河海大学09水电站试题(答案)
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一、计算题
1、已知水轮机为HL240—LJ —120，水电站的H max =37m, H P =31m, H min =25m,尾水位为180 m ，各水头对应的气蚀系数为：H max 时，22.0=σ，H P =31m 时，23.0=σ，H min =25m 时，24.0=σ。坐环高度b 0=0.365D 1，确定水轮机的安装高层。（20分）
解：1）计算吸出高度
()H ∆--∇-=σσ900
10s H 可得吸出高度分别为0.18，1.43，2.8。 2）计算安装稿酬4.18020=+
+∇=b H Z s a 取吸出高度为179.4米
2、已知水管直径D=1.8m,管长L=120m,流速V=5m/s,静水头H 0=60m,波速a=990m/s,阀们的关闭时间T s =5s,计算从全开到全关的水锤压强。（20分）
解：1）直接与间接判断
T s =2L/a=0.24s<5s 为间接水锤
2）第一相与末相判断
204.021.4200
====
s T gH LV gH aV σρ
属末相水锤。
3）227.0221=-=σ
σξ △H=13.63m
考虑水锤时的总水头为73.63米。
3、已知水管直径D=1.8m, 静水头H 0=60m, 水锤的动水压力△H=13.63m ，钢管[]a MP 4.129=σ，焊缝系数95.0=φ，计算压力水管管壁厚度。（20分）
解：计算内压：H=60+13.63=73.63m P=γH=0.722MP a
管壁厚度[]
mm t 6.828.0Pr =+=
σφ 取t=10mm t D <=+25.6480 t mm D >=.5.13130
1不满足抗外压稳定，需设置刚性环。 4、已知水轮机为HL240—LJ —120，水电站的H max =37m ，H P =31m, H min =25m ，尾水位为180 m ，设计流量为9.2m 3/s ，坐环直径为2.06m ，确定水轮机的蜗壳尺寸。（10分） 解：
（2）最大包角3450
（3）i i i ϕπ
ϕρ0022.07.33602.9=⨯= （4）i i R ϕ0022.0203.1+==
二、问答题
1、按水能的开发方式，水电站有哪些类型？（6分）
混合式—有压引水式水电站；
坝式—坝后式，河床式水电站；
引水式—无压引水式水电站、有压引水式水电站；
2、厂区四大建筑物有哪些？其电流的连接关系？（6分）
答：主厂房、副厂房、开关站、变压器场。
主厂房的发电机电子引出线－副厂房的开关室－变压器场的主变压器—开关站。
3、简述吊车梁轨顶高层的确定考虑哪些参数？（6分）
答：考虑1）吊物高度，2）吊钩的极限位置；3）绳索长度；4）安全距离。
4、某水电站设计水头为40.5m ，单机容量为2000kw ，采用HL200水轮机，根据教材提供的图表，查出水轮机的直径和转速。（6分）
答：根据教材提供的图表，查出水轮机的直径为100cm 和转速428.6r/min 。
5、压力钢管直径如何确定？（6分）
答：压力钢管直径按经济流速和设计流量确定，经济流速一般为3.0~5.0m/s 。
一、计算题
1、已知水轮机为HL240—LJ —120，水电站的H max =37m, H P =31m, H min =25m,尾水位为180 m,各水头对应的气蚀系数为：H max 时， 22.0=σH P =31m 时，23.0=σH min =25m 时，24.0=σ。坐环高度b 0=0.365D 1，确定水轮机的安装高层。（20分）
解：1）计算吸出高度
()H ∆--∇-=σσ900
10s H 可得吸出高度分别为0.18，1.43，2.8。 2）计算安装高程 4.18020=+
+∇=b H Z s a 取吸出高度为179.4米
2、已知水管直径D=1.8m,管长L=120m,流速V=5m/s,静水头H 0=60m,波速a=990m/s,阀们的关闭时间T s =5s,计算从全开到全关的水锤压强。（20分）
解：1）直接与间接判断
T s =2L/a=0.24s<5s 为间接水锤
2）第一相与末相判断
204.021.4200
====
s T gH LV gH aV σρ
属末相水锤。
3）227.0221=-=σ
σξ △H=13.63m
考虑水锤时的总水头为73.63米。
3、已知水管直径D=1.8m, 静水头H 0=60m, 水锤的动水压力△H=13.63m ，钢管[]a MP 4.129=σ，焊缝系数95.0=φ，计算压力水管管壁厚度。（20分）
解：计算内压：H=60+13.63=73.63m P=γH=0.722MP a
管壁厚度[]
mm t 6.828.0Pr =+=
σφ 取t=10mm t D <=+25.6480 t mm D >=.5.13130
1不满足抗外压稳定，需设置刚性环。 4、已知水轮机为HL240—LJ —120，水电站的Hmax=37m ，HP=31m, Hmin=25m ，尾水位为180 m ，设计流量为9.2m3/s ，坐环直径为2.06m ，确定水轮机的蜗壳尺寸。（10分） 解：
（2）最大包角3450
（3）i i i ϕπ
ϕρ0022.07.33602.9=⨯= （4）i i R ϕ0022.0203.1+==
二、问答题
1、水电站的机电设备系统有哪些？（6分）
1） 水流系统；2）电流系统；3）电力控制系统；4）附属设备；5）辅助设备，
2、确定厂房机组段的间距，考虑那些方面？（6分）
答：1）尾水管的尺寸、边墩；
2）涡壳的尺寸、外包砼厚度；
3）发电机的尺寸、通道。
3、水电站立式厂房的分层情况。（6分）
答：发电机层、水轮机层、蜗壳层、尾水管层
4、某水电站设计水头为40.5m ，单机容量为2000kw ，采用HL200水轮机，根据教材提供的图表，查出水轮机的直径和转速。（6分）
答：根据教材提供的图表，查出水轮机的直径为100cm 和转速428.6r/min 。
5、压力钢管直径如何确定？（6分）
答：压力钢管直径按经济流速和设计流量确定，经济流速一般为3.0~5.0m/s 。