9 水电站压力管道(一)
武汉大学水力学教材答案第六章
第六章恒定管流
1、并联管道中各支管的单位机械能损失相同，因而各支管水流的总机械能也应相等。 ( )
2、图示虹吸管中B点的压强小于大气压强。( )
3、恒定管流的总水头线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。 ( )
4、在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。( )
5、各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。( )
6、图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，所以通过的流量相等。 ( )
径偏小，不能通过要求的设计流量。 ( )
8、图示A、B 两点间有两根并联管道 1 和 2 。设管 1 的沿程水头损失为h f1,管 2 的沿程水头损失为h f2。则h f1与h f2 的关系为（）
（1）h f1 ＞h f2；（2）h f1＜h f2；（3）h f1 = h f2；（4）无法确定。
9、图示为坝身下部的三根泄水管 a、b、c，其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是（）。
（1）a管；（2）b管；（3）c管；（4）无法确定。
10、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程________________________________________________________；在管道断面突然缩小处，测压管水头线沿程____________________________________。
11、图示为一串联管段恒定流。各管段流量q v1、q v2、q v3的关系为______________________。各管段流速 v1、v2、v3 的关系为________________________________________________________ ____。
水电站调压井及压力管道竖井优化探讨
城市工程
107
产 城
水电站调压井及压力管道竖井优化探讨
李春生
阜新万钢建筑工程有限公司，辽宁阜新123000
摘要：随着社会的发展，我国的各行各业的发展也有了很大的进步。压力管道的设计工作是确保水电站正常运行的重要环节，因此，只有做好设计把关和设计资格认证才能够确保设计的压力管道的质量水平。本文主要探讨了在水电站工程中设计压力管道的时候应该着重注意的几点问题。关键词：水电站调压井；压力管道；竖井优化探讨
1 水电站压力管道的位置设计
1.1 综合考虑多种因素，比选最佳方案
通常情况下，在设计压力管道的位置时应该综合考虑各种因素，例如地质、施工条件、地形、运行状况、水力学以及枢纽布置等，继而设计出几种可行方案，再通过分析各个方案的技术经济指标情况，然后从中选出最佳的设计方案。
1.2 符合整体的枢纽布置要求
一般水电站内部设计的压力管道必须符合整体的枢纽布置要求，同时，铺设压力管道的地区还需要满足以下几个方面的条件，即岩体结构完整稳定、较好的水文地质状况、地质构造简单、上部岩石层足够厚、岩石足够坚硬以及方便施工等。
1.3 确保岩层和压力管道的管线之间的夹角较大通常在设计水电站的压力管道并铺设管线之前，应该测量岩层和预铺设的管线之间的夹角大小，确保夹角较大。如果岩体的整体呈块状结构，那么夹角要大于30度；如果岩体呈层状结构，那么夹角要大于45度。为了确保岩层的稳定，可以使铺设的管线方向尽可能地和最大水平地的应力方向保持一致。
2 优化措施分析
2.1 通气洞及穹顶开挖支护
通气洞开挖前应进行洞脸清理及防护，在洞口上方设截水天沟将水引至排水沟，洞口设护拱进洞，洞内根据实际地质情况进行支护。开挖至调压井中心后开始进行穹顶扩挖。
第九章-水电站的水锤及调节保证计算
第九章水电站的水锤及调节保证计算本章重点内容：水电站有压引水系统非恒定流现象和调节保证计算的任务、单管水锤简化计算、复杂管路的水锤解析计算及适用条件、机组转速变化的计算方法和改善调节保证的措
施。
第一节概述
一、水电站的不稳定工况
由于负荷的变化而引起导水叶开度、水轮机流量、水电站水头、机组转速的变化，称为水电站的不稳定工况。其主要表现为：
(1) 引起机组转速的较大变化
丢弃负荷：剩余能量→机组转动部分动能→机组转速升高
增加负荷：与丢弃负荷相反。
(2) 在有压引水管道中发生“水锤”现象
管道末端关闭→管道末端流量急剧变化→管道中流速和压力随之变化→“水锤”。
导时关闭时，在压力管道和蜗壳中将引起压力上升，尾水管中则造成压力下降。
导叶开启时则相反，将在压力管道和蜗壳内引起压力下降，而在尾水管中则引起压力上升。
(3) 在无压引水系统(渠道、压力前池)中产生水位波动现象。
二、调节保证计算的任务
(一) 水锤的危害
(1) 压强升高过大→水管强度不够而破裂；
(2) 尾水管中负压过大→尾水管汽蚀，水轮机运行时产生振动；
(3) 压强波动→机组运行稳定性和供电质量下降。
(二) 调节保证计算
水锤和机组转速变化的计算，一般称为调节保证计算。
1．调节保证计算的任务：
(1) 计算有压引水系统的最大和最小内水压力。最大内水压力作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据；最小内水压力作为压力管道线路布置，防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据；
(2) 计算丢弃负荷和增加负荷时转速变化率，并检验其是否在允许的范围内。
第一章第三节水电站压力管道第一部分压力水管的功用和类型
第三节 水电站压力管道
三、压力管道的结构形式
1.坝体内压力管道 1）坝内埋管—斜埋式 缺点：管道较长，弯段多 ，不头损失大；管道与下游坝 面间的混凝土厚度较小 。
8
第三节 水电站压力管道
三、压力管道的结构形式
1.坝体内压力管道 1）坝内埋管—平埋式
管道布置在坝体下部
管径较大时常采用这种布置 方式。 优点：管道较短，弯段 少，不头损失少；管道与下 游坝面间的混凝土厚度较大 。
15
第三节 水电站压力管道
三、压力管道的结构形式
2.地面压力管道 1）钢管 钢管一般为钢 板焊接而成。它具 有强度高，抗渗性 能好等优点，广泛 应用于中高水头水 电站和坝后式水电 站。 露 天 压 力 管 道
16
第三节 水电站压力管道
三、压力管道的结构形式
2.地面压力管道 钢管适用范围 其适用范围可 由数十米至几千米 。高水头小流量、 直径在1米以下的 地面管道可采用无 缝钢管，但是造价 较高。 露 天 压 力 管 道
2.地面压力管道 2）钢筋砼管 普通钢筋砼管一般适用于静水头和管直径乘 积<60平米，且静水头不宜超过50米的中小型水电 站；预应力和自应力钢筋砼管具有弹性好、抗拉 强度高等特点，但是制作要求较高。适用范围可 达≤300平米，静水头可达150米。可以代替钢管 ，可节约钢材60%以上。
19
第八章 水电站压力管道提纲
第八章水电站压力管道
第一节压力管道的功用和类型
压力管道是指从水库、前池或调压室向水轮机输送水量的管道。
特点是坡度陡，内水压力大，承受水锤的动水压力，而且靠近厂房。因此它必须是安全可靠的。
压力管道按材料可分为：
一、钢管
钢管具有强度高、防渗性能好等许多优点，常用于大中型水电站。
钢管布置在地面以上者称明钢管，布置于坝体混凝土中者称坝内钢管，埋设于岩体中者则成地下埋管。
二、钢筋混凝土管
具有造价低、可节约钢材、能承受较大外压和经久耐用等优点，通常用于内压不高的中小型水电站。尚有预应力和自应力钢筋混凝土管、钢丝网水泥和预应力钢丝网水泥管等。普通钢筋混凝土管用在水头H和内径D的乘积HD<50m2的情况下；预应力和自应力钢筋混凝土管的HD值可超过200㎡，预应力钢丝网水泥管HD值可超过300㎡。
三、钢衬钢筋混凝土管
钢衬钢筋混凝土管是在钢筋混凝土管内衬以钢板构成。在内水压力作用下钢衬与外包钢筋混凝土联合受力，从而可减小钢衬的厚度，适用于大HD值管道情况。由于钢衬可以防渗，外包钢筋混凝土可按允许开裂设计，以充分发挥钢筋的作用。
第二节压力管道的布置和供水方式
一、压力管道的布置
压力管道基本原则：
（1）尽可能选择短而直的路线。
（2）尽量选择良好的地质条件。
（3）尽量减少管道的起伏波折，避免出现反坡，以利管道排空；管道任何部位的顶部应在最低压力线以下，并有2m的裕度。
（4）避开可能发生山崩或滑坡地区。
（5）明钢管的首部应设事故闸门，考虑设置事故排水防冲设施以。
二、压力管道的供水方式
水电站的机组往往不止一台，压力管道可能有一根或数根，压力管道向机组的供水方式可归纳为三类。
水电站压力管设计标准
水电站压力管道设计标准是指在设计和建造水电站压力管道时，需要遵循的一系列规范和要求。这些标准主要包括以下几个方面：
1. 材料选择：压力管道的材料应该具有足够的强度、韧性和耐腐蚀性，能够承受高压水流的冲击和腐蚀作用。常用的材料包括碳钢、不锈钢、合金钢等。
2. 结构设计：压力管道的结构应该合理、稳定，能够承受水流的压力和振动。常见的结构形式包括直管、弯头、三通、四通等。
3. 尺寸计算：压力管道的尺寸应该根据水流的流量、速度和压力等因素进行计算，确保管道能够正常工作并避免出现堵塞或破裂等问题。
4. 安装要求：压力管道的安装应该符合相关的规范和要求，包括管道的连接方式、支架的设置、管道的固定等。同时，还需要进行严格的质量检查和测试，确保管道的安全性和可靠性。
5. 维护管理：压力管道的维护管理应该定期进行，包括清洗、检修、更换等工作。同时，还需要建立完善的档案管理制度，记录管道的使用情况和维护记录等信息。
总之，水电站压力管道设计标准是保证水电站安全运行的重要保障。只有严格按照相关标准进行设计和建造，并进行有效的维护管理，才能确保水电站的长期稳定运行。
水电站压力管道例题
2 (1 0.15)[ ] 2 0.85 105000
考虑钢管设计规范对最小管壁厚度的限制和对钢管 防锈蚀的要求，选用管壁计算厚度8mm，结构厚 度10mm。
2.跨中1-1断面管壁的应力计算
（1）荷载计算
1）径向内水压力：因管径较小，忽略不均匀水压力： p w H 9.8 56.25 551 .25(kN / m2 )
FK ah (a 2l ' ) 1.4 10 15.4 0.8 26.32(cm2 )
加劲环有效断面重心轴至中心距离为
rK
1.4 10 (5 0.8 100) 15.4 0.8100.4 1.4 10 15.4 0.8
103.27(cm)
加劲环有效断面惯性矩及相对刚度系数为
JK
0 115 .15MPa 140 MPa 满足强度的要求。
4．管壁的稳定验算
（1）加劲环间管壁的临界压力
采用米赛斯公式进行计算，计算得
1
1
n 2.74 1 2
1
4
4.58
4 0.008
取n=4和n=5分别带入米赛斯公式，采用小值。
n=4时， n=5时，
pr 0.307 (MPa) pr 0.283MPa
压力钢管例题
2023最新整理收集 do something
某水电站地面压力管道布置型式如图所示。
压力管道定义及分级
压力管道定义及分级
压力管道是一种专用的管道系统，用于输送气体、液体、蒸汽等高
压或低压流体。它由各种材料制成，例如钢、铸铁、铜等，用于承受
不同类型的压力。压力管道的正常运行对于现代工业和生活的正常运
转至关重要，因此，对压力管道的定义和分级是必不可少的。
定义
压力管道是指在其内部正常工作状态下的压力大于或等于0.1MPa （即10倍大气压）的管道系统。它主要被用于输送高压气体、液体和
蒸汽。由于其承受的压力不同于常压管道，因此压力管道的设计、安
装和维护都需要符合严格的标准和规范。
分级
根据不同的压力级别，压力管道被分为以下几个级别：
1. 一级压力管道：一级压力管道是指在其内部正常工作状态下的最
高压力大于或等于10MPa（即100倍大气压）的管道系统。这种压力
管道通常用于输送高压气体、液体和蒸汽，例如石油、天然气等。
2. 二级压力管道：二级压力管道是指在其内部正常工作状态下的最
高压力小于10MPa但大于或等于1MPa（即10倍大气压）的管道系统。这种压力管道常用于输送中压气体、液体和蒸汽。
3. 三级压力管道：三级压力管道是指在其内部正常工作状态下的最
高压力小于1MPa但大于或等于0.1MPa（即10倍大气压）的管道系统。
这类压力管道一般用于输送低压气体、液体和蒸汽，例如市政燃气管道、工业供水管道等。
根据不同的压力级别，压力管道的设计、制造和安装需要遵循相应的技术规范和标准。例如，在一级压力管道的设计和制造过程中，需要考虑到更高的压力和更严格的安全要求，以确保其能够在高压环境下安全运行。
结论
压力管道作为输送高压气体、液体和蒸汽的重要管道系统，需要严格定义和分级。通过将压力管道分为一级、二级和三级，可以根据其承受的压力范围来制定相应的技术规范和标准。这有助于确保压力管道的设计、制造和安装符合安全要求，并能够在正常工作状态下可靠运行。对于保障工业和生活用气、水供应的安全稳定，压力管道的定义和分级具有重要的意义。
水电站压力管道计算
973.26839
90
0.00000
+
90
0.00000
-
113
-973.26839
180
-2490.89032
c、强度校核
c1、轴力产生应 力
相当应力计算 表
计算断面θ
∑σθ (2)+(3)
∑σx (1)+(2)
σ（kPa) 管内外壁 环外壁
0
25105.6602 -4216.648 27457.90 25105.66
0.018
每米钢重 24.415
水、管 法向分力
1330.060
镇墩间钢管 总跨数
6
填料摩擦力 支墩钢管摩阻 填料长度
419.052432 665.030
0.2
40
钢管自重 轴线分力 721.905 总轴向力 -1903.339
1、跨中断面 (计算点θ度管 壁外缘应力最 大）
a、环向应力
b、轴应力
K1
0
-0.2387324
67
-0.2645964
90
-0.25
90
0.25
113
0.26459637
180
0.23873241
支承环M的σθ4
ZR1
0.2
K2 0.318 0.124 0.000 0.000 -0.124 -0.318
了鲁库水电站压力钢管制作安装工艺
整 。单 个筒 节在 制造 厂家 卷制 成型 时 ， 装 长度 及 组
重 量应 满足 现场 吊装 要求 ， 长 度尺 寸 控 制 在 ４～ 其
６ 重 量控 制在 ≤４ 。 ｍ， ｔ
焊 件边缘 应 予 固定 ， 以便在 焊接 时使 间隙保 持在 允 许公 差 内 。对 于纵 缝 焊 接 间隙 应 严格 按 照 工 艺评 定合 格 的要求 执 行 。焊 接 间 隙 过 小 易造 成 背 面 清
４ 压 力 钢 管 制 作和 组装
４ １ 压 力钢 管制作 ． 为 确保工 期 和工程质 量 ， 伸缩 节 、 保证 岔管 、 弯
厚 １ｍｍ， 外部 用 Ｃ ０混 凝土包 裹 。 ６ 其 ２
２ 施 工布 置
２ １ 施 工道 路 ．
管 等复 杂部 件 的制 造 精 度 ， 有 钢 管 及 部 件 的 卷 所 制 、 圆等制 造工 序 在有 资 质 的制 造 厂 家 进行 ， 组 在 安 装现 场进行 拼装 、 焊接 等工序 。经 厂家 预组装 后 作 上对 接标记 、 号 ， 解成 最 大 运输 单 元 发 往 安 编 分
Ｎ ． ｅｔ ０ ２ ｏ３Ｓ ｐ．２ １
Ｇ Ｚ ＯＵ Ａ ＧＲ Ｕ ＣＥ Ｃ ＆ Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ Ｅ Ｈ Ｂ Ｏ ＰＳＩＮ Ｅ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ
水电站压力管设计标准
水电站压力管设计标准
水电站压力管设计标准是指在水电站建设中，对于压力管道的设计、安装、使用和维护等方面所制定的规范和标准。这些标准是为了确保压力管道的安全运行，保障水电站的正常运营，同时也是为了保护环境和人员安全而制定的。以下是一份关于水电站压力管设计标准的2000字范例：
水电站压力管设计标准
第一章总则
1.1 目的
本标准的目的是规定水电站压力管道的设计、安装、使用和维护等方面的要求，保证压力管道的安全运行，减少事故发生的可能性，最大限度的保护环境和人员安全。
1.2 适用范围
本标准适用于水电站压力管道的设计、制造、安装、改造、维修和使用。
第二章基本要求
2.1 材料
压力管道的材料应符合国家相关标准，且经过合格的质量检验。
2.2 设计压力
水电站压力管道的设计压力应考虑管道所承受的最大压力，以保证其安全运行。
2.3 设备安装
水电站压力管道的安装应由具有相关资质的施工人员进行，安装过程中应符合相关技术规范，确保安装质量和安全。
第三章设计要求
3.1 压力管道设计
水电站压力管道的设计应考虑管道材料、工作环境、承载压力等因素，保证管道的稳定性和安全运行。
3.2 管道连接
管道连接应采用符合相关标准的连接方式，连接部位应经过严格的检测和试验，确保连接的牢固和安全。
3.3 防腐蚀设计
对于暴露在潮湿环境或易腐蚀的管道部位应采取防腐蚀措施，保证管道的可靠性和使用寿命。
第四章使用和维护
4.1 压力管道使用
水电站压力管道在使用过程中应经常进行检查和维护，确保管道的安全运行。
4.2 管道维修
对于存在问题的压力管道，应及时进行维修和更换，确保管道的完好和安全运行。
《水电站》9 水电站压力管道(二)
第七节 分岔管
三梁岔管
浙江水专国家精品课程《水电站》http://jpkc.zjwchc.com/sdz
一、分岔管的功用、特点
1、功用：作用是分配水流。采用联合供水或分组供 水时，需要设置分岔管，岔管位于厂房上游侧。 2、特点
水流条件较差，引起的水头损失较大； 岔管由薄壳和刚度较大的加强构件组成，管壁厚，构件 尺寸大，有时需锻造，焊接工艺要求高，造价较高；
第八节 地下埋管(buried penstock )
施工过程：开挖岩洞（清理石渣、支护等）→安 装钢管→回填混凝土→接处灌浆。
大型水电站中应用较多。
地 下 埋 管 施 工 中
浙江水专国家精品课程《水电站》http://jpkc.zjwchc.com/sdz
一、地下埋管的布置形式
类型：斜井、竖井、平洞。
2 3/ 2
计算时由第1式先用试算法求出σN，再由第2式求Pcr。
r1 s 0 N 3.46 ( s 0 N ) 1 0.45 E N Pcr r1 ( s 0 N ) r1 1 0.35 E r1
1. 竖井：常用于首部式开发的地下电站，竖井的
开挖、钢管的安装、混凝土的回填，一般都自
下而上进行。
2. 斜井：适用于地面和地下厂房，采用得最多。 为了施工出渣方便，倾角大于45˚(自下而上开挖) 或不小于35˚(自上而下) 。 3. 平洞：作为过渡段使用。
武汉大学水力学教材答案第六章
第六章恒定管流
1、并联管道中各支管的单位机械能损失相同，因而各支管水流的总机械能也应相等。( )
2、图示虹吸管中B点的压强小于大气压强。( )
3、恒定管流的总水头线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。( )
4、在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。( )
5、各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。( )
6、图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，所以通过的流量相等。( )
7、设计管道时，若选用的糙率大于实际的糙率，则求得的管道直径偏小，不能通过要求的设计流量。( )
8、图示A、B 两点间有两根并联管道1 和2 。设管1 的沿程水头损失为
h f1,管 2 的沿程水头损失为h f2。则h f1与h f2 的关系为（）
（1）h f1 ＞h f2；（2）h f1＜h f2；（3）h f1 = h f2；（4）无法确定。
9、图示为坝身下部的三根泄水管a、b、c，其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是（）。
（1）a管；（2）b管；（3）c管；（4）无法确定。
10、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程________________________________________________________；在管道断面突然缩小处，测压管水头线沿程____________________________________。
11、图示为一串联管段恒定流。各管段流量q v1、q v2、q v3的关系为______________________。各管段流速v1、v2、v3 的关系为____________________________________________________________。
水电站压力管道
第八章水电站压力管道
第一节压力管道的功用、类型
一、功用和特点
压力管道是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水管，一般为有压状态。其特点是集中了水电站大部分或全部的水头，另外坡度较陡，内水压力大，还承受动水压力的冲击(水锤压力)，且靠近厂房，一旦破坏会严重威胁厂房的安全。所以压力管道具有特殊的重要性，对其材料、设计方法和加工工艺等都有特殊要求。
压力管道的主要荷载为内水压力，管道的内直径D(m)和其承受的水头H(m)及其乘积HD值是标志压力管道规模及技术难度的重要参数值。目前最大直径的钢管是巴基斯坦的塔贝拉水电站第三期扩建工程的隧洞内明钢管，直径为13.26m。HD值最高的常见于抽水蓄能电站，已超过5 000m2。
二、分类
压力管道可按照布置型式和所用的材料分类，见表8-1。
其中，明管适用于引水式地面厂房，地下埋管多为引水式地面或地下厂房采用，混凝土坝身管道则只能在混凝土坝式厂房中使用。
由于钢材强度高，防渗性能好，故钢管或钢衬混凝土衬砌管道主要用于中、高水头电站；而钢筋混凝土管适用于中小型电站。
(一) 钢管
钢管按其自身的结构又可分为：
(1) 无缝钢管。其直径较小，适用于高水头小流量的情况。
(2) 焊接钢管。适用于较大直径的情况。焊接钢管由弯成圆弧形的钢板焊接而成，焊缝结构如图8-1所示，一般相邻两节管道的纵缝应错开一定角度，以避免焊缝薄弱点在同一直线上。
(3) 箍管。当HD>1 000m2时，钢板厚度一般会超过40mm，其加工比较困难，因而在这种情况下常采用箍管。箍管是在焊接管或无缝钢管外套以无缝的钢环(钢箍，称为加劲环)，从而使管壁和钢箍共同承受内水压力，以减小管壁钢板的厚度。
水电站压力管道施工组织设计
施工组织设计
水电站管道及调压井工程
施
工
组
织
设
计
承包人：(全称及盖章)
施工队长：(签名)
日期：年月日
目录
一、工程概况
二、施工平面总安插
三、施工进度方案
四、主要工程施工方案
五、施工组织机构与办理
六、施工人员、机械及材料方案
七、质量包管办法
八、安然出产包管体系及办法
九、文明施工与环境庇护办法
湖北省恩施市仙女湖水电站压力管道
以及调压井土建工程
一、工程概况
XXXXX水电站位于湖北省恩施市东南部新唐乡横栏村境内马尾沟河段，为马尾沟流域梯级开发的第一个梯级。电站由混凝土挡水闸坝、右岸发电引水系统、岸边式地面厂房等建筑物组成。挡水建筑物正常蓄水未为971.0 m ，总库容为8.06 m3，电站装机容量10MW。
，建筑面积高程950.5 m ，最大坝高22 m；泄洪闸3孔，堰顶溢流泄洪，堰顶高程 m，采用底流式消能。发电引水系统安插在右案，引水线路全长约为3100 m，设置有调压井，引水隧敞开挖洞径为 m，井后压力管道采用局部明敷和局部埋管结合形式，钢管主管内径 m，支管内径 m。
电站厂房位于下游右岸开阔地带，距坝址约 km。厂房由机组段、安装场、副厂房和尾程度台组成，主厂房长 m，宽 m，机组安装高程 m。升压站安插于厂房后侧台地上。
1.主要建设内容
本合同工程建设范围为仙女湖水电站压力管道及调压井〔不包罗调压井开挖〕土建工程。
2．工程施工条件
〔1〕水文气象与工程地质
马尾沟流域属亚热带潮湿性季风气候区，东无严寒、夏无酷暑、雾多湿重，雨量丰沛，植被良好。
流域内暴雨最早呈此刻4月，大多于10月结束，6-9月为暴雨集中
高清图文+水电站的压力管道
的 球
重量大，造价高。
阀
Biblioteka Baidu
适用：高水头电站。
四、钢管上的闸门、阀门和附件
2、伸缩节 (expansion joint)
功用：消除温 度应力，且适 应少量的不均 匀沉陷
位置：常在上 镇墩的下游侧
伸缩节
(a)套筒式伸缩节
(b)波纹密封套筒式伸缩节
(c)压盖式限拉伸缩节
(d)波纹管伸缩节
伸缩节动画
三、镇墩(anchor block)
1. 功用：固定钢管，承受因水管改变方向而产生的 轴向不平衡力。水管在此处不产生任何位移。
2. 布置：在水管转弯处，直线段不超过150m。 3. 类型：一般由混凝土浇制，靠自重维持稳定。
封闭式：应用广泛。结构简单，节约钢村，固 定效果好。
开敞式：采用较少。易于检修，但受力不均 匀。
一、压力管道的布置
压力管道线路选择应结合其它建筑物(前池、调压室)和 水电站厂房布置统一考虑。
路线尽可能短、直。(经济，hf和ΔH小)。
地质条件好。山体稳定、地下水位低、避开山崩、 雪崩地区。
尽量减小起伏, 避免出现负压; 转弯半径R≯3D。 避开可能发生山崩或滑坡的地区以及山水集中的地
区，可沿山脊布置。 明钢管首部设事故闸门，并考虑事故排水等
下埋管和明管
3. 分组供水：
设多根主管，每根主管向数台机组供水。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
最大不超过7m/s，Ae= Qmax/Ve
浙江水专国家精品课程《水电站》
第四节 钢管的材料和管身构造
浙江水专国家精品课程《水电站》
一、钢管的材料
❖ 钢管所用钢材应根据钢管结构型式、钢管规模、使用 温度、钢材性能、制作安装工艺要求以及经济合理等 因素选定。
按布置方式分
按材料分
明管：
钢管(大中型水电站)，钢筋
暴露在空气中(无压引水式电站) 混凝土管、木管(小型电站)
地下埋管（隧洞埋管) : 埋入岩体。(有压引水电站)
不衬砌、锚喷或混凝土衬 砌、钢衬混凝土衬砌，聚 酯材料管等
混凝土坝身埋管： 依附于坝身(混凝土重力坝及 钢筋混凝土管道、钢衬钢 重力拱坝)，包括：坝内管道、 筋混凝土管道 坝上游面管、坝下游面管
的论证。
浙江水专国家精品课程《水电站》
2、加工性能 ❖ 辊轧、冷弯、焊接、切割，要求焊接性能好，冷
加工的塑性变形小，加工后无残余应力，焊缝和 热影响区不产生裂纹。 3、化学成份 ❖ 影响钢材的强度、ε、焊接性能，含碳不要过高 (脆)，含硫量和含硅量也不能高。
浙江水专国家精品课程《水电站》
三、容许应力
(二) 钢材性能要求 1、机械性能 ❖屈服强度σs 、抗拉强度σb ；塑性指标：断裂时的
延伸率ε、断面收缩率ψ；冲击韧性ak。要求强度 高、塑性好(冲击、低温、加工)可焊性能好。 ❖ A3钢机械性能适用于压力管道，但容许应力低。
❖ 当HD>600m2，δ=32mm～40mm，不易加工。
❖ 当HD较高时采用16Mn，其强度高，但塑性差： ❖ 强度越高，塑性越差。若采用高强钢，要有充分
局部两部分。 ➢沿程损失：处于紊流，可按曼宁公式计算。 ➢局部损失：进口、门槽、渐变段、弯段、分岔
等部位，按水力学公式计算。 hw→电能→装机容量→管径选择
浙江水专国家精品课程《水电站》
❖非恒定流计算：水锤计算(N变→Q变→H变) ， 确定管道中各点的动水压力和变化过程。 水击压强→确定压力管道荷载和管线(最高压力 线和最低压力线)
浙江水专国家精品课程《水电站》
❖ 明管支座辊轮可采用下列钢种：Q235—A、B、 C级钢；Q345—A、B、C级钢；30、35、40、 45优质碳素结构钢；ZG230-450、ZG270-500、 ZG310-570等铸件。
❖ 支座支承板可采用与管材、支承环相同的材料。 支座垫板可采用上列钢板或铸件。
浙江水专国家精品课程《水电站》
二、钢材性能的要求
(一) 压力管道的工作特点与制作程序 ❖ 工作特点：内水压力大，并经常承受冲击荷载的
作用；低温状态下工作(水温在4℃左右)对钢材的 工作条件不利。 ❖ 制作过程： ➢板裁：冷卷、辊压成形； ➢现场焊接(自动焊、手焊)； ➢检查焊缝(γ射线、超声波)
浙江水专国家精品课程《水电站》
易于制作，无岔管。 ❖ 缺点：造价高。 ❖适用：(1) 单机流量大、长度短的地下埋管或明管；
(2)混凝土坝内管道和明管道。
浙江水源自文库国家精品课程《水电站》
2．联合供水： 一根主管，向多台机组供水。设下阀门。
❖ 优点：造价低 ❖ 缺点：结构复杂（岔管）、灵活性差 ❖ 适用：机组少、单机流量小、引水道长的地下埋管
❖ 钢管主要受力构件(包括管壁、支承环、岔管加强构 件等)可采用下列钢种：Q235—C、D级碳素结构钢， Q345—C、D级及Q390—C、D级低合金结构钢；20R、 16MnR、15MnNbR、15MnVR等压力容器钢； 07MnCrMoVR、07MnNiCrMoVDR等高强度压力容 器钢。明管宜采用容器钢。如需采用其他钢种，应先 研究其性能，确定相应的焊接方式热处理工艺等。
浙江水专国家精品课程《水电站》
二、压力管道引进厂房的方式 1. 正向引近：低水头电站。水流平顺、水头损失小，
开挖量小、交通方便。钢管发生事故时直接危机 厂房安全。 2. 纵向引近：高、中水头电站。避免水流直冲厂房。 3. 斜向引近：分组供水和联合供水。
浙江水专国家精品课程《水电站》
三、供水方式 1．单元供水：一管一机。不设下阀门。 ❖ 优点：结构简单(无岔管)、工作可靠、灵活性好，
和明管。
浙江水专国家精品课程《水电站》
3. 分组供水： 设多根主管，每根主管向数台机组供水。设下阀门。
❖ 适用：压力水管较长，机组台数多，单机流量较 小的情况。地下埋管和明管。
浙江水专国家精品课程《水电站》
第三节 水力计算和经济直径的确定
一、水力计算 ❖ 恒定流计算：确定管道的水头损失，包括沿程和
浙江水专国家精品课程《水电站》
钢管
浙江水专国家精品课程《水电站》
钢筋混凝土管
浙江水专国家精品课程《水电站》
聚酯材料管
木管
浙江水专国家精品课程《水电站》
第二节 压力管道的布置和供水方式
浙江水专国家精品课程《水电站》
一、压力管道的布置
❖ 压力管道线路选择应结合其它建筑物(前池、调压室) 和水电站厂房布置统一考虑。 ➢ 路线尽可能短、直。(经济，hf和ΔH小)。 ➢ 地质条件好。山体稳定、地下水位低、避开山崩、 雪崩地区以及山水集中的地区和沉降量很大的地段， 可沿山脊布置。 ➢ 宜避开村镇居民区及交通道路等，若避不开村镇居 民区应考虑工程对环境的影响。 ➢尽量减小起伏, 避免出现负压; 转弯半径R≯3D。 ➢ 明钢管首部设事故闸门，并考虑事故排水等。
《水 电 站》
2007
浙江水专国家精品课程《水电站》http://jpkc.zjwchc.com/sdz
第八章 水电站压力管道
❖ 作用：从水库、前池或调压室向水轮机输送水量。 ❖ 特点：坡度陡、内水压力大，承受动水压力，且
靠近厂房，失事后果严重，所以必须安全可靠。
浙江水专国家精品课程《水电站》
第一节 压力管道的类型
浙江水专国家精品课程《水电站》
二、压力管道直径的选择
1. 动能经济比较法：基本原理与渠道相同(要考虑 流速、水锤压力的影响)，拟定几个直径，进行 动能经济计算，比较确定最优经济直径。
2. 经验公式法：简化条件推导公式。精度较低，初
步设计时采用
D 7 5.2Qm3 ax H
Qmax——压力管道设计流量，H—设计水头