调压室的功用、要求及设置条件
一、调压室的功用
在较长的压力引水系统中，为了降低高压管道的水击压力，满足机组调节保证计算的要求，常在压力引水道与压力管道衔接处建造调压室。

调压室将有压引水系统分成两段：上游段为压力引水道，下游段为压力管道。

调压室的功用可归纳为以下三点：
(1) 反射水击波。

基本上避免了（或减小）压力管道传来的水击波进入压力引水道。

(2) 减小水击压力(压力管道及厂房过水部分)，缩短了压力管道的长度。

(3) 改善机组在负荷变化时的运行条件。

二、调压室的基本要求
根据其功用，调压室应满足以下基本要求：
(1) 调压室尽量靠近厂房，以缩短压力管道的长度。

(2) 调压室应有自由水表面和足够的底面积，以保证水击波的充分反射；
(3) 调压室的工作必须是稳定的。

在负荷变化时，引水道及调压室水体的波动应该迅速衰减，达到新的稳定状态；
(4) 正常运行时，水流经过调压室底部造成的水头损失要小。

为此调压室底部和压力管道连接处应具有较小的断面积。

(5) 结构安全可靠，施工简单方便，造价经济合理。

三、调压室的设置条件
调压室是改善有压引水系统、水电站运行条件的一种可靠措施。

但调压室一般尺寸较大，投资较大，工期长，特别是对于低水头电站。

调压室的造价可能占整个引水系统造价的相当大的比例。

因此是否设置调压室，应在机组过流系统调节保证计算和机组运行条件分析的基础上，考虑水电站在电力系统中的作用、地形及地质条件、压力管道的布置等因素，进行技术经济比较后加以确定。

1．上游调压室的设置条件
初步分析时，可用水流加速时间(也可称为压力引水道的时间常数)Tw来判断，设置上游调压室的条件：
Tw的物理意义：在水头Hp作用下，不计水头损失时，管道内水流速度从0增大到V所需的时间。

显然，Tw越大，水击压力的相对值也越大，对机组调节过程的影响也越大。

[Tw ]——Tw的允许值，一般取2~4s。

[Tw]的取值与电站出力在电力系统中占的比重有关。

我国的调压室设计规范规定：
(1) 当水电站单独运行时，或机组在电力系统中所占的比例超过50%时，取小值(2s)；
(2) 当比重小于10%~20%时，可取大值。

2．下游调压室的设置条件
尾水调压室的功用是缩短尾水道的长度，减小甩负荷时尾水管中的真空度，防止水柱分离。

下游调压室的设置条件是以尾水管内不产生液柱分离为前提，判别条件为：
式中：Lw——压力尾水道的长度，m；
Vw0——稳定运行时尾水管的流速，m/s；
Vwj——尾水管入口处的流速，m/s；
▽——机组安装高程，m。

最终通过调节保证计算，当机组丢弃全部负荷时，尾水管内的最大真空度不宜大于8m水柱。

但在高海拔地区应作高程修正。

第五章调压室
第二节调压室的工作原理及基本方程
一、调压室的工作原理
调压室具有较大的容积和自由水面，它将电站因负荷变化而引起的有压系统非恒定流现象分为性质不同而又互相联系的两部分：一是压力管道的水击现象，另一个是“水库—引水道—调压室”
的水流波动现象。

引水道—调压室系统中的水位波动现象与压力管道中产生的水击波动性质有很大的差别。

调压室的水位波动主要是由于水体的往复运动引起，其特点是振幅小、变化慢、周期长。

而管道水击过程是水击波的传播，振幅大、变化快，往往在很短时间内即消失，而前者往往长达几十秒到几百秒甚至更长。

二、调压室水位波动的基本方程
1．连续方程
水轮机在任何时刻所需的流量Q由两部分组成：引水道流来的流量和调压室供给的流量。

2．运动方程
式中L——为引水道的长度；hw——为引水道通过流量Q时的水头损失。

3．等出力方程
、——引水管道、压力管道通过流量为Q0时的水头损失；
由于调压室中水位波动引起水轮机水头和出力的变化，而机组的负荷未变，因此水轮机的调速系统必须随着水头的变化改变其引用流量，以适应负荷不变的要求。

当水轮机的水头和流量变化不大时，可以认为机组的效率保持不变。

——引水管道、压力管道通过流量为Q0时的水头损失；。