閉，流速由-v0變?yōu)?，壓強下降，由H0

降至H0-ΔH，水體密度減小，管徑減小。這樣的過程經(jīng)過各時間段在各管段將發(fā)生同樣的變化，降壓波向上游傳播，直到t=3L/a時刻，整個管道流速為0、壓強為H0-ΔH，密度及管徑縮小。水擊波在全關閥門處的反射特點是：同號等值反射，降壓波反射為降壓波，水流從閥門流向水庫。第九章水電站

HYDROPOWERENGINEERING第四過程（3L/a～4L/a）：t=3L/a時刻水擊波傳至D點，全管壓力比水庫水位低ΔH，水庫水體流向管中。在隨后的dt1時段內(nèi)，首先緊靠水庫的管段發(fā)生變化，流速由0變?yōu)関0，壓強升高，由H0-ΔH升至H0，水體密度增大，管徑增大。同理，經(jīng)過各時間段在各管段將發(fā)生同樣的變化，升壓波向下游傳播。直到t=4L/a時刻，整個管道流速、壓強、密度、管徑恢復到初始狀態(tài)。該過程在水庫處將降壓波反射為升壓波，變號等值反射，水流從水庫流向閥門。第九章水電站

HYDROPOWERENGINEERING水擊波在管道中傳播一個來回的時間tr=2L/a稱為“相”，兩個相為一個周期T。若閥門突然開啟，則發(fā)生的情況與上述過程相反。實際上水力摩阻損失總是存在的，水體與管壁也非完全的彈性體，故水擊波在管中的傳播與反射非持續(xù)振蕩，而是迅速衰減趨于消失。物理本質(zhì)：當關閉閥門改變水流狀態(tài)時，管內(nèi)壓強變化并以波的形式傳播的外因是由于流量變化；而內(nèi)因是由于水流的慣性、水的可壓縮性和管壁的彈性。第九章水電站

HYDROPOWERENGINEERING簡單管水擊波傳播速度由于水體具有壓縮性以及管壁為彈性體，水擊在全管不可能同時產(chǎn)生，而是以波的形式在管中傳播。水的壓縮性小、管壁彈性變形也小，水擊波速相當大。軸向可移動均質(zhì)圓形薄壁水管水擊波速計算公式為式（9-2）。第九章水電站

HYDROPOWERENGINEERING

三、簡單管水擊基本方程和初始、邊界條件簡單管水擊基本方程簡單管中非恒定流的連續(xù)方程與運動方程組成水擊基本方程。當不計水力摩阻條件下的水擊基本方程。通過變換，可得水擊共軛方程，即儒可夫斯基基本方程。初始條件邊界條件水庫或壓力前池分岔管封閉端調(diào)壓室第九章水電站

HYDROPOWERENGINEERING水輪機沖擊式：流量與針閥開度、水頭有關。反擊式：流量與水頭、導葉開度以及轉(zhuǎn)速有關。水輪機導葉與針閥的關閉規(guī)律如圖9-4。從全開到全關全部歷時Ts，為簡化計算，對曲線直線段適當延長得到凈調(diào)速時間Ts’=kTs，其中k值為美國伍德華德調(diào)速器公司德建議值，當Ts≤10s時，用經(jīng)驗公式（9-22）計算。第九章水電站

HYDROPOWERENGINEERINGLET‘SHAVEABREAK！課間休息思考題1、什么叫調(diào)節(jié)保證計算?其任務是什么?2、什么是水擊?水擊現(xiàn)象是如何發(fā)生的?3、簡單管水擊基本方程及其初始條件與邊界條件是什么？4、若閥門處和進口處某時刻的壓力和流速為已知，試求壓力管道中間某處t時刻的壓力和流速，若壓力管道中間某處t時刻的壓力和流速為已知，試分別寫出閥門處和進口處下一時刻的壓力和流速的方程式。計算水擊的方法：簡化公式法、圖解法、電算法等。在進行水擊計算時最關心的是求出水擊壓強的最大值與最小值。簡化公式法給出了求解水擊壓強最大值與最小值的簡化公式，計算簡潔，但因假設條件較多，在復雜邊界條件下精度不夠。四、簡單管水擊簡化公式水電站HYDROPOWERENGINEERING第九章簡單管末端閥門處各相末水擊方程式條件：不計管路水頭損失，末端為水斗式水輪機噴嘴關閉情形第一相末：式（9-17）第二相末：p163最后一行方程式任意相末水擊方程式：式（9-18）說明：式（9-18）為連鎖方程式，開度變化規(guī)律任意，但為已知。開啟情形第一相末水擊方程式為式（9-19）第n相末水擊方程式為式（9-20）水電站HYDROPOWERENGINEERING第九章直接水擊調(diào)節(jié)時間ts≤tr,水管末端僅受向上游傳遞水擊波的影響。直接水擊只與流速變量有關，與啟閉時間、規(guī)律和水管長度無關。間接水擊調(diào)節(jié)時間ts＞tr，在開度變化終了之前，從水庫反射回來的壓力波對水管末端水壓強產(chǎn)生影響。計算比較復雜，既要考慮水輪機開度變化影響，又要考慮反射波的影響。水電站HYDROPOWERENGINEERING第九章間接水擊的類型反射波與入射波的比值為反射系數(shù)r，水庫反射系數(shù)

r=-1；閥門處的反射系數(shù)r=（1-ρτ）/（1+ρτ）。第一相水擊：最大水擊壓強出現(xiàn)在第一相末。它是高水頭電站的特征。極限水擊：最大水擊壓強出現(xiàn)在第m相末。它是低水頭電站的特征。水電站HYDROPOWERENGINEERING第九章間接水擊的計算關閉情形第一相水擊計算簡化公式（式9-17與式9-17‘）極限水擊計算簡化公式（式9-23與式9-23‘）開啟情形第一相水擊計算簡化公式（式9-19與式9-19‘）極限水擊計算簡化公式（式9-24與式9-24‘）間接水擊類型的判別根據(jù)圖9-6。水電站HYDROPOWERENGINEERING第九章水擊計算簡化公式應用的條件：簡單管、水管末端為水斗式水輪機（噴嘴）、管路水力損失不計、直線關閉規(guī)律，關閉時間超過三相，-ρΔτ＜1。若管末為反擊式水輪機，需將簡化公式計算值修正?；炝魇綑C組近似為1.2倍，軸流式機組近似為1.4倍。水電站HYDROPOWERENGINEERING第九章簡單管水擊沿管長分布僅有水管末端的最大與最小水擊壓強不夠，還需要知道水管中任一斷面的最大、最小壓強。極限水擊情形，簡單管任意斷面最大、最小水擊壓強用式（9-25）與式（9-25‘）計算。第一相水擊情形，簡單管任意斷面最大、最小水擊壓強用式（9-26）與式（9-26‘）計算。水電站HYDROPOWERENGINEERING第九章五、復雜管水擊近似公式串聯(lián)管水擊近似公式用簡化公式計算水擊波速采用加權(quán)平均值流速采用加權(quán)平均值分岔管水擊近似計算假想所有機組合并為一臺大機組，以假想管與主管組成串聯(lián)管進行計算直接用支管與主管組成串聯(lián)管水電站HYDROPOWERENGINEERING第九章六、水擊圖解法基本原理橫坐標為流速相對值，縱坐標為水擊壓強相對值逆向方程與順向方程表達的兩條直線管內(nèi)部斷面B求解水管進口斷面D求解水管末端斷面A求解求解實例某水電站靜水頭120m，壓力水管長400m，最大流速4.5m/s，水擊波速1000m/s，凈調(diào)速時間2.4s，管末為水斗式水輪機，直線關閉規(guī)律，求丟棄全負荷時管進口D斷面、管中B斷面以及管末A斷面的水擊壓強。水電站HYDROPOWERENGINEERING第九章LET‘SHAVEABREAK！課間休息思考題1、什么叫直接水擊?其計算公式是什么?直接水擊壓強的大小與哪些因素有關?2、什么叫間接水擊?什么叫第一相水擊和末相水擊?產(chǎn)生的原因是什么?它們沿管長分布規(guī)律是怎樣的?3、什么叫復雜管?串聯(lián)管水擊計算中的波速和流速如何確定?4、在什么條件下水擊計算要考慮蝸殼和尾水管的影響?如何分別計算壓力水管末端、蝸殼末端及尾水管進口等三處的水擊壓力值?5、水擊圖解法的基本原理是什么?圖解法的步驟如何?它和解析法相比有何優(yōu)缺點?七、機組暫態(tài)不均衡率β的計算機組運動方程式以機組轉(zhuǎn)速和出力表示的運動方程式（式9-32）以機組轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩表示的運動方程式（式9-33）機組暫態(tài)不均衡率的近似公式前蘇聯(lián)近似公式（式9-34、式9-35）摩根公式（式9-36）八、調(diào)節(jié)保證計算電算數(shù)學模型建立在水擊波函數(shù)基礎上的數(shù)學模型建立在特征線法基礎上的數(shù)學模型水電站HYDROPOWERENGINEERING第九章九、調(diào)節(jié)保證計算的保證值計算工況與計算標準以及改善調(diào)節(jié)保證的措施調(diào)節(jié)保證計算的保證值計算工況按計算水頭丟棄全負荷計算轉(zhuǎn)速的最大升高。按最大水頭丟棄全負荷計算內(nèi)水壓強的最大升高。由于水頭不同，開度不同，調(diào)速時間也不同。而一般已知的是計算水頭下的凈調(diào)速時間Ts’，則相應整定條件下最大水頭的凈調(diào)速時間TsH’可用式（9-1）計算。調(diào)節(jié)保證計算標準內(nèi)水壓強變化計算標準機組轉(zhuǎn)速變化計算標準水電站HYDROPOWERENGINEERING第九章改善調(diào)節(jié)保證的措施減小σ可以降低水擊壓強值減小壓力水管長度L：設置調(diào)壓室減小水管中流速：由動能經(jīng)濟計算決定加大凈調(diào)速時間設置調(diào)壓閥（減壓閥）設置折流器（偏向器）設置水阻抗設置安全爆破膜或安全閥設置飛輪合理的針閥或?qū)~開度變化規(guī)律水電站HYDROPOWERENGINEERING第九章IMPORTANTNOTE！十、調(diào)壓室作用防止或盡量減小水擊壓強進入壓力引水道縮短壓力管道長度，從而減小其中的水擊壓強改善機組在負荷變化時的運行條件基本要求設置條件水流加速時間常數(shù)Tw引水道—調(diào)壓室系統(tǒng)水力現(xiàn)象：質(zhì)量波動調(diào)壓室的基本類型：簡單圓筒式調(diào)壓室、阻抗式調(diào)壓室、雙室式調(diào)壓室、溢流式調(diào)壓室、差動式調(diào)壓室、氣墊式調(diào)壓室“引水道——調(diào)壓室”系統(tǒng)的波動穩(wěn)定性小波動穩(wěn)定條件下的托馬斷面水電站HYDROPOWERENGINEERING第九章請課后閱讀例題三請完成習題三請按時提交作業(yè)LET‘SHAVEABREAK！課間休息思考題1、機組轉(zhuǎn)速變化率計算的近似公式有哪幾種?如何應用這些公式計算β值?2、改善調(diào)節(jié)保證的措施有哪些?3、調(diào)壓閥工作原理是什么?4、調(diào)壓室的作用是什么?5、設置調(diào)壓室的條件是什么?6、設計調(diào)壓室有哪些基本要求?第十章水電站廠房布置一、簡介廠房樞紐（廠區(qū)）組成（廠區(qū)建筑物）主廠房、副廠房、升壓開關站（主變壓器場、高壓開關站）基本類型按廠房結(jié)構(gòu)特征分類壩后式廠房引水式廠房河床式廠房按機組主軸裝置方式分類立式機組臥式機組

水電站HYDROPOWERENGINEERING立式機組主廠房的分段分層廠房分段：沿廠房長度方向分為機器間與裝配場機器間由各機組段組成裝配場：安裝、檢修場所廠房分層：在高度方向以發(fā)電機層地板分界上部結(jié)構(gòu)（水上部分）下部結(jié)構(gòu)（水下部分）：出線層、水輪機層、主閥層及蝸殼層

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十章二、水電站廠房設備的組成水電站主機組及其輔助設備水輪機及其調(diào)速系統(tǒng)水輪發(fā)電機及其冷卻、勵磁系統(tǒng)立式水輪發(fā)電機的類型：傘式（推力軸承在下機架）與懸式（推力軸承在上機架）水輪發(fā)電機的型號勵磁冷卻：開敞式、管道式和密閉式機座：圓筒式、環(huán)梁立柱式、構(gòu)架式

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十章水電站的電氣設備發(fā)電機母線、主變、高壓引出線、高壓開關站、廠用電系統(tǒng)、控制和操作系統(tǒng)、中央控制室水電站的機械控制設備水輪機前閥門、調(diào)壓閥的操作控制設備以及其它閘門、攔污柵等的操作控制設備水力機組輔助設備水系統(tǒng)、油系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)起重設備橋式吊車的工作范圍橋式吊車的選擇：跨度起吊方式

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十章三、水力機組輔助設備水系統(tǒng)供水系統(tǒng)技術供水、生活供水、消防供水技術供水包括冷卻及潤滑用水，要保證水質(zhì)、水溫供水方式：水泵供水、自流供水、混合式供水排水系統(tǒng)滲漏排水與檢修排水油系統(tǒng)透平油：機組軸承潤滑及調(diào)速器絕緣油：變壓器及油開關油庫、事故油槽、油處理設備透平油系統(tǒng)布置在主廠房內(nèi)，靠近裝配場并在其地板下層

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十章壓縮空氣系統(tǒng)高壓氣系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)及閘閥等操作系統(tǒng)油壓裝置的壓油槽低壓氣系統(tǒng)機組的制動、調(diào)相、風動工具和吹掃設備空壓機、貯氣筒等放置在同一室，布置在裝配場下層或水輪機層的另一端，遠離中央控制室

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十章返回LET‘SHAVEABREAK！課間休息思考題1、電站廠房的作用?由哪些主要部分組成?2、水電站廠房有幾種基本類型?它們各有什么特點?3、立式機組水電站廠房在平面上如何分段、分區(qū)、在立面上如何分層?4、調(diào)速器、油壓裝置、作用筒、機旁盤等布置原則是什么?它們之間的聯(lián)系如何?5、機電設備的分區(qū)布置原則是什么?6、簡述水電站廠房主要輔助設備(如：起重設備、油、氣、水系統(tǒng))的作用及其布置原則?四、立式機組廠房布置水輪機水輪機安裝高程是水電站廠房的控制高程。蝸殼：埋入下部鋼筋砼塊體中。彎肘形尾水管：應保證尾水管出口頂部在最低尾水位下不小于0.5m的淹沒深度。水輪發(fā)電機布置方式埋入式（常用）露出式（圖10-6a）半島式（混合式）

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十章發(fā)電機層設備布置機旁盤（機組自動操作盤、繼電保護盤、測量盤、動力盤等）的布置與調(diào)速器操作柜一起排列在上游側(cè)。調(diào)速器操作柜、油壓裝置與接力器分開操作柜、油壓裝置與接力器結(jié)合在一起勵磁盤的布置閥門吊孔及吊物孔的布置樓梯及交通道的布置

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十章水輪機層設備布置調(diào)速器的接力器主引出線、電纜引出母線固定在發(fā)電機層樓板下動力電纜、控制電纜鋪設在水輪機層下方水、油、氣管道布置與電纜分別布置在兩側(cè)廠用電配電設備廠變及配電裝置主閥層和水下部分各種孔洞的布置閥門：一般設在廠房內(nèi)蝸殼和尾水管進人孔

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十章裝配場位置與高程設在主廠房對外交通一側(cè)與對外公路高程協(xié)調(diào)，高于下游設計洪水位，盡量與發(fā)電機層高程一致面積立軸混流式機組四大件：發(fā)電機轉(zhuǎn)子、發(fā)電機上機架、水輪機轉(zhuǎn)輪與水輪機頂蓋下層利用下層空間：留出各種坑位與轉(zhuǎn)子軸承臺以及布置水力機組的輔助設備

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十章五、立式機組主廠房輪廓尺寸的擬定主廠房的長度機組段長度中低水頭電站：主要取決于蝸殼平面尺寸高水頭電站：一般取決于發(fā)電機外殼要求的尺寸裝配場長度及邊機組加長主廠房的寬度中低水頭電站蝸殼平面尺寸機組下游側(cè)在蝸殼外部加厚以及加外墻厚度機組上游側(cè)校核高水頭電站：根據(jù)發(fā)電機層布置要求確定

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十章主廠房的高度下部塊體結(jié)構(gòu)的高度尾水管底部的開挖高程水輪機層地板高程發(fā)電機裝置高程與發(fā)電機層高程發(fā)電機裝置高程發(fā)電機層高程尾水平臺高程吊車軌道頂高程廠房天花板及屋頂高程

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十章六、臥式機組廠房布置的特點機組的布置方式縱向布置橫向布置斜向布置電氣設備及油、氣、水系統(tǒng)的布置發(fā)電機電壓為400V，電氣設備設在主廠房內(nèi)，不設副廠房。發(fā)電機電壓為6.3kV或10.5kV的電站，設中央控制室。臥式機組廠房油、氣、水系統(tǒng)較簡單。廠房下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和布置下部結(jié)構(gòu)比較簡單，布置尾水室、主閥坑和集水井等。橫向布置的廠房，主閥可布設在廠外。

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十章機器間地板高程及尾水室底板高程的確定機器間地板高程主要取決于水輪機的安裝高程。在決定水輪機安裝高程時，應同時考慮h1、h以及Hs三者要求。應校核尾水管出口應有的淹沒深度。主廠房的輪廓尺寸長度與寬度依據(jù)廠家提供的機組總裝圖及其主要尺寸、水輪機主閥、調(diào)速器、機旁盤等輔助設備的布置和通道要求以及安裝、檢修、運行條件來確定。高度為下部結(jié)構(gòu)高度與上部結(jié)構(gòu)高度之和。臥式機組的最大起吊部件通常為蝸殼。七、貫流式機組廠房布置的特點課后閱讀

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十章八、副廠房布置電站控制用房及有關值班室中央控制室載波室、通風機室、集纜室等布置電氣及機械輔助設備的房間生產(chǎn)車間辦公室及生活用房九、水電站的防洪、采光、通風、防潮、防火防洪采光、通風防潮、防火

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十章十、廠區(qū)布置主廠房的布置主變壓器場及高壓開關站的布置副廠房的布置廠房對外交通線的布置

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十章課間休息Let‘shaveabreak！思考題1、影響機組段長度的因素有哪些?影響廠房寬度的因素有哪些?2、廠房各層高程的確定原則是什么?吊車軌頂高程的確定原則是什么?3、在進行安裝間布置時，如何考慮它的位置、高程和面積?4、副廠房大體上分幾類?一般有哪些房間?5、中控室的作用?它的面積、位置、高程等有何特殊要求?6、直流電系統(tǒng)有哪些房間組成?布置設計時有何特殊要求?思考題7、電流系統(tǒng)(一次回路)包括哪些電氣設備?哪些布置在廠內(nèi)?哪些布置在廠外?有哪些特殊要求?8、廠房通風、采光、取暖、防潮都有何要求?9、水電站樞紐包括哪些建筑物?進行廠區(qū)布置時，它們之間的相互位置應如何考慮?10、臥式混流式機組廠房的布置設計與立式機組廠房有何不同?11、臥式?jīng)_擊式機組廠房有何特點?12、燈泡貫流式機組有何優(yōu)越性?其廠房有何特點?第十一章水電站廠房結(jié)構(gòu)一、概述結(jié)構(gòu)組成上部結(jié)構(gòu)各層樓板及梁柱系統(tǒng)；吊車梁和構(gòu)架；屋頂及圍護墻下部結(jié)構(gòu)水輪發(fā)電機機座、蝸殼、尾水管、混凝土塊體結(jié)構(gòu)廠房荷載與傳力系統(tǒng)廠房主要荷載結(jié)構(gòu)自重和壓力水管、蝸殼及尾水管內(nèi)水重；廠房內(nèi)機電設備自重、機組運轉(zhuǎn)時的動荷載；水壓力：尾水壓力、基底揚壓力、過水部件的內(nèi)水壓力、永久縫內(nèi)的水壓力、上游水壓力（河床式電站）；土壓力；活荷載；溫度荷載；風荷載；雪荷載；地震力等

水電站HYDROPOWERENGINEERING廠房傳力系統(tǒng)（圖11-3）廠房結(jié)構(gòu)的分縫、止水和分期分層分塊分縫設置伸縮縫、沉降縫，通常兩縫合一，稱沉降伸縮縫，為永久縫，一般貫通至地基；當?shù)鼗^好時，伸縮縫可僅設在水上部分，但也需每隔數(shù)道伸縮縫設一道貫通地基的沉降伸縮縫。多機組廠房通常將一臺機組或兩臺機組用永久縫分開；裝配場單獨設縫分開。壩后式廠房常在廠壩間沿廠房上游側(cè)設一條貫通地基的縱縫。臨時縫（施工縫）：混凝土澆筑縫。止水永久縫中常填充具有一定彈性的防滲材料，廠房水下部分設止水。止水布置主要取決于廠房類型、結(jié)構(gòu)特點、地基特性等，應采取可靠、耐久而經(jīng)濟的止水型式。

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十一章分期分一、二期混凝土進行澆筑。分層分塊原則必須保證主機組安裝方便；澆筑縫應設在構(gòu)件內(nèi)力最小的部位；分塊的大小應與混凝土的生產(chǎn)能力、澆筑方法與強度相適應；分塊必須盡量使工作過程具有最大的重復性，以簡化施工和便于模板的重復使用。

水電站HYDROPOWERENGINEERING第十一章廠房整體穩(wěn)定及地基應力廠房在運行、施工和檢修期間，在抗滑、抗傾與抗浮方面必須有足夠的安全系數(shù)，以保證廠房的整體穩(wěn)定性。廠房地基應力必須滿足承載能力的要求，不允許發(fā)生有害的不均勻沉降。地基中滲透坡降要小，不允許產(chǎn)生滲透變形。對巖基上不擋水的壩后式及引水式地面廠房，整體穩(wěn)定問題不大。當基巖較破碎時，要進行固結(jié)灌漿，保證地下輪廓線。對河床式廠房直接承受上游水壓力，在確定地下輪廓線、校核整體穩(wěn)定性和地基應力時，基本原則與混凝土重力壩、水閘、低揚程泵站相似。

水電站HYDROPOWERENGINEERI