第一部分引水建筑物第一章水电站的布置形式及组成建筑物一、填空题1.水电站的基本布置形式有_______、__________、__________ 三种,其中坝式水电站分__________、__________、__________等形式。
2.有压引水式水电站由_________________、_________________、______________、______________、______________等组成;而无压引水式水电站由_____________、_____________、______________、______________、______________等组成。
3.抽水蓄能电站的作用是___________________________________,包括_________________和_________________两个过程。
4.按其调节性能水电站可分为____________和______________两类。
二、思考题1.按照集中落差的方式不同,水电站的开发分为几种基本方式?各种水电站有何特点及适用条件?2.水电站有哪些组成建筑物?其主要作用是什么?3.抽水蓄能电站的作用和基本工作原理是什么?潮汐电站基本工作原理是什么4.何为水电站的梯级开发?第二章水电站进水口及引水建筑物一、判断题1.无压引水进水口,一般应选在河流弯曲段的凸岸。
( )2.有压进水口的底坎高程应高于死水位。
( )3.通气孔一般应设在事故闸门的上游侧。
( )4.进水口的检修闸门是用来检修引水道或水轮机组的。
()5.渠道的经济断面是指工程投资最小的断面。
( )6.明渠中也会有水击现象产生。
( )二、填空题1.水电站的有压进水口类型有______________、______________、____________、____________等几种。
2.水电站有压进水口主要设备有______________、______________、______________和______________。
3.进水口的事故闸门要求在________中关闭,________中开启;检修闸门在________中关闭,________中开启。
4.水电站的引水渠道称为___________渠道,分_______________渠道和_______________渠道两种。
5.压力前池由____________、_________________、___________、__________________、______________________组成。
三、思考题1.水电站进水口的功用和要求。
2.有压进水口有哪几种型式?其布置特点和适用条件如何?3.有压进水口布置有哪些主要设备?其作用和布置要求是什么?4.有压进水口位置、高程确定应考虑哪些因素?5.有压进水口轮廓尺寸如何考虑?坝式进水口有什么特点?应满足哪些要求?6. 无压进水口有哪些特殊问题?7. 水电站引水渠道的特点、适用电站类型是什么?有哪些基本要求?与普通灌溉渠道有什么不同?8. 什么是自动调节渠道和非自动调节渠道?其适用条件是什么?9.水电站引水渠道水力计算特点及任务是什么?10.引水渠道断面设计的方法?何为经济断面和经济流速?11. 引水隧洞的特点?洞线选择原则?水力计算特点和内容?断面设计原则?12.压力前池的作用、组成建筑物?前池布置应考虑的因素?压力前池的尺寸拟定。
13.日调节池的作用及适用条件?第三章水电站压力管道一、判断题1.选取的钢管直径越小越好。
( )2.钢管末端必须设置阀门。
( )3.快速闸阀和事故阀下游侧必须设置通气孔或通气阀。
( )4.伸缩节一般设置在镇墩的下游侧。
( )5.明钢管只在转弯处设置镇墩。
( )6.对同一电站来说,选用地下埋管的造价一般高于明钢管。
( )7.坝后式电站多采用坝内钢管,供水方式一般为单元供水。
( )8.明钢管上加劲环的刚度越小,则环旁管壁的应力就越大。
( )9.地下埋管的破坏事故多数由外压失稳造成。
( )10.镇墩的作用是防止水管发生滑移。
( )11.通气孔一般应设在工作闸门的上游侧。
( )12.明钢管强度校核中,支承环断面的允许应力与跨中相同。
( )二、填空题1.压力管道的供水方式有、、三种,其中地下埋管多采用方式。
2.对地面压力钢管,当温度变化时,由于在和处产生摩擦力而引起管壁轴向力。
3.水电站压力管道的闸门布置在管道的端,而阀门布置在管道的端,一般在钢管的设置排水管。
4.支墩的常见类型有、、三种。
5.钢管的转弯半径不易小于倍管径,明钢管底部至少高出地表面m。
6.岔管的典型布置型式有、、三种。
7.地下埋管的灌浆分为、、三种。
8.坝式压力管道有、、三种型式。
三、思考题1.压力水管的供水方式有几种?各有什么优缺点?其适用条件是什么?2.镇墩、支墩、伸缩节的作用是什么?3.作用在明钢管上的荷载有哪几类?各产生什么应力?计算应力时应选取哪几个断面?4.明钢管的抗外压稳定的概念。
失稳的原因及防止措施是什么?5.简述压力钢管的设计步骤。
6.岔管的工作特点?常见的岔管有哪几种类型?各适用于什么条件?7.镇墩和支墩的作用有何不同?二者分别设置在地面压力钢管的什么部位?8.支墩有哪几种类型?各有何特点?适用什么情况?9. 伸缩节的作用和类型?其要求是什么?10.地下埋管的施工程序各有何要求?11.地下埋管外压稳定的影响因素?如何防止其外压失稳?12.混凝土坝式压力管道有哪几种型式?各适用于什么情况?13.混凝土坝内埋管在坝剖面上有哪几种布置型式?各适用于什么情况?14.如何选择压力管道的线路?15. HD的含义是什么,其大小说明了什么?三、计算题某水电站地面压力管道布置型式如图所示。
已知钢管直径D=2m,末跨中心断面的计算水头(包括水击压力)为56.25m,支座断面的计算水头为49.08m,伸缩节断面的计算水头为7.89m,支承环间距16m,计算段上下镇墩间距64m,钢管轴线与水平面倾角为44°,伸缩节距上镇墩2m,伸缩节内止水填料长度b=30cm,填料与管壁摩擦系数为0.3,支承环的摩擦系数为0.1,钢管采用A3钢。
下镇墩的上游端管中心的计算水头为63.4m,镇墩下游端和下游伸缩节中心计算水头近似相等,取为66.1m,镇墩下游端伸缩节的水平钢管长度为5.0m ,管内流速为5m/s,镇墩为混凝土结构。
1.确定压力管道厚度(全长采用一个厚度),要求确定管壁计算厚度和结构厚度;2. 设计压力管道的刚性环的间距(1) 校核光滑管的稳定性;(2) 设计刚性环的间距及尺寸;(3) 设计支承环的尺寸;3. 对最后一跨的三个断面进行结构分析(1) 受力分析:按正常运行情况的基本组合计算不同断面径向力、法向力和轴向力;(2) 应力计算及强度校核;(3) 抗外压稳定分析(管壁和支承环抗外压稳定分析) ;第四章水电站的水击及调节保证计算一、判断题1.导叶的关闭时间Ts愈大,水击压力愈大,机组转速升率愈低。
( )2.对高水头电站,一般可采用先快后慢的机组关闭规律,以达到降低水击的目的。
( ) 3.对低水头电站,一般可采用先慢后快的机组关闭规律,以达到降低水击的目的。
( ) 4.水电站甩负荷时,初始开度越大,水击压力就越大。
起始开度越小,水击压力越小。
( ) 二、选择题1.水库、阀门全关时对传来的水击波分别做( )( )反射。
(a) 异号等值(b) 同号等值(c) 同号减值2.为减小机组转速上升率, 应( )。
(a) 设调压室(b) 设放空阀(c) 减小Ts3.已判定某水电站在一定的初始开度范围内发生极限水击,在此范围内,当τ0增大时,会使水击压力( )。
(a) 增大(b) 减小(c) 不变三、填空题1.延长机组关闭时间可以使__________减小,但______________将会增大。
2.极限水击沿管道的分布规律为___________,第一相水击的分布规律为________。
3.改善调节机组保证计算的措施有____________________________、_________________、________________、________________、__________________、________________、________________几种。
4.冲击式水轮机的过水能力只与_____________和_____________有关,其边界条件可以用式子_______________________________表示,而反击式水轮机的过水能力除受上面的因素影响之外,还和______________有关,其边界条件比较复杂。
四、思考题1.调节保证计算任务和目的是什么?2.产生水击的原因及其现象,水击波传递与反射的概念。
3.水击计算的边界条件? 冲击式水轮机与反击式水轮机出口边界条件条件有何不同?4.解释下列名词:水击波速、直接水击、间接水击、正水击、负水击、第一相水击、极限水击。
5.简单管的水击的计算方法;水击的类型及其判别条件是什么?6.阀门关闭规律对水击有何影响? 初始开度有何影响? 水击压力升高沿管线如何分布?7.复杂管路水击计算的简化原则和计算方法?8.改善调节保证的措施有哪些?9. 计算水电站压力管道最大水击压力的条件如何选取?与上游水位如何叠加?五、计算题1.某一简单管道, 设H0=100m, Vmax=3.5m/s, 水击波速a=900m/s, 水管长度L=360m, 设为孔口出流, 闸门按直线关闭规律自τ0=1.0关至τ=0。
有效关闭时间Ts=3.2s,当t=0.4s, 0.6s, 0.8s时阀门处的水击压力升高为多大?2.某水电站H0=50m, L=70m, 钢管分为三段, 各段参数如下:L1=30m, V1=4m/s, a1=1000m/sL2=20m, V2=5m/s, a2=1100m/sL3=20m, V3=6m/s, a3=1200m/s钢管末端装有冲击式水轮机,导叶按直线规律关闭,Ts=4s。
求:甩全负荷时,阀门处及B点的水击压力值;3.某水电站安装一台单机容量为450MW的混流式水轮发电机组,根据下面资料进行调节保证计算。
水电站最大工作水头Hmax=48m,最小工作水头Hmin=26m,平均水头Hcp=42m,设计水头39m。
水电站单机引用流量为Q= 138m3/s,电站厂房处海拔高程为360m,水轮机型号为HL240-LJ-410 ,水轮机的吸出高度为Hs=-0.8m,额定转速为107r/min。
GD2=115,00t—m,;压力钢管直径为D=5.5m,长度L=50m;蜗壳长度Lc=25m,平均流速为Vc=4.5m/s;尾水管长度为Lb=20m;平均流速为Vb=3.5m/s, 尾水管进口流速为Vb进口=10m/s。