水电站复习试题

水电站复习试题
水电站复习提纲
1. 水轮机的分类、牌号？
按水流能量的转换特征将水轮机分为反击式和冲击式：反击式主要利用水流的压力能转变为机械能，它包含混流式、轴流式（定桨式、转桨式）、斜流式、贯流式；冲击式将水流的能量转化为高速水流的动能，再将水流动能转化为机械能，它包含切击式、斜击式、双击式。

水轮机牌号由三部分组成：第一部分——水轮机类型及型号：前两个字母代表水轮机类型，数字代表转轮型号，用比转速表示；第二部分——主轴布置方式及饮水室特征；第三部分——转轮标称直径。

2. 水轮机有几个主要部件，作用？
进水部件（蜗壳）：能形成一定的环量，具有合理的断面尺寸，形状和强度，保证在蜗壳内有较小的水力损失并引导水流均匀的，轴对称的进入座环；导水部件（座环与导叶）：能形成和改变进入转轮的水流环量，根据机组所带负荷的变化情况随时调节水轮机的引用流量，以改变机组出力，并进行开机和停机操作，在机组甩负荷工况时，可迅速关闭导水叶，防止飞逸事故的发生；工作部件（转轮）：水轮机的核心，引导径向水流平顺的过渡成轴向流动，以消除径向水流的撞击及漩涡，将水能转变为旋转机械能；泄水部件（尾水管）：汇集并引导转轮出口水流排往下游，当H2＞0时利用这一高度水流所具有的位能，回收转轮出口处的部分能量。

3. 蜗壳、尾水管的作用、类型？
蜗壳根据材料分为金属蜗壳和钢筋混凝土蜗壳；尾水管：直锥形、弯锥形、弯肘形；金属蜗壳适用于水头大于40米或小型卧式机组，钢筋混凝土蜗壳适用于水头小于40米且流量较大的立式机组。

4. 水电站无压进水口；有压进水口的类型、组成部分，各设备的作用？
无压进水口适用：无压进水口适用于无压引水式电站;作用：控制水量与水质，并保证使发电所需水量以尽可能小的水头损失进入渠道
有压进水口的类型及使用条件：隧洞式进水口，工程地质条件较好，岩体比较完整，山坡坡度适宜，易于开挖平洞和竖井的情况；墙式进水口，适用于洞口附近地质条件较差或地形陡峻而不适宜采用洞式进水口时的情况；塔式进水口，适用于洞口附近地质较差或地形平缓不宜采用洞式进水口时；坝式进水口，适用于混凝土重力坝的坝后式厂房、坝内式厂房和河床式厂房。

有压进水口主要设置拦污设备、闸门及其启闭设备、通气孔及充水阀等;拦污设备:防止有害污物进入进水口，防止漂浮物进入进水口，影响过水能力;闸门及启闭设备:1.工作闸门,动水中快速(1~2min)关闭，静水中开启,紧急情况下切断水流，以防事故扩大;2.检修闸门,静水中启闭,设在工作闸门上游侧，检修事故闸门和及其门槽时用以堵水;通气孔及充水阀:1．通气孔,是当引水道充水时用以排气，当事故闸门紧急关闭放空引水道时，用以补气以防出现有害真空;2．充水阀,开启闸门前向引水道充水，平衡闸门前后水压，以便在静水中开启闸门，从而减小闸门起门力。

5. 动力渠道的类型、特点、适用条件？
自动调节渠道：L短，i缓，渠道堤顶高程沿渠线不变，渠道断面沿渠线不变，渠道末端不设泄水建筑物，适用于渠线较短，纵坡较小的情况；非自动调节渠道：L长，i陡，渠道堤顶高程降低，与纵坡基本保持一致，渠道各断面沿渠线基本保持不变，渠道末端设有泄水建筑物，适用于渠道较长，上游水位变化范围较大或当电站停止运行而渠道仍需向下游供水时。

6. 隧洞的类型，布置要求？洞径？
从功用上分为引水隧洞和尾水隧洞；根据隧洞的工作条件可分为有压和无压布置原则洞线短，弯道少，沿线的工程地质水文地质条件要好，并便于布置施工平洞。

地质条件，尽可能布置在完整坚固的岩层之中，避开不利的地址区。

地形条件：隧洞进出口处宜陡，进出口段应尽量垂直地形等高线，其洞顶围岩厚度不小于1.0倍的开挖洞径。

洞身的埋藏深度应满足洞顶以上，围岩重量大于洞内静水压力的要求。

施工条件：对于长隧洞洞线选择时应考虑设置施工支洞问题，以便于
增加施工工作面，有利于改善施工条件，加快施工进度，有压隧洞要设0.3%-0.5%的纵坡，以便利与施工排水和放空隧洞。

水里条件：洞线尽可能直少转弯，必须转弯时弯曲半径必须大于5倍洞径，转角不宜大于60度，以使水流平顺减小水流损失，枢纽总体布置：选择洞线时应与大坝，进水口，调压室，厂房等统一考虑有时还应考虑发电洞，导流洞，泄洪洞，灌溉洞互为利用的因素。

洞径应考虑施工要求不小于1.8-2.0米。

7. 压力前池、日调节池的含义？
设置在引水渠道或无压隧洞的末端，是水电站无压引水建筑物与压力管道的连接建筑物，是无压引水系统中的平水建筑物（111）当引水渠道较长时，且水电站担任峰荷时常设日调节池（115）
8. 压力管道的组成，各部分的作用？
管壳：是明钢管和埋管钢衬的主要组成部分。

刚性环：增加薄壁钢管的刚度。

支撑环：为防止支墩直接接触管壁加强支撑处钢管的刚度和强度。

伸缩节：避免明钢管管壁在温度变化及支座不均匀沉陷时产生过大的应力。

进人孔：便于检修管道内部。

通气孔与通气阀：避免压力管道在放空及运行时发生真空。

排水设施：压力管道检修时低于导水叶底部高程的水需设排水管排入尾水管或尾水渠。

9. 压力管道的敷设方式？钢管的外压失稳？水击？
明钢管的敷设方式连续式，分段式。

钢筋混凝土管的敷设方式连续式，间断式。

钢管：是一种薄壁结构，能承受较大的内水压力，但当钢管内发生负水击或钢管迅速放空而通气阀失灵时，钢管将承受外压作用，此时容易丧失稳定而被压瘪。

可在管壁外面设置加劲环，增加附近管壁的刚度，从而提高临界外压力。

水击：以压力波的形式，从阀门端按一定速度往上游端传播。

这种伴随着压力管道内水流流速的突然改变而产生额外压强升高的现象称为水击现象
10. 混凝土管的类型？
普通钢筋混凝土管（现浇和分段预制）；预应力钢筋混凝土管（三阶段管和一阶段管）；自应力钢筋混凝土管和自应力钢丝网水泥管
11. 设计钢管时如何初估管壁厚度，（要求写出公式及参数取值）？
明钢管系薄壳结构，内水压力作用下所产生的管壁环向应力是管壁的主要应力，可按该应力初步确定管壁厚度，然后在进行较详细的计算，校核管壁厚度是否满足强度和稳定要求
设管壁厚度为在均匀内水压力p作用下可求的管壁环向拉应力为，则管壁厚度为 r0为钢管内半径。

12. 镇墩、支墩的作用、类型？
支墩的作用是减少两镇墩之间的跨度，承受水重和管道自重在法向的分力，相当于梁的滚动支撑，允许管道在轴向自由移动，按其与墩座相对位移的特征可分为滑动式、滚动式、摆动式；镇墩的作用是承受轴向荷载，承受因管道改变方向产生的不平衡力，按管道固定在镇墩上的方式，可分为封闭式和开敞式。

13. 水电站厂区枢纽的组成部分？
主要包括四个部分：主厂房，副厂房，主变压器厂，高压开关站
14. 水电站的分类；水电站厂房的分类？
坝式水电站可分为坝后式，河床式，坝内式，溢流式；引水式水电站可分为无压式和有压式。

水电站厂房的分类按结构特征分为引水式坝后式河床式按机组主轴布置方式分为立轴机组厂房卧轴机组厂房
15. 机墩的类型、特点？
整体式整体连接可增加机墩抗扭和抗水平力刚度改善机墩受力条件应用最广但机墩的震动及混凝土的干缩会造成楼板裂缝并使楼板仪表设备正常工作收到影响；简支式这种机墩支座处构造较复杂机墩抗扭抗震性能较差应用较少；分离式发电机层楼板与机墩或风罩墙完全分离各自独立工作互不影响楼板荷载通过设在机墩或风罩墙周围的梁传给主梁和立柱再传至块体结构不传给机墩，这种方式的有点是楼板施工与上边的设备安装均可在机墩施工前进行可加快施工速度，广泛应用与中小型水电站厂房中。

16. 水电站可能由哪些建筑物组成，各组成部分的作用？
挡水用于截断水流集中落差形成水库的拦河坝和河床式水电站的厂房等水工建筑物；泄水用于宣泄洪水或防控水库的建筑物；进水从
河道或水库按水电站发电要求引进发电流量的引水道首部建筑物；引水向水电站输送发电流量的明渠及其渠系建筑物，压力隧洞和压力明管等建筑物5；调压室和压力前池为水电站平水建筑物。

在水电站负荷变化时用于平稳引水建筑物中流量及压力的变化保证电站调节稳定的建筑物对有压引水式水电站为调压塔或调压井对无压引水式水电站为渠道末端的压力前池6；厂区枢纽建筑物水电站的主厂房副厂房，主变压器厂，高压开关站，交通道路，尾水渠等建筑物一般均集中布置在同一局部区域内形成厂区枢纽。

厂区枢纽是发电，变电，配电，送电的中心，是电能生产的中枢。

17. 吊车轨顶高程如何计算？
桥吊轨顶高程可用下面的公式= 为发电机地面高程，H7为运送线路上最高固定设备的高度，h8为吊运部件与固定的机组或设备间的垂直净距，h9最大吊运部件的高度，h10吊运部件与吊钩间的距离，h11主勾最高位置至轨顶面的距离
18. 调压室的类型、作用、适用条件？
根据引水系统的布置情况，调压室的布置有四种型，即上游调压室、下游调压室、上游双调压室和上下游双调压室。

调压室的基本结构类型有圆筒式、阻抗式、双室式、溢流式、差动式和气垫式。

调压室的作用是减小压力水管的水击值，防止水击波进入引水道。