第七节调压室水力计算条件的选择
调压室水力计算
调压室的水力计算1. 调压室断面计算当上游死水位，下游为最低水位，最小水位H min=188.9m，三台机满发，引水道糙率取最小值，压力管道糙率取最大值，通过水轮机的流量为57m3s⁄，则此时的引水隧洞水头损失的计算如表格1，压力钢管水头损失的计算如表格2。
引水道应选可能的最小糙率0.012，压力管道应选择可能的最大糙率0.013。
表格1引水隧洞水头损失表表格2压力钢管水头损失表F Tℎ>Lf2αgH1=Lf2αg(H0−ℎw0−3ℎwT)=45.548m2其中H0——最小水头损失，H0=188.9m；ℎw0——引水隧洞损失，ℎw0=17.802+0.296=18.098；ℎwT0——压力管道水头损失，ℎwT=3.110+2.805=5.915m；L——引水隧洞长度，12662m；g——重力加速度，g=9.81m/s2 f——引水隧洞面积，16.62m2。
α——引水道阻力系数v0=Qf=5716.619=3.43m s⁄α=ℎw0v02=18.0983.4302=1.5385为了保证大波动的稳定，一般要求调压室断面大于托马斯断面，初步分析时可取（1.0~1.1）F Tℎ，作为调压室的设计断面。
这里选取D=7.8m，则系数k为：F k=47.784k=F k/F Tℎ=1.052. 最高涌波水位计算按正常蓄水位时共用同一调压室的三台机组全部满载运行瞬时丢弃全部负荷（即流量由Q max=57减至流量Q=0）作为设计工况。
引水隧洞的糙率取尽可能的最小值（能耗少，涌波高）。
n=0.012引水道损失由表格1和表格2得：ℎw0=ℎw0程+ℎw0局=17.802+0.296=18.098mv0为时段开始时管中流速v0=Qf=3.43m s⁄；f为引水隧洞断面面积。
F为调压井断面面积，145.267m2；引水隧洞长L=12662m，g=9.81m s2⁄得引水道—调压室系统的特性系数。
λ=Lfv022gFℎw0=12662×16.62×3.4322×9.81×47.784×18.098=145.89令X0=ℎw0λ=0.124，X=zλ，则要求最高涌波水位z max，只需要求出X max=z maxλ即可。
水电站建筑物复习及思考题(1)
第一章绪论1、坝后式和河床式水电站枢纽的特点是什么？2、无压引水式和有压引水式水电站枢纽的特点是什么?其组成建筑物有哪些？第二章进水口及引水道建筑物1、水电站进水口应满足那些要求？按水流条件分为那几种类型？2、有压进水口的主要设备？有压进水口的事故闸门和检修闸门的运用要求？3、选择有压进水口高程时需要考虑哪些影响因素？4、隧洞式、坝式进水口有那些特点?5、通气孔及充水阀的作用？6、沉沙池的作用、工作原理及修建位置？7、何谓定期冲洗式沉沙池和连续冲洗式沉沙池？沉沙池一般由那几部分组成？8、水电站引水道的功用是什么？9、非自动调节渠道和自动调节渠道工作原理。
10、引水道怎样分类？11、压力前池的功用和布置原则是什么？第三章压力管道总论及明钢管1、压力水管的功用是什么？压力水管的类型有几种?各适用什么条件？2、压力水管的供水方式有哪几种？各有什么优缺点和适用条件？3、压力水管的材料性能有哪些要求？4、压力钢管的设施有哪些？如何布置？5、明钢管的布置原则有哪些？6、压力水管的引近方式、敷设方式有哪几种？各自的优缺点和适用条件是什么？7、作用在露天压力钢管上有哪些力?试分析正常运行、检修、温升、温降情况下力的组合及方向。
8、简述明钢管应力分析的方法与步骤。
已知流量和流速压力钢管的内径如何计算？管壁的厚度如何估算？9、明钢管外压失稳的原因及失稳现象是什么？简述外压失稳校核的步骤。
10、镇墩、支墩的作用是什么?各有几种类型？其优缺点是什么?11、明钢管的伸缩节、进人孔及排水孔的作用和位置？第四章地下埋管1、地下埋管的布置原则？施工工序？2、地下埋管的型式？各有何特点？3、地下压埋道的初始缝隙是怎样形成的?它对钢衬强度计算有何影响?4、地下埋管失稳的原因是什么？防止措施有哪些？第五章混凝土坝体压力管道1、混凝土坝体压力管道按其布置方式分为哪三类？2、坝内埋管的结构设计要求？3、坝内埋管设软垫层的目的及位置？第六章分岔管1、分岔管的特点、功用和要求？2、压力管道的分岔管有哪几种布置型式?按结构型式分常用的岔管有哪几种?它们的构造特点和适用条件是什么?3、三梁岔管的构成？各承担哪些力？4、明钢岔管按其所用加强方式或受力特点分为哪几类？第七章有压引水系统非恒定流的物理现象及基本方程1、什么是水锤？水锤现象是如何发生的?研究水锤的目的？2、阀门启闭时间、转速变化、水锤压力三者之间的关系？3、什么叫调节保证计算？其任务是什么?4、什么情况下产生正水锤？什么情况下产生负水锤？5、什么是水电站不稳定工况？其表现形式有哪些？6、简述简单管不计摩阻损失时，阀门突然关闭（Ts= 0）后的水锤传播过程。
调压室涌波水位计算
式中ε
= 2 λ⁄ℎ������0
= 9.134，m
=
2 3
，解得：
z������������������ = 50.44������ 所以当增加负荷时水位降到静水位下 23.74m
3.2 丢弃全负荷时产生的第二波动振幅
解之
������2 + ln(1 − ������2) = ������������������������ + ln(1 − ������������������������ )
λ
=
������������������02 2g������ℎ������0
=
2
12662 × 16.62 × 3.432 × 9.81 × 47.784 × 18.098
=
145.89
令������0
=
ℎ������0 λ
=
0.124，X
=
������������，则要求最高涌波水位������������������������ ，只需要求出������������������������
调压室的水力计算
1. 调压室断面计算
当上游死水位，下游为最低水位，最小水位������������������������=188.9m，三台机满发，引 水道糙率取最小值，压力管道糙率取最大值，通过水轮机的流量为 57������3 ⁄������，则 此时的引水隧洞水头损失的计算如表格 1，压力钢管水头损失的计算如表格 2。 引水道应选可能的最小糙率 0.012，压力管道应选择可能的最大糙率 0.013。
������������+∆������
=
������������
1 +6
调压室水力计算分解
调压室的水力计算1. 调压室断面计算当上游死水位，下游为最低水位，最小水位H min=188.9m，三台机满发，引水道糙率取最小值，压力管道糙率取最大值，通过水轮机的流量为57m3s⁄，则此时的引水隧洞水头损失的计算如表格1，压力钢管水头损失的计算如表格2。
引水道应选可能的最小糙率0.012，压力管道应选择可能的最大糙率0.013。
表格1引水隧洞水头损失表表格2压力钢管水头损失表F Tℎ>Lf2αgH1=Lf2αg(H0−ℎw0−3ℎwT)=45.548m2其中H0——最小水头损失，H0=188.9m；ℎw0——引水隧洞损失，ℎw0=17.802+0.296=18.098；ℎwT0——压力管道水头损失，ℎwT=3.110+2.805=5.915m；L——引水隧洞长度，12662m；g——重力加速度，g=9.81m/s2 f——引水隧洞面积，16.62m2。
α——引水道阻力系数v0=Qf=5716.619=3.43m s⁄α=ℎw0v02=18.0983.4302=1.5385为了保证大波动的稳定，一般要求调压室断面大于托马斯断面，初步分析时可取（1.0~1.1）F Tℎ，作为调压室的设计断面。
这里选取D=7.8m，则系数k为：F k=47.784k=F k/F Tℎ=1.052. 最高涌波水位计算按正常蓄水位时共用同一调压室的三台机组全部满载运行瞬时丢弃全部负荷（即流量由Q max=57减至流量Q=0）作为设计工况。
引水隧洞的糙率取尽可能的最小值（能耗少，涌波高）。
n=0.012引水道损失由表格1和表格2得：ℎw0=ℎw0程+ℎw0局=17.802+0.296=18.098mv0为时段开始时管中流速v0=Qf=3.43m s⁄；f为引水隧洞断面面积。
F为调压井断面面积，145.267m2；引水隧洞长L=12662m，g=9.81m s2⁄得引水道—调压室系统的特性系数。
λ=Lfv022gFℎw0=12662×16.62×3.4322×9.81×47.784×18.098=145.89令X0=ℎw0λ=0.124，X=zλ，则要求最高涌波水位z max，只需要求出X max=z maxλ即可。
水电站调压室设计规范
水电站调压室设计规范Specification for design of surge chamber of hydropowerstation中华人民共和国电力行业标准水电站调压室设计规范主编部门：电力工业部华东勘测设计研究院批准部门：中华人民共和国电力工业部中华人民共和国电力工业部关于发布《水电站调压室设计规范》电力行业标准的通知电技［1996］733号各电管局，各省、自治区、直辖市电力局，水电水利规划设计总院，各有关单位：《水电站调压室设计规范》电力行业标准，经审查通过，批准为推荐性标准，现予发布。
其编号为：DL/T5058－1996该标准自1997年5月1日起实施。
请将执行中的问题和意见告水电水利规划设计总院，并抄送部标准化领导小组办公室。
1996年10月31日目次1总则2术语、符号3调压室的设置条件及位置选择4调压室的基本布置方式、基本类型及选择5调压室的水力计算及基本尺寸的确定6抽水蓄能电站调压室的设计7调压室的结构设计、构造、观测及运行要求附录A压力水道水头损失计算公式附录B调压室的涌波计算公式附录C抽水蓄能电站水泵工况断电、导叶拒动时的调压室涌波计算方法本规范用词规定附加说明1总则1.0.1水电站调压室是压力水道系统中一项重要建筑物，为体现国家现行的技术经济政策，积极慎重地采用国内外先进技术和经验，统一调压室设计的标准、要求，特制定本规范。
1.0.2本规范适用于大、中型水利水电枢纽工程中常规水电站和抽水蓄能电站调压室设计，小型水电站的调压室设计可参照执行。
1.0.3水电站调压室设计应根据地形、地质情况、压力水道的布置、机电特性和运行条件等资料，经综合论证，做到因地制宜、经济合理、安全可靠。
1.0.4水电站调压室设计除必须遵守本规范的规定外，还应符合SDJ12—78《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)》(试行)及补充规定、SD134—84《水工隧洞设计规范》、SDJ173—85《水力发电厂机电设计技术规范》(试行)、DL/T5057—1996《水工混凝土结构设计规范》、SDJ10—78《水工建筑物抗震设计规范》(试行)等现行的国家、行业有关标准与规定。
水电站建筑物习题及答案
⽔电站建筑物习题及答案⽔电站建筑物考试题集⼀、选择题1.计算调压室稳定断⾯时，应采⽤上游⽔库的(设计洪⽔位，正常⾼⽔位，死⽔位)，引⽔隧洞的糙率取(可能最⼤糙率，可能最⼩糙率，平均糙率)。
压⼒钢管的糙率取(可能最⼤糙率，可能最⼩糙率，平均糙率)。
2.⽔电站的事故闸门可在（动⽔中启闭，静⽔中启闭，动⽔中关闭静⽔中开启）。
3.地下埋管钢衬破坏⼤都是由于______，防⽌破坏的有效措施是__________。
(1) a.内压较⼤，钢衬强度不⾜。
b.外压失稳。
(2) a.加厚钢衬。
b.加钢性环。
4. ⽔库、封闭端、阀门的反射系数分别为___、___、__；(a) 0.5 (b) -0.5 (c) +1 (d) -1 (e)对传来的⽔击波分别做______、________、________ 反射。
(a)异号等值(b) 同号等值(c) 异号减值(d)同号减值(e)根据值确定5. 调压室⽔位波动的解析法适⽤于_______调压室,(a) 圆筒式(b)阻抗式(c) 差动式(d) a和b (e) b和c在_________情况(a) 丢弃部分负荷(b) 丢弃全负荷(c) ⼀台机组投⼊运⾏(d) a和b (e) b和c6. ⽔击计算的计算机⽅法中，若上游端为⼀⽔位不变的⽔库，其边界条件为______，它与特征⽅程________联⽴求解。
A. Hp1=Hp A. Hpi=Cp-BQpi(1) B. Hp1=Hp+△HSinωt (2) B. Hpi=Cp+BQpiC. Hp1=Hs+Qp1(a1+a2Qp1)7. 阀门关闭终了开度为τc，ρτc>1时，⽔击波在阀门处为_______,?关闭终了后的⽔击变化曲线为________。
A. 同号等值反射 A. 周期性不衰减振荡B. 同号减值反射 B. 逐渐衰减振荡C. 异号等值反射 C. ⽔击消失D. 同号减值反射 D. ⽔击压强逐渐减⼩E. 不反射8. 求调压室最⾼涌浪时,上游库⽔位取________。
水电站调压室设计规范[DL T5058-1996]条文说明
![水电站调压室设计规范[DL T5058-1996]条文说明](https://img.taocdn.com/s3/m/aabf3f136529647d2628524b.png)
>中华人民共和国电力行业标准水电站调压室设计规范条文说明目次总则调压室的设置条件及位置选择调压室的水力计算及基本尺寸的确定抽水蓄能电站调压室的设计总则为了在今后调压室的设余座调编制过程中也参照了国外的调压室规范和因此小型水电站的调压室设调压室的设置条件及位置选择调压室的设置条件置调压室说明以压力水道的水流惯性时间常数取长湖电站机组容量万达图是根据美国垦务局和田纳西流域管理局使用的与调速性能关系图按我国法定机组的加速时间常数达值达国外设置调压室的初步判据见表一般较小和流速不均匀分布修正系数表国外设置调压室条件的初步判据与各地大气压力都把水头作为代替调压室的位置选择越能减少压力管道及机组所承受的水为了水力联系密切本条为调压室的基本布置方式本条为调压室的基本类型简单式与阻抗式的区别水室式而完全用双室的实例溢流式专指调压室顶部设有溢流堰泄水的型式不包括有溢流堰的水室式与有溢流堰升差动式亦可与大室相邻分开设置阻抗孔可设在大室与升管之间气垫式我国采用混合型调压室的有及优缺点应注意各种调压室的基本特点简单式调压室结构最简单反射水击波效果最好溢流式调压室当丢弃负荷时具差动式调压室具有溢流和阻抗调压室的优点调压室内的压缩空气大大削减了水调压室的水力计算及基本尺寸的确定调压室的稳定断面面积随着电力系统容量的增大和电器装置的完善国内外均有一些电站在设计中考虑系统或调速器的作用等而采用了小于托马条件的调托马公式的形式现在常见的有以下几种式中的气体体积调压室的涌波计算水击主要对压力管道影响较大孔尺寸选择恰当时是存在的根据以往设计台增至台或由全部负荷时在调压室涌波水位计算中特别是波动周期较长的调压室在上一工况未稳定时另一工况和在设计中应根后重新开机的时间限制等合理的运行要求调压室基本尺寸的确定时压力管道末端及调压时对抑制波动幅度与表表部分阻抗式调压室阻抗孔的取值差动式调压室设计按理想差动状态设计即在设计库水位丢弃负荷时大室最高涌波水位大室最低涌波水位等于升管最初时段的下降水必要时还要抽水蓄能电站调压室的设计因抽水蓄能电站的工况复杂变化频繁和发电工况丢弃全算法列入附录表国内外部分抽水蓄能电站调压室型式及尺寸表续表调压室的结构设计混凝土衬砌厚度调压室结构采用锚杆喷混凝土支护在国内尚无先例有条件的采用锚喷支护地下建筑物具有良好的抗地震的能力已为国内外许多实践资料所证实因此在地下建筑物中多不强调抗震计算与校核的要求进行抗震并做好边坡的加固处与闸门之间的相互不利作用并提出电站运行。
第七节调压室水力计算条件的选择
第七节调压室水力计算条件的选择调压室的基本尺寸是由水力计算来确定的，水力计算主要包括以下三方面的内容：(1）研究“引水道—调压室”系统波动的稳定性，确定所要求的调压室最小断面积。
(2）计算最高涌波水位，确定调压室顶部高程。
(3）计算最低涌波水位，确定调压室底部和压力水管进口的高程。
进行水力计算之前，需先确定水力计算的条件。
调压室的水力计算条件，除去水力条件之外，还应考虑到配电及输电的条件。
在各种情况中，应从安全出发，选择可能出现的最不利的情况作为计算的条件。
现讨论如下。
1.波动的稳动性计算调压室的临界断面，应按水电站在正常运行中可能出现的最小水头计算。
上游的最低水位一般为死水位，但如电站有初期发电和战备发电的任务，这种特殊最低水位也应加以考虑。
引水系统的糙率是无法精确预侧的，只能根据一般的经验选择一个变化范围，根据不同的设计情况，选择偏于安全的数值。
计算调压室的临界断面时，引水道应选用可能的最小糙率，压力管道应选用可能的最大糙率。
流速水头、水轮机的效率和电力系统等因素的影响，一般只有在充分论证的基础上才加以考虑。
2.最高涌波水位的计算上游水库水位应取正常高水位，引水道的糙率应取可能的最小值，负荷的变化情况一般按丢弃全负荷设计。
最高洪水位丢弃全负荷或部分负荷进行校核。
如电站的机组和出线的回路数较多，而且母线分段，经过分析，电站没有丢弃全负荷的可能，也可不按丢弃全负荷计算。
对于丢弃全负荷情况，可假定由最大流量减小至空转流量；为了安全，有人认为应按丢弃至零计算。
3.最低涌波水位的计算上游水库水位应取可能的最低水位，引水道的糙率应取可能的最大糙率。
确定最不利的增荷情况比确定最不利的丢荷情况更加困难。
增加负荷对调压室的工作比丢弃负荷更危险，如计算不正确，可能使引水道和压力管道进入空气，破坏建筑物和机组正常的运行。
在技术设计阶段，增加负荷的条件应根据设计电站在系统中的工作情况，经专门研究确定，并应考虑系统将来的发展。
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第七节调压室水力计算条件的选择
调压室的基本尺寸是由水力计算来确定的，水力计算主要包括以下三方面的内容：
(1）研究“引水道—调压室”系统波动的稳定性，确定所要求的调压室最小断面积。
(2）计算最高涌波水位，确定调压室顶部高程。
(3）计算最低涌波水位，确定调压室底部和压力水管进口的高程。
进行水力计算之前，需先确定水力计算的条件。
调压室的水力计算条件，除去水力条件之外，还应考虑到配电及输电的条件。
在各种情况中，应从安全出发，选择可能出现的最不利的情况作为计算的条件。
现讨论如下。
1.波动的稳动性计算
调压室的临界断面，应按水电站在正常运行中可能出现的最小水头计算。
上游的最低水位一般为死水位，但如电站有初期发电和战备发电的任务，这种特殊最低水位也应加以考虑。
引水系统的糙率是无法精确预侧的，只能根据一般的经验选择一个变化范围，根据不同的设计情况，选择偏于安全的数值。
计算调压室的临界断面时，引水道应选用可能的最小糙率，压力管道应选用可能的最大糙率。
流速水头、水轮机的效率和电力系统等因素的影响，一般只有在充分论证的基础上才加以考虑。
2.最高涌波水位的计算
上游水库水位应取正常高水位，引水道的糙率应取可能的最小值，负荷的变化情况一般按丢弃全负荷设计。
最高洪水位丢弃全负荷或部分负荷进行校核。
如电站的机组和出线的回路数较多，而且母线分段，经过分析，电站没有丢弃全负荷的可能，也可不按丢弃全负荷计算。
对于丢弃全负荷情况，可假定由最大流量减小至空转流量；为了安全，有人认为应按丢弃至零计算。
3.最低涌波水位的计算
上游水库水位应取可能的最低水位，引水道的糙率应取可能的最大糙率。
确定最不利的增荷情况比确定最不利的丢荷情况更加困难。
增加负荷对调压室的工作比丢弃负荷更危险，如计算不正确，可能使引水道和压力管道进入空气，破坏建筑物和机组正常的运行。
在技术设计阶段，增
加负荷的条件应根据设计电站在系统中的工作情况，经专门研究确定，并应考虑系统将来的发展。
在初步设计阶段，可采用其余所有机组都已满负荷运行，而最后一台机组投人运行的情况作为设计情况，若电站机组多于3台时，最后加入的容量，应不小于电站总容量的1/3。
此外，应计算丢弃全负荷后水位波动的第二振幅，以检验其是否低于增荷时的最低涌波水位，此时，上游水位应取可能的最低水位，糙率应取可能最小值。
如果调压室波动的衰减时间相当长，这时还应补充研究电站在丢弃负荷后不久又重新带上负荷（或相反，带上负荷不久后又丢弃负荷）引起波动叠加的可能，这一点也说明调压室波动迅速衰减是很重要的。