水電站輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與工程實(shí)踐(第二章)(編輯修改稿)
2025-07-25 16:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 力單元調(diào)壓室參數(shù)位置形狀型式平面尺寸/高度/襯砌厚度1錦屏二級水電站一洞一室二機(jī)上游圓形差動式+上室大室 D=21m/136m/1m升管 22福堂水電站一洞一室二機(jī)上游圓形阻抗式D=27m/108m/2m3姜射壩水電站一洞一室一管四機(jī)上游長廊形阻抗式120 m m（長寬） /4古田二級水電站一洞一室二機(jī)上游圓形差動式+溢流大室 D=20m、升管 D=5太平驛水電站一洞一室二管四機(jī)上游圓形差動式大井D=~升管 26溪洛渡水電站三機(jī)一室一洞下游長廊形阻抗式90 m m（長寬）/ m/7二灘水電站三機(jī)一室一洞下游長廊形簡單式 m m（長寬）/ m/1m8龍灘水電站三機(jī)一室一洞下游長廊形阻抗式96m22 m /9大朝山水電站三機(jī)一室一洞下游長廊形阻抗式 m21 m/55 m/～（上游邊墻）（長寬）10小灣水電站三機(jī)一室一洞下游圓形阻抗式D=32m/87m/ m～11糯扎渡水電站三機(jī)一室一洞下游圓形阻抗式D=33m/73m/2 m12錦屏一級水電站三機(jī)一室一洞下游圓形阻抗式D=36m/ 四、斷面面積的確定上游調(diào)壓室的穩(wěn)定斷面面積計(jì)算公式： （2－4）式中：——托馬臨界穩(wěn)定斷面面積，m2； ——壓力引水道（自水庫到調(diào)壓室）長度，m； ——壓力引水道斷面面積，m2； ——發(fā)電最小毛水頭，m； ——自水庫至調(diào)壓室水頭損失系數(shù)，（包括局部水頭損失與沿程水頭損失），在無連接管時(shí)用代替，s2/m； ——壓力引水道平均流速，m/s； ——壓力引水道水頭損失，m； ——調(diào)壓室下游壓力管道總水頭損失（包括壓力管道和尾水管延伸段水頭損失），m； ——系數(shù)，～；。下游調(diào)壓室的穩(wěn)定斷面面積計(jì)算公式： （2－5）式中：——托馬臨界穩(wěn)定斷面面積，m2； ——壓力尾水道長度，m； ——壓力尾水道斷面面積，m2； ——發(fā)電最小毛水頭，m； ——下游調(diào)壓室至下游河道或水庫水頭損失系數(shù)，（包括局部水頭損失與沿程水頭損失）； ——壓力尾水道平均流速，m/s； ——壓力尾水道水頭損失，m； ——下游調(diào)壓室上游管道總水頭損失（包括壓力管道和尾水管延伸段水頭損失），m； ——系數(shù)，～；。托馬計(jì)算公式中的各參數(shù)值的選取應(yīng)該注意以下問題：① 為壓力引水道斷面面積，若是變斷面積的引水道，其值應(yīng)按等價(jià)管水體動能不變的原則求得，即（，分別為各段長度和斷面積）。② 為發(fā)電最小毛水頭，若采用水輪機(jī)工作最小水頭，即發(fā)電最小“凈”水頭，則有。于是托馬計(jì)算公式應(yīng)改寫為：③ 為壓力管道水頭損失，包括壓力管道和尾水管延伸段的水頭損失，對于地面廠房布置，尾水管延伸段的水頭損失為尾水管出口尾水閘門槽和尾水流入尾水渠的水頭損失。④ 為壓力引水道水頭損失，為壓力管道水頭損失。按最不利計(jì)算的原則，計(jì)算時(shí)采用最小糙率，計(jì)算可以采用最大糙率，以策安全。計(jì)算水頭損失時(shí)，取用的計(jì)算流量應(yīng)與H0值相對應(yīng)。⑤自水庫至調(diào)壓室的水頭損失系數(shù)中，包括無連接管簡單式調(diào)壓室的水流進(jìn)井水頭損失，阻抗式調(diào)壓室、有連接管簡單式調(diào)壓室及差動式調(diào)壓室等的水流至阻抗孔、連接管或升管中心線處的水頭損失。若要突破托馬穩(wěn)定斷面積，即K＜，須充分考慮水輪機(jī)、調(diào)速器、發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)等影響因素，對電站運(yùn)行穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)品質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)分析。對于上、下游雙調(diào)壓室、上游雙調(diào)壓室及其他特殊布置方式的調(diào)壓室穩(wěn)定斷面面積計(jì)算，應(yīng)通過過渡過程計(jì)算分析論證確定。五、調(diào)壓室高度的確定設(shè)計(jì)調(diào)壓室的任務(wù)之一是計(jì)算調(diào)壓室最高、最低涌浪水位，確定調(diào)壓室高度。為此，需要從水庫——隧洞——調(diào)壓室系統(tǒng)內(nèi)水流運(yùn)動基本規(guī)律出發(fā)，建立調(diào)壓室涌浪水位的數(shù)學(xué)模型。（一）調(diào)壓室涌浪水位的數(shù)學(xué)模型 連續(xù)方程根據(jù)水流連續(xù)性原理，流經(jīng)隧洞的流量，一部分進(jìn)入調(diào)壓室，一部分進(jìn)入壓力管道，故 （2－6）式(10－26)中、分別表示隧洞和調(diào)壓室的斷面積，、分別表示隧洞的流速和調(diào)壓室水位，壓力管道中的流量。該流量可根據(jù)水輪機(jī)處的邊界條件給定，是時(shí)間的函數(shù)。與高程的關(guān)系也是已知的。 動量方程在研究調(diào)壓室水位波動問題時(shí)，隧洞管壁的彈性和水流的可壓縮性可以忽略不計(jì)，所以可依據(jù)伯努里方程直接得出隧洞非恒定流的動量方程：即 （2－7）式（10－27）中、分別是A－A斷面和B－B斷面的總水頭，是隧洞的長度，是水流流經(jīng)隧洞的水頭損失，包括進(jìn)口損失、出口損失等。選用水庫水位為基準(zhǔn)面，則；的表達(dá)式與調(diào)壓室類型有關(guān)，因此需要列出不同類型調(diào)壓室的邊界條件。調(diào)壓室的邊界條件 簡單式（雙室式）調(diào)壓室；則式（2－7）改寫為： （2－8）聯(lián)立式（2－6）和式（2－8），求解可得和隨時(shí)間變化的過程。由于調(diào)壓室斷面積與高程的關(guān)系是已知的，即，所以雙室式調(diào)壓室水位波動過程的計(jì)算與簡單式調(diào)壓室一樣。 阻抗式調(diào)壓室是流入調(diào)壓室的流量，流進(jìn)為正，流出為負(fù)；并且 （2－9） 式（2－7）改寫為： （2－10）聯(lián)立式（2－6）、式（2－9）和式（2－10），即可求得阻抗式調(diào)壓室、和隨時(shí)間變化的過程。 差動式（溢流式）調(diào)壓室①升管頂部無溢流（，為升管頂部高程） （
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