水電站復習資料整理

1.溢流式廠房布置特點？(1)廠房頂泄洪，溢流式廠房通常是全封閉，通常不設(shè)窗戶；(2)溢流式廠房廠壩之間往往留有較大空間，常將副廠房布置在廠壩之間，可節(jié)約投資。(3)尾水平臺在泄洪時受到較大吸力，而且在泄洪開始和終了時受到水舌沖擊，所以尾水平臺上不宜設(shè)副廠房。(4)溢流式廠房安裝間結(jié)合進廠交通條件，通常設(shè)于主廠房一端或兩端，極少設(shè)于中間。(5)為了減小溢流頂板跨度，主廠房內(nèi)除布置主機及必要隸屬設(shè)備并留有主通道外，盡可能不布置輔助設(shè)備和電氣設(shè)備，后者宜布置在廠壩之間。(6)因為溢流廠房頂承受巨大水重、頂板自重及水平推力(來自大壩及溢流時)，廠房排架通常由整片很厚鋼筋混凝土箱形結(jié)構(gòu)組成，而不另設(shè)柱子。2、什么是壩內(nèi)式廠房——布置在壩體空腔內(nèi)廠房稱為壩內(nèi)式廠房3、河床式廠房布置和結(jié)構(gòu)計算特點？(1)廠房即是擋水建筑物，廠房上游側(cè)設(shè)置比較擋水墻來承受上游水壓力，所以必須進行廠房總體穩(wěn)定分析和計算，包含抗滑穩(wěn)定、基礎(chǔ)防滲、地基應(yīng)力等一系列問題。(2)河床式水電站進水口是與廠房主機室連接成為一個整體結(jié)構(gòu),進口段設(shè)計即為廠房設(shè)計一部分。(3)廠房上游側(cè)通常不設(shè)吊車梁，將吊車軌道直接鋪設(shè)在由上游擋水墻伸出帶形牛腿上。(4)因為水電站水頭低，單機引用流量大，通常采取鋼筋混凝土蝸殼。(5)低水頭大容量水輪機（即軸流轉(zhuǎn)漿式機組）氣蝕性能較差，要求安裝高程較低，所以基礎(chǔ)開挖很深，水下混凝土方量很大。(6)河床式電站水庫容量不大，水庫中流速較大，泥沙、漂浮物均會被帶到廠房前面，要考慮排沙、防淤及排污方法。(7)河床式電站落差不大，洪水期落差更小。尾水位高，除出力受阻外，對電站廠房設(shè)計也會造成不利影響。4、什么是地下廠房？地下廠房優(yōu)缺點？（1）把水電站廠房等主要建筑物布置在山巖洞室之中就是地下廠房。（2）優(yōu)點：(1)廠房位置能夠選擇地質(zhì)條件很好區(qū)域，廠房布置較靈活。(2)河道比較狹窄、洪水流量較大情況下，采取地下廠房可降低與泄洪建筑物矛盾，并便于施工導流。(3)能夠整年施工，不受雨、雪、酷暑、嚴寒影響。(4)與其它建筑物施工干擾少，有利于快速施工。5．雪崩、山坡塌方造成危害小些，人防條件也好。(6)能夠降低安裝高程，改進水輪機運行條件。在下游尾水位變幅很大時，對廠房也無大影響。(7)有可能縮短高壓管道，并可能取消調(diào)壓室。采取地下鋼管比露天鋼管要安全些，并可節(jié)約鋼材。（3）缺點：(1)地下巖石開挖量很大，增加了工程開挖費用。(2)通風、防潮、照明條件較差，要有專門方法，不然對設(shè)備和管理人員都不利。(3)地質(zhì)條件較差時，用于支護方面費用將要增加。6.水輪機：水輪機是將水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機械能，從而帶動發(fā)電機發(fā)出電能一個機械，是水電站動力設(shè)備之一。7.水輪機主要類型有哪些？其適用情況及特征？（一）還擊式水輪機定義：利用水流勢能和動能做功水輪機稱為還擊式水輪機。特征：轉(zhuǎn)輪葉片為空間扭曲面，流過轉(zhuǎn)輪水流是連續(xù)，而且在同一時間內(nèi)，全部轉(zhuǎn)輪葉片之間流道都有水流經(jīng)過，水流充滿轉(zhuǎn)輪室?；炝魇剑核鲝较蛄魅朕D(zhuǎn)輪，軸向流出。適用范圍：H=20～700m,單機容量：幾萬kW～幾十萬kW。適用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定，效率高，適用高水頭小流量水電站。軸流式：水流沿轉(zhuǎn)輪軸向流入，軸向流出，水流方向一直平行于主軸。適用范圍：H=3～80m，適用中低水頭大流量水電站。斜流式：水流經(jīng)過轉(zhuǎn)輪時是斜向。轉(zhuǎn)輪葉片隨工況改變而轉(zhuǎn)動，高效率區(qū)廣，適用H=40～200m。貫流式：水輪機主軸裝置成水平或傾斜。不設(shè)蝸殼，水流直貫轉(zhuǎn)輪。水流由管道進口到尾水管出口都是軸向。H<20m，小型河床電站。（二）沖擊式水輪機定義：利用水流動能來做功水輪機為沖擊式水輪機。特征：由噴管和轉(zhuǎn)輪組成。水流以自由水流形式(P=Pa)沖擊轉(zhuǎn)輪，利用水流動能(V方向、大小改變)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩使轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動。在同一時刻內(nèi)，水流只沖擊著轉(zhuǎn)輪一部分，而不是全部。水斗式:特點是由噴嘴出來射流沿圓周切線方向沖擊轉(zhuǎn)輪上水斗作功，H≥400m。水斗式水輪機是沖擊式水輪機中現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛一個機型。斜擊式：特點是由噴嘴出來射流沿著與轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)平面成一角度方向沖擊轉(zhuǎn)輪，H=25～300m。雙擊式：由噴嘴出來射流首先從轉(zhuǎn)輪外緣沖擊葉片，接著水流又自內(nèi)緣再一次沖擊葉片，H=10～150m。斜擊、雙擊水輪機結(jié)構(gòu)簡單，效率低，用于小型電站。9.水輪機型號及標稱直徑？（1）還擊式水輪機型號：HL240——LJ——410（混流式水輪機，型號240（比轉(zhuǎn)速)，立軸，金屬蝸殼，轉(zhuǎn)輪直徑為410cm）；ZZ440——LH——430（軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機，型號440，立軸，混凝土蝸殼，轉(zhuǎn)輪直徑430cm）；（2）沖擊式水輪機型號轉(zhuǎn)輪型號為30水斗式水輪機，臥軸，一根軸上裝有2個轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪直徑為120cm，每個轉(zhuǎn)輪具備2個噴嘴，設(shè)計射流直徑為10cm。各種水輪機轉(zhuǎn)輪標稱直徑HL：轉(zhuǎn)輪葉片進口邊上最大直徑。ZL、XL、GL：轉(zhuǎn)輪葉片軸心線相交處轉(zhuǎn)輪室直徑CJ;轉(zhuǎn)輪與射流中心線相切處節(jié)圓直徑。10.水輪機基本方程實質(zhì)是由水流能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能平衡方程。11.水輪機最優(yōu)工況是指η最高工況。12.蝸殼功用、型式及設(shè)計要求？功用：蝸殼是水輪機進水部件，把水流以較小水頭損失，均勻?qū)ΨQ地引向?qū)畽C構(gòu)，進入轉(zhuǎn)輪。設(shè)置在壓力水管末端。設(shè)計要求：（1）過水表面應(yīng)光滑、平順，水力損失?。?）確保水力均勻、對稱地進入導水機構(gòu)（3）水流在進入導水機構(gòu)前應(yīng)具備一定環(huán)量，以確保在主要運行工況下水流能以較小沖角進入固定導葉和活動導葉，降低導水機構(gòu)水力損失(4)具備合理斷面形狀和尺寸，以降低廠房投資及便于導水機構(gòu)接力器和傳動機構(gòu)布置(5)具備必要強度及適宜材料，以確保結(jié)構(gòu)上可靠性和抵抗水流沖刷。型式:1）混凝土蝸殼2）金屬蝸殼13.尾水管作用及型式？作用：1）聚集轉(zhuǎn)輪出口水流，排往下游；2)當Hs>0時，利用靜力真空；3）利用動力真空Hd。型式：直錐形——用于小型水輪機彎錐形——用于小型臥式水輪機彎肘形——大中型電站水輪機14.水輪機汽蝕：汽泡在潰滅過程中，因為汽泡中心壓力發(fā)生周期性改變，使周圍水流質(zhì)點發(fā)生巨大重復沖擊，對水輪機過流金屬表面產(chǎn)生機械剝蝕和化學腐蝕破壞現(xiàn)象，稱水輪機汽蝕15.汽蝕破壞機理？可知，當v↑→p↓,當p=pb時，水開始汽化→汽泡（水蒸氣+空氣）→進入高壓區(qū)（汽泡由蒸氣變成水，汽泡內(nèi)氣體稀薄，出現(xiàn)強大真空，汽泡外面水流質(zhì)點在內(nèi)外壓差作用下急速向汽泡中心壓縮、沖擊）在汽泡內(nèi)形成很大微觀水擊壓力（可達幾百大氣壓）；汽泡產(chǎn)生反作用力向外膨脹，壓力升高，水流質(zhì)點向外沖擊。16.汽蝕危害及汽蝕類型？1）使過流部件機械強度降低，嚴重時整個部件破壞。2）增加過流部件糙率，水力損失加大，效率降低，流量減?。p加大），出力下降。3)機組產(chǎn)生振動、噪音及負荷波動，嚴重時造成廠房振動破壞。4)縮短了機組檢修周期，增加了檢修復雜性。5)消耗鋼材、延長工期，影響電力生產(chǎn)。類型：翼形（葉片）汽蝕、間隙汽蝕、空腔汽蝕、局部汽蝕17.衡量水輪機汽蝕性能好壞通常是汽蝕系數(shù)；汽蝕系數(shù)б是水輪機汽蝕特征一個標志，б越大，越輕易破壞。18.預防汽蝕方法?流速和壓力是產(chǎn)生汽蝕最主要兩個原因，所以要控制流速和壓力急劇改變。1.設(shè)計制造方面：合理選型，葉型流線設(shè)計，表面光滑，抗汽蝕鋼襯(不銹鋼)。2.工程方法：合理選擇安裝高程，采取防沙、排沙方法，預防泥沙進入水輪機。3.運行方面：避開低負荷、低水頭運行，合理調(diào)度，必要時在尾水管補氣；已汽蝕破壞葉片，采取不銹鋼焊條補焊或涂非金屬涂層保護.20.相同理論——研究相同水輪機之間存在相同規(guī)律，并確立這些參數(shù)之間換算關(guān)系理論。綜合特征曲線——表示多個參數(shù)之間關(guān)系，能較完整地描述水輪機各運行工況特征。22.水輪機型號確定？1依照水輪機系列型譜選擇（型號選擇主要取決于水頭。各種水輪機都有一定使用范圍，依照電站運行水頭范圍，直接查系列型譜，確定水輪機型號。假如兩種型號均可采取，應(yīng)進行方案比較）。2采取套用機組（依照現(xiàn)在國內(nèi)設(shè)計、施工和運行電站資料，在特征水頭相近、N單適當，經(jīng)濟技術(shù)指標相近時，有限套用已經(jīng)生產(chǎn)過機組，這么能夠節(jié)約設(shè)計時間、盡早供貨、提前發(fā)電）。23.水輪機調(diào)整任務(wù)？1、隨外界負荷改變，快速改變機組出力2、保持機組轉(zhuǎn)速和頻率改變在要求范圍內(nèi)3、常規(guī)開啟、停機、增減負荷、事故關(guān)機，對并入電網(wǎng)機組進行成組調(diào)整(負荷分配)。24.調(diào)整實質(zhì)：調(diào)整轉(zhuǎn)速25.水輪機調(diào)整所用調(diào)整裝置稱為水輪機調(diào)速器。27.型號意義例：YT—300中型、帶油壓裝置、機調(diào)、額定油壓2.5Mpa，工作容量300×9.81NmDST—100A—40大型、電氣液壓、雙調(diào)整調(diào)速器；主配閥直徑100mm，額定油壓40×105pa，A是第一次改型后產(chǎn)品。29.壩式、引水式、混合式特點、適用情況？(1)用壩集中水頭水電站稱為壩式水電站。特點：通常修建于河流中、上游高山峽谷中，集中落差為中、高水頭。水頭取決于壩高。引用流量較大，電站規(guī)模也大，水能利用較充分，綜合利用效益高。投資大，工期長。(2)用引水道集中水頭電站稱為引水式水電站。特點：水頭相對較高，現(xiàn)在最大水頭已達米以上。引用流量較小，沒有水庫調(diào)整徑流，水量利用率較低，綜合利用價值較差。電站庫容很小，基本無水庫淹沒損失，工程量較小，單位造價較低。適用條件：適合河道坡降較陡，流量較小山區(qū)性河段。（3)混合式特點：由壩和引水道分別集中一部分水頭，電站總水頭等于這兩部分之和。適適用于上游有優(yōu)良壩址，適宜建庫，而緊接水庫以下河道突然變陡或河流有較大轉(zhuǎn)彎。同時兼有壩式和引水式水電站優(yōu)點。在工程中多稱為引水式水電站。30.簡述有壓進水口主要型式、各種型式布置特點及適用條件1、洞式進水口特征：在隧洞進口附近巖體中開挖豎井，井壁通常要進行襯砌，閘門安置在豎井中，豎井頂部布置啟閉機及操縱室，漸變段之后接隧洞洞身。適用：工程地質(zhì)條件很好，巖體比較完整，山坡坡度適宜，易于開挖平洞和豎井情況。2、墻式進水口（1）特征：進口段、閘門段和閘門豎井均布置在山體之外，形成一個緊靠在山巖上單獨墻式建筑物，承受水壓及山巖壓力，要有足夠穩(wěn)定性和強度。適用：地質(zhì)條件差，山坡較陡，不易挖豎井情況。3、塔式進水口特征：進口段、閘門段及其一部框架形成一個塔式結(jié)構(gòu)，聳立在水庫中，塔頂設(shè)操縱平臺和啟閉機室，用工作橋與岸邊或壩頂相連；承受風浪壓力及地震力，須有足夠強度及穩(wěn)定性；塔式進水口可一邊或四面進水。適用：當?shù)夭牧蠅?、進口處山巖較差、岸坡又比較平緩。4、壩式進水口特征：進水口依附在壩體上游面上，并與壩內(nèi)壓力管道連接。進口段和閘門段常合二為一，布置緊湊。適用：混凝土重力壩壩后式廠房、壩內(nèi)式廠房和河床式廠房。5、河床式進水口6、分層取水進水口33.沉沙池工作特點和設(shè)計要求?1)位置：位于無壓進水口之后，引水道之前。2)工作原理：加大過水斷面，減小水流流速及其挾沙能力，使其有害泥沙沉淀在沉沙池內(nèi)，將清水引入引水道。3)設(shè)計關(guān)鍵點面積：取決于池中水流平均流速(0.25-0.7m/s),視沙粒徑而定。長度：考慮沉沙效果及工程造價。進口采取分流墻、格柵等方法，使池中水流流速分布均勻，不然池中將在局部地域沉淀泥沙，而大量有害泥沙將在高速區(qū)經(jīng)過沉沙池。35.水電站引水道功用是集中落差，形成水頭，輸送水流。引水道分無壓和有壓兩類。無壓引水道：（渠道、無壓隧洞）具備自由水面，引水道承受水壓力不大。有壓引水道：（有壓隧洞）洞中水流為壓力流，隧洞承受內(nèi)水壓力很大。37.壓力前池是水電站平水建筑物。主要作用是平穩(wěn)水壓、平衡水量，攔阻雜物與排除泥沙，確保下游供水。壓力前池由擴散段、池身、壓力墻式進水口，有時還有溢流堰和排沙設(shè)備等。壓力前池布置應(yīng)注意穩(wěn)定和滲漏問題。日調(diào)整池適適用于引水渠道較長，且水電站擔任峰荷水電站。38.壓力水管功用、特點是什么?作用：從水庫、前池或調(diào)壓室向水輪機輸送水量。特點：坡度陡、內(nèi)水壓力大，承受動水壓力，靠近廠房，失事后果嚴重，所以必須安全可靠。39.壓力水管供水方式、引進方式、敷設(shè)方式有哪幾個？各自優(yōu)缺點和適用條件是什么？1）單元供水：一管一機。不設(shè)機組前控制閥門。優(yōu)點：管道水流順暢，水頭損失??；工作可靠、靈活性好；易于制作，無岔管。缺點：管道平面布置所占尺寸大，工程量大，造價高。適用：(1)單機流量大、長度短地下埋管或明管；(2)混凝土壩內(nèi)管道和明管道。2）聯(lián)合供水：一根主管，向多臺機組供水。需在機組前設(shè)控制閥門。優(yōu)點：節(jié)約了管道工程量，造價低。缺點：結(jié)構(gòu)復雜（岔管）；水頭損失較大；可靠性、靈活性差。適用：水頭高、機組少、單機流量小、管道長地下埋管和明管。3）分組供水：設(shè)多根主管，每根主管向數(shù)臺機組供水。機組前設(shè)控制閥門。適用：壓力水管較長，機組臺數(shù)多，單機流量較大地下埋管和明管。47.水錘定義，水錘危害？水錘（水擊）：伴隨流速改變而引發(fā)水壓顯著改變現(xiàn)象。實質(zhì)上是流量發(fā)生改變時在水流慣性作用及壓力鋼管彈性影響下壓力波在管中重復傳遞現(xiàn)象。水錘危害：壓強升高過大→水管強度不夠而破裂；尾水管中負壓過大→尾水管汽蝕，水輪機運行時產(chǎn)生振動；壓強波動→機組運行穩(wěn)定性和供電質(zhì)量下降。50.減小水錘壓強方法(1)縮短壓力管道長度2）減小壓力管道中流速3)增大發(fā)電機飛輪力矩GD2。機組慣性通慣用飛輪力矩GD2表示。G——轉(zhuǎn)動部分重量；D——轉(zhuǎn)動部分慣性直徑4)延長有效關(guān)閉時間5)選擇合理調(diào)整規(guī)律。59.水電站廠房:將水能轉(zhuǎn)為電能綜合工程設(shè)施，包含廠房建筑、水輪機、發(fā)電機、變壓器、開關(guān)站等，也是運行人員進行生產(chǎn)和活動場所。水電站廠房功用(1)將水電站主要機電設(shè)備集中布置在一起，使其具備良好運行、管理、安裝、檢修等條件。(2)布置各種輔助設(shè)備，確保機組安全經(jīng)濟運行，確保發(fā)電質(zhì)量。(3)布置必要值班場所，為運行人員提供良好工作環(huán)境。60.水電站廠房基本類型及其特征？1依照廠房與擋水建筑物相對位置及其結(jié)構(gòu)特征分為三種基本類型：(1)壩后式廠房.特征：廠房位于攔河壩下游，緊接壩后，在結(jié)構(gòu)上與大壩用永久縫分開，發(fā)電用水由壩內(nèi)高壓管道引入廠房。(2)河床式廠房。(3)引水式廠房。特征：發(fā)電用水來自較長引水道，廠房遠離擋水建筑物，通常位于河岸。如若將廠房建在地下山體內(nèi)，則稱為地下廠房。2按機組主軸裝置方式分：立式機組廠房和臥式機組廠房。3按廠房上部結(jié)構(gòu)分露天式、戶內(nèi)式和封閉式廠房4、按水電站資源性質(zhì)分河川電站（常規(guī)水電站）廠房、潮汐電站廠房、抽水蓄能電站廠房。61.廠房建筑物組成有哪些？主廠房：布置水電站主要動力設(shè)備。副廠房：布置控制設(shè)備，電氣設(shè)備和輔助設(shè)備。主變壓器場：裝設(shè)主變壓器地方。高壓開關(guān)站：裝設(shè)高壓開關(guān)、高壓母線和保護設(shè)施等設(shè)備場所，高壓輸電線由此送往用戶。進水道、尾水道和交通道路等水電站主廠房、副廠房、主變壓器場和高壓開關(guān)站及廠區(qū)交通等，組成水電站廠區(qū)樞紐建筑物，通常稱廠區(qū)樞紐。一、名詞解釋設(shè)計確保率：水電站設(shè)計確保率是指水電站正常發(fā)電確保程度。通慣用正常發(fā)電總時段與計算期總時段壁紙百分數(shù)表示。確保出力：指水電站對應(yīng)于設(shè)計確保率枯水時段發(fā)電平均出力。多點平均發(fā)電量：水電站隔年發(fā)電量平均值。最優(yōu)工況：即效率最高工礦，水輪機達成運行效率最高時工況。限制工況：用于限制水輪機在增大流量是，因為效率過低反而會發(fā)生出力下降情況，或是限制影響最大出力原因所要求對應(yīng)工況。吸出高：水輪機吸出高Hs。從理論上講應(yīng)是轉(zhuǎn)輪中壓力最低位置到下游面得垂直高度，但在不一樣工況時次壓力最低位置亦有所不一樣。抽水蓄能電站：是一個控制系統(tǒng)，由多出電能，在電氣系統(tǒng)中起調(diào)峰作用電站，包含抽水蓄能和放水發(fā)電兩個過程：系統(tǒng)負荷低時，將下庫水抽到上庫（電動機+水泵）；系統(tǒng)負荷高時，將水庫水放出發(fā)電（水輪機+發(fā)電機）。二、填空確定Ny（裝機容量）簡化方法：年利用小時數(shù)法、確保出力倍比法、套用定型機組法。水電站按其開發(fā)方式不一樣分為：壩式水電站、引水式水電站和混合式水電站還擊式水輪機按轉(zhuǎn)輪區(qū)水流相對于水輪機主軸方向不一樣，可分為混流式，軸流式，斜流式和貫流式。有壓進水口形式有河岸式進水口(隧洞式，壓力墻式，塔式)壩式進水口。壓力水管供水方式有：單元供水，聯(lián)合供水，分組供水。壓力水管引入廠房方式：正向引進，縱向引進，斜向引進。慣用分岔管類型：三梁岔管，月牙肋岔管，貼邊式岔管，球形岔管，無梁岔管。水電站進水鋼管上安裝閥門有：平板閥，蝴蝶閥，球形閥，筒形閥。水輪機利用水流能量不一樣分為：同時利用水流動能和勢能稱為還擊式水輪機，利用水流動能稱為沖擊式水輪機。調(diào)壓室布置方式：上游，尾水，上下游雙調(diào)，上游雙調(diào)以及其余布置方式。調(diào)壓室結(jié)構(gòu)形式：簡單圓筒，阻抗，雙室式，溢流式，差動式，氣墊式，組合式。水電站廠區(qū)建筑物組成：主廠房，副廠房，主變壓器場，高壓開關(guān)站。水電站主副廠房安裝設(shè)備按性質(zhì)和作用分為：水電站機組設(shè)備，水電站電器設(shè)備，水電站機械設(shè)備，廠房輔助設(shè)備。水輪機機墩慣用：圓筒式，環(huán)梁立柱式，框架式，矮機墩式。水輪發(fā)電機通常有：定子外露式，定子埋入式，上機架埋入式。三、簡答、計算、設(shè)計：2．組成還擊式水輪五大部件，各部件主要零件及其作用。答：（1）引水部件（蝸殼，座環(huán)）將水流引入轉(zhuǎn)輪前導水機構(gòu)并形成一定旋轉(zhuǎn)量（2）導水部件（導葉及其傳動機構(gòu)）引導水流按一定方向進入轉(zhuǎn)輪，并經(jīng)過改變導葉開度來改變流量調(diào)整出力，另外還可用來截斷水流方便進行檢修與調(diào)相運行，開停機。（3）工作部件（轉(zhuǎn)輪）將水流能量轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機械能。（4）泄水部件（尾水管）回收轉(zhuǎn)輪出口水流中剩下能量。（5）非過流部件（主軸，潤滑，密封）將轉(zhuǎn)輪機械能傳遞給發(fā)電機轉(zhuǎn)子6．小型水電站轉(zhuǎn)機容量組成答：N裝=N必須+N季節(jié)=N工+N備用+N季節(jié)=NI+N檢修+N負荷+N季節(jié)+N事故7．水輪機安裝高程確實定一、還擊式水輪機安裝高程立軸混流式水輪機：Z=▽W+HS+b0/2式中DW為水電站設(shè)計最低水位b0為水輪機導葉開度軸流式水輪機：Z=▽W+HS+XD1式中X為軸流式水輪機高度系數(shù)通常X=0.41臥軸混流式水輪機：Z=▽W+HS-D1/2二、水斗式水輪機安裝高程：對立軸水斗式水輪機安裝高程要求為射流中心線高程：Z=▽W+HP 臥立軸中心線：Z=HP+D1/2式中hP為排水高度通常可取為（1~1.5）D1▽W為下游水位應(yīng)選下游設(shè)計最高水位。25.主廠房以發(fā)電機層樓板界面為界，劃分上下部結(jié)構(gòu)27.廠房設(shè)計時對安裝間面積怎樣控制？答：安裝間面積課按一臺機組擴大性檢修所需要場地來控制。通?？紤]布置四大部件。即發(fā)電機轉(zhuǎn)子，發(fā)電機上機架，水輪機轉(zhuǎn)輪，水輪機頂蓋。發(fā)電機轉(zhuǎn)子和水輪機轉(zhuǎn)輪周圍要留有1~2m工作場地。在缺乏貨料時，安裝間長度可取1.25~1.5倍機組段長。多機組電站，安裝間面積可依照需要增大或加設(shè)副安裝間。29.壓力水管中附設(shè)通氣孔，通氣孔作用原理。答：通氣孔作用是為了方便在充水時排氣，還可在工作閘門緊急關(guān)閉時補氣，以預防管壁在內(nèi)部出現(xiàn)真空時失穩(wěn)。31.水電站壓力鋼管進水口處應(yīng)設(shè)置哪些閥門，其對應(yīng)位置、作用、布置方式及應(yīng)用要求是什么？答：水電站壓力鋼管進水口處應(yīng)設(shè)置檢修門及事故門，檢修門在事故門前，事故門作用是當水電站發(fā)生事故是用來緊急截斷水流、預防事故擴大，布置方式是一口一門一機，要求在動水中快速關(guān)閉，在靜水中關(guān)閉；檢修門是當檢修事故門時，作為暫時擋水用，多口共用一門，要求在靜水中啟用。填空題1、水電站進水口類型包含無壓進水口和有壓進水口，其中無壓進水口包含：表面式進水口和底部攔污柵式進水口，有壓進水口包含：壩式進水口，岸式進水口、塔式進水口。2、壓力管道水力計算包含：水頭損失計算,水錘計算。壓力管道供水方式有：單元供水,分組供水,聯(lián)合供水。4、廠區(qū)樞紐布置中所組成綜合體包含：主廠房,副廠房，引水道,尾水道,主變壓器場,高壓開關(guān)站,交通道路及行政生活區(qū)。5、地下埋管施工程序包含：開挖，鋼襯安裝，混凝土回填，灌漿。6、水電站五大類型包含有：壩式水電站，引水式水電站，混合式水電站，抽水蓄能電站，潮汐電站。7、壓力管道特點有：坡度陡、承受最大水頭且受水錘動水壓力、靠近廠房。8、明鋼管引近廠房方式有：正向引近,縱向引近,斜向引近。9、地下埋管灌漿分為：回填灌漿，接縫灌漿，固結(jié)灌漿。10、水電站包含樞紐建筑物和發(fā)電建筑物，樞紐建筑物包含：擋水建筑物，泄水泄沙建筑物，過壩建筑物，發(fā)電建筑物包含引水建筑物和發(fā)電廠房及其隸屬建筑物。11、地面式廠房分為河床式、壩后式、壩內(nèi)式、岸邊式。12、壓力管道慣用閥門類型有閘閥、蝴蝶閥、球閥。13、調(diào)壓室類型有簡單圓筒式、阻抗式、雙室式、溢流式、差動式、氣墊式。14、調(diào)壓室水位波動計算方法有解析法、列表法、圖解法、電算法。15、尾水管主要型式有直錐形、彎錐形、彎曲形。16、動力渠道分為自動調(diào)整渠道和非自動調(diào)整渠道。17、明鋼管用鎮(zhèn)墩和支墩支承，鎮(zhèn)墩分為：封閉式、開敞式。支墩分為：滑動式支墩、滾動式支墩、搖擺式支墩。19、混凝土壩體壓力管道按布置方式分為壩內(nèi)埋管、壩上游面管道和壩下游面管道。壩內(nèi)埋管布置方式有斜式、平式、豎井式。20、作用在明鋼管上力按作用方向分為軸向力、法向力、徑向力。名詞解釋1、壓力前池：位于動力渠道末端，是把無壓引水道無壓流變?yōu)閴毫艿烙袎毫鬟B接建筑物。2、壩式水電站：攔河筑壩，壩前壅水，在壩址處形成落差所建電站。3、引水式水電站：在河段上游筑閘或低壩(或無壩)取水，經(jīng)人工引水道引水到河段下游來集中落差所建水電站。4、水電站：是將水能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茉O(shè)備和建筑物綜合體，是生產(chǎn)電能企業(yè)。5、直接水錘：閥門關(guān)閉時間Ts等于或小于一個相長，由水庫處異號反射回水錘波還未抵達閥門斷面，閥門已經(jīng)關(guān)完，這種水錘稱直接水錘。6、間接水錘：當閥門還未關(guān)完，水庫異號反射回來降壓波已經(jīng)抵達閥門處，對該處產(chǎn)生升壓波起抵消作用，使閥門處水錘升壓值小于直接水錘值，這么水錘叫間接水錘。7、水錘：壓力管道中伴隨流速改變產(chǎn)生附加水頭現(xiàn)象，稱為水錘。9、地下埋管：是埋藏于地層巖石之中鋼管，能夠是斜、垂直隧洞式壓力管道。10、伸縮節(jié)：是分段敷設(shè)明鋼管上必設(shè)管道附件，其功用是在溫度升高或降低時候，鋼管能夠沿軸線方向自由伸縮，從而消除或降低溫度應(yīng)力。11、壓力管道：從水庫或引水道末端壓力前池或調(diào)壓室，將水在有壓狀態(tài)下引入水輪機輸水管。簡答題6、水電站引水建筑物設(shè)計時應(yīng)滿足哪些要求？1）有符合要求輸水能力。引水道要有足夠過水面積和流速，而且預防引水道中泥沙沉積；預防引水道表面被沖蝕、長草，增加糙率從而減小流速；預防巖土坍塌、岸崩等堵塞引水道。2）要盡可能降低從引水道向外漏水。3）降低水頭損失。盡可能減小引水道長度，減小表面粗糙度，降低彎道和斷面改變。4）確保水質(zhì)。要預防危害水電站運行泥沙、污物、冰凌等進入引水道。進水口要采取防范方法，對于開敞式明渠，取道沿線應(yīng)采取方法，預防山坡上污物、泥沙和人為垃圾等進入渠道。已進入引水道污物應(yīng)采取方法及時去除。5）運行安全可靠。6）引水道應(yīng)能放空和維護檢修7）結(jié)構(gòu)經(jīng)濟合理，便于施工及運行。7、水力發(fā)電優(yōu)點。1）水電是再生性能源。2）水力發(fā)電具備綜合效益。3）水能能夠進行調(diào)整。4）水力發(fā)電能夠?qū)崿F(xiàn)可逆。5）水力發(fā)電具備運行上高度機動性。6）水力發(fā)電成本低，造價不高。7）水力發(fā)電站能源利用率高。8）有利于改進生態(tài)環(huán)境。計算題：1、基本資料：某電站簡單壓力管道，設(shè)計水頭160m，管道中最大流速為4m/s，管道長600m，水錘波速1200m/s，閥門全部開啟。試計算：(1)當閥門在1秒中全部關(guān)閉，求最大水錘壓力。(2)當閥門在8秒中按直線規(guī)律全部關(guān)閉，求最大水錘壓力值。解：(1)相長tr=2L/a=2×600/1200=1sTs=1s=tr，發(fā)生直接水錘(2)Ts=8s＞tr，發(fā)生間接水錘水管特征常數(shù)ρ=(avmax)/(2gH0)=(1200×4)/(2×9.8×160)=1.53ρτ0=1.53×1=1.53>1判斷為極限水錘管道特征系數(shù)σ=(Lvmax)/(gH0Ts)=(600×4)/(9.8×160×8)=0.191最大水錘壓力相對值ξm=2σ/（2-σ）=2×0.191/（2-0.191）=0.2113、基本資料：某地面壓力鋼管HP=90m，Vmax=4.5m/s，水錘解：(1)計算管道直徑：(2)管壁計算厚度：(3)管壁結(jié)構(gòu)厚度：(4)抗外壓穩(wěn)定校核：抗外壓穩(wěn)定校核不滿足要求。2、水電站是經(jīng)過（水輪機）把水能變成旋轉(zhuǎn)機械能，再經(jīng)過（發(fā)電機）把機械能變成電能。3、水輪機工作參數(shù)有（H）、（Q）、（Nt）、（n）、（ηt）等。4、水輪機工作水頭是水輪機（進口）和（出口）單位重量水流能量差值。5、水輪機分為（還擊式）和（沖擊式）兩大類。（1）什么叫水輪機？答：將水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機械能水力原動機叫做水輪機。（2）沖擊式水輪機與還擊式水輪機區(qū)分。答：工作原理方面：利用水流勢能與動能做功水輪機為還擊式水輪機；利用水流動能做功水輪機為沖擊式水輪機。流動特征方面：還擊式水輪機轉(zhuǎn)輪番道有壓、封閉、全周進水；沖擊式水輪機轉(zhuǎn)輪番道無壓、開放、部分進水。結(jié)構(gòu)特征方面：轉(zhuǎn)輪差異，還擊式水輪機轉(zhuǎn)輪葉片斷面呈翼型形狀。由蝸殼、導水機構(gòu)、轉(zhuǎn)輪與尾水管形成封閉流道；沖擊式水輪機轉(zhuǎn)輪葉片多呈斗葉狀，有噴嘴。6、還擊式水輪機是靠（勢能和動能）做功，沖擊式水輪機是靠（動能）做功。7、還擊式水輪機過流部件由（引水部件）、（導水部件）、（工作部件轉(zhuǎn)輪）和（泄水部件）組成。8、沖擊式水輪機主要部件有（噴嘴）、（折向器）、（轉(zhuǎn)輪）、（機殼）等。1、水輪機轉(zhuǎn)輪中水流絕對運動是（相對）運動與（圓周）運動合成。2、水輪機能量損失有（水力損失）、（容積損失）、（機械損失）三部分。3、依照汽蝕發(fā)生部位和發(fā)生情況不一樣，水輪機氣蝕主要類型有（翼型氣蝕）、（間隙氣蝕）、（空腔氣蝕）、（局部氣蝕）。4、不產(chǎn)生氣蝕條件是（pi>p汽化）。5、水輪機靜力真空決定于（水輪機安裝位置），動力真空是由（轉(zhuǎn)輪和尾水管）產(chǎn)生。7、尾水管動能恢復系數(shù)越高，氣蝕系數(shù)越（大），尾水管性能越（好）；水輪機比轉(zhuǎn)速越大，氣蝕系數(shù)越（大）。8、發(fā)生氣蝕破壞時，材料表面呈（蜂窩狀組織結(jié)構(gòu)）。9、蝸殼斷面形式主要有（圓）形和（梯）形。金屬蝸殼包角采?。?45°）。10、尾水管主要形式有（直錐）形和（彎曲）形兩種。11、尾水管作用有哪些？答：①、將轉(zhuǎn)輪出口水流平順引向下游河道；②、利用下游水面至轉(zhuǎn)輪出口處幾何高度（靜力真空）；③、利用轉(zhuǎn)輪出口水流動能（動力真空）。12、尾水管高度——自導葉下平面至尾水管底板間距離。尾水管長度——水輪機軸線至尾水管出口距離。理論吸出高度——水輪機尾水位到水輪機轉(zhuǎn)輪葉片壓力最低點之間距離。16、水輪機安裝高程——立軸水輪機為導葉中心線高程；臥軸水輪機為主軸中心線高程。17、水輪發(fā)電機主要型式有（傘式）和（懸式）兩種。18、什么是水輪機調(diào)整？答：伴隨機組負荷改變，水輪機對應(yīng)地改變導葉開度（針閥行程）使機組轉(zhuǎn)速恢復并保持額定值過程，稱為水輪機調(diào)整。水輪機調(diào)整實質(zhì)是（轉(zhuǎn)速調(diào)整），水輪機調(diào)整路徑是（流量調(diào)整），進行這種調(diào)整裝置稱為（水輪機調(diào)速器）。19、水輪機調(diào)速系統(tǒng)通常由（調(diào)速柜）、（接力器）和（油壓裝置）三部分組成。20、發(fā)電機支承結(jié)構(gòu)是（機墩）。21、壓力前池組成建筑物有哪些？答：前室，進水口，泄水建筑物，沖沙、攔冰及排水建筑物。22、前室作用是什么？答：前室作用是把動力渠道斷面尺寸擴大并過渡到進水室高度和深度，減緩流速，便于沉積泥沙和清污，形成一定容積，方便于調(diào)整水量與平穩(wěn)水位。23、壓力前池進水口采取什么形式？答：墻式進水口。24、引水隧洞特點有哪些？答：①、可采取較短線路，并避開沿線地表不利地形、地質(zhì)條件；②、有壓隧洞能適應(yīng)水庫水位大幅度改變，對電站引水流量改變靈敏；③、能夠利用巖石抗力承受部分內(nèi)水壓力，降低造價；④、防止沿途水質(zhì)污染；運行安全可靠；⑤、施工不受地面氣候等外界原因干擾和影響。25、隧洞線路選擇應(yīng)考慮哪些原因？答：隧洞選擇與地形、地質(zhì)條件、水流條件、施工條件等原因關(guān)于。26、什么是壓力管道？答：將發(fā)電流量從水庫、前池或調(diào)壓室直接引入水輪機管道叫壓力管道。1、有壓進水口主要有（隧洞式）、（墻式）、（塔式）、（壩式）四種類型。2、試述工作閘門、事故閘門和檢修閘門作用及工作特征。答：工作閘門作用是：控制調(diào)整進水口流量。其工作特征是動水關(guān)閉，動水開啟。事故閘門作用是：當引水道或機組發(fā)生事故時進行緊急關(guān)閉，預防事故擴大。其工作特征是動水關(guān)閉，靜水開啟。檢修閘門作用是：檢修工作閘門、事故閘門及其門槽時堵水。其工作特征是靜水啟、閉。3、沉沙池作用和工作原理。答：作用：預防有害泥沙進入引水道。工作原理：加大過水斷面，降低流速，使水流挾沙能力降低，讓泥沙在沉沙池中沉淀。4、為何開敞式進水口應(yīng)布置在河道凹岸？答：彎道處水流受重力和離心慣性力，在二力共同作用下產(chǎn)生橫向環(huán)流，使凹岸不停沖刷，凸岸不停淤積，漂浮物、泥沙不易淤積在凹岸，故將進水口選在穩(wěn)定河道凹岸，有利于引進河流表層清水，有利于建筑物正常運行。5、攔污主要設(shè)備是（攔污柵）。6、引水建筑物功用是什么？答：①、集中落差；②、按水質(zhì)、水量要求輸水、排水。7、何謂自動調(diào)整渠道？答：渠道斷面從渠首到渠尾沿程擴大，在電站流量改變時能夠存蓄或提供部分水量，在一定程度上起到自動調(diào)整作用，這種渠道稱為自動調(diào)整渠道。8、開敞式進水口組成建筑物有（進水閘）、（沖沙閘）、（攔河壩）、（沉沙池）等。9、隧洞式進水口沿水流方向分為三段，即（進口段）、（閘門段）、（漸變段）。10、壓力管道供水方式有（單獨供水）、（聯(lián)合供水）、（分組供水）三種。11、伸縮節(jié)位置設(shè)在（管段上鎮(zhèn)墩下游側(cè)）。12、壓力管道慣用主閥形式有（閘閥）、（蝶閥）、（球閥）。13、明鋼管敷設(shè)方式有（連續(xù)式）、（分段式）兩種，它們區(qū)分在于（是否在兩鎮(zhèn)墩間設(shè)伸縮節(jié)）。14、按固定水管方式不一樣，鎮(zhèn)墩可分為（開敞式）和（封閉式）兩種。15、鎮(zhèn)墩和支墩作用各是什么？答：鎮(zhèn)墩作用：固定壓力管道，承受不平衡軸向力、法向力、彎矩。支墩作用:承受壓力管道法向力，降低管道撓度。16、分岔管通常位于（壓力管道末端），靠近（廠房），內(nèi)水壓力較大，水流情況和受力情況都較復雜。8、試對比說明調(diào)壓室水位波動現(xiàn)象和水擊現(xiàn)象。答：相同點：二者同屬于非恒定流，都有水流慣性作用。不一樣點：水擊現(xiàn)象開始于閥門調(diào)整瞬時，管內(nèi)壓力急劇改變，以波形式在管內(nèi)往復傳輸，振幅大，改變快，周期短，快速衰減消失。調(diào)壓室水位波動現(xiàn)象開始于閥門調(diào)整引發(fā)水擊波抵達調(diào)壓室瞬時，室內(nèi)水位波動，即大量水體往返運動，伴有不大和遲緩壓力改變，振幅小，改變慢，周期長，衰減遲緩。13、無壓引水式水電站平水建筑物是（壓力前池），有壓引水式水電站平水建筑物是（調(diào)壓室）。16、某水電站H0=250m，管長L=500m，正常運行時速度v0=4m/s，水擊波在該管中傳輸速度C=1000m/s。若壓力管道后接沖擊式水輪機，閥門依線性開度規(guī)律丟棄滿負荷，閥門操作時間Ts=4s，試求閥門處最大水擊壓力ΔH。（，，，）解：＜Ts=4s，產(chǎn)生間接水擊。丟棄滿負荷，τ0=1，為正水擊。，ρτ0=0.82＜1，為一相水擊。閥門處最大水擊壓力ΔH=ξ1H0=0.252×250=63m1、廠房功用是什么？答：經(jīng)過一系列工程方法將水流平順地引入引出水輪機