【正文】 其基本類型有：圓筒式、阻抗式、雙室式、溢流式、差動(dòng)式、氣墊式，XX水電站從投資、施工難易以及地形、地質(zhì)條件綜合考慮，選用簡(jiǎn)單式。調(diào)壓室的基本尺寸是由水力計(jì)算來確定的，其內(nèi)容包括：調(diào)壓室水位波動(dòng)的穩(wěn)定條件，確定調(diào)壓室斷面面積；確定調(diào)壓室最高涌水位，從而確定調(diào)壓室頂部高程；確定調(diào)壓室最低涌水位，確定其底部及壓力管道進(jìn)口高程。應(yīng)根據(jù)電站及引水道的實(shí)際情況，選擇可能出現(xiàn)的最不利情況作為水力計(jì)算條件，使調(diào)壓室確保安全的前提下最經(jīng)濟(jì)合理，采用托馬公式： （52）式中：Fk—臨界界面； L—引水道長(zhǎng)度,由布置圖查取3350m； f—引水道斷面面積，； g—重力加速度； H—穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)水輪機(jī)承受的靜水頭，采用可能出現(xiàn)的最小凈水頭， m； —引水道的水頭損失； —壓力管道的水頭損失； α—引水道的水頭損失系數(shù)； （53）式中：R—水力學(xué)半徑 R=A/x=D/4=； V—引水道內(nèi)流速 ，取4； ξ—局部水頭損失系數(shù)； n—糙率《水力學(xué)》（23）P113表45 。ξ為局部水頭損失系數(shù) ，查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)》（9）P411表822 局部阻力系數(shù)表得：進(jìn)水口水頭損失ξ1=，攔污柵水頭損失，閘門段水頭損失（門槽），漸變段局部水頭損失：ξ4=，則∑ξ=。則： 同理，壓力管道水頭損失計(jì)算（局部水頭損失忽略不計(jì)）： （54） 式中：L—壓力管道長(zhǎng)度取為470m。故所以臨界斷面：調(diào)壓室直徑：欲求最高涌波水位，只需求出即可。查《水電站》（1）可知 （55）代入數(shù)值可得：,查《水電站》（1）P207圖105 得=則：所以調(diào)壓室的頂高程（1）增加負(fù)荷時(shí)的最低涌波水位上游水位取死水位，水輪發(fā)電機(jī)組由2臺(tái)增至3臺(tái)滿負(fù)荷運(yùn)行。此外尚需復(fù)核死水位時(shí)瞬時(shí)丟棄全部負(fù)荷的第二振幅，以檢驗(yàn)其是否低于增荷時(shí)的最低涌波水位。，查《水電站》（1）P208圖107得故。（2）丟棄全部負(fù)荷的第二波動(dòng)振幅由調(diào)壓室水位波動(dòng)過程可知，全棄負(fù)荷后調(diào)壓室水位升至最高后開始下降，下降的最低值稱為第二振幅。 (56)簡(jiǎn)單式調(diào)壓室的值也可根據(jù)《水電站》（1）P207圖105 查得，=故。所以調(diào)壓室的頂高程由上述計(jì)算可知，，,，壓力管道長(zhǎng)度為470m。第7章 調(diào)節(jié)保證計(jì)算水擊計(jì)算的目的：確定管道最大的內(nèi)水壓力作為設(shè)計(jì)或校核壓力管道、蝸殼和水輪機(jī)強(qiáng)度的依據(jù)，確定管道內(nèi)最小水壓力作為管道布置、防止壓力管道中產(chǎn)生負(fù)壓和校核尾水管內(nèi)真空度的依據(jù)，研究水擊和機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)系（調(diào)保計(jì)算）研究降低水擊壓強(qiáng)的措施.調(diào)節(jié)保證計(jì)算的目的：為了保證電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)與安全，需選擇合理的導(dǎo)葉啟閉時(shí)間，使水擊壓強(qiáng)及機(jī)組轉(zhuǎn)速變化率都控制在允許的范圍內(nèi)。丟棄全負(fù)荷或部分負(fù)荷時(shí)：機(jī)組轉(zhuǎn)速最大升高值；壓力管道及蝸殼內(nèi)的最大壓力升高值；壓力管道及尾水管內(nèi)的最大壓力降低值。增加全負(fù)荷或部分負(fù)荷：機(jī)組轉(zhuǎn)速最大降低值；壓力管道內(nèi)的最大壓力降低值。調(diào)節(jié)保證計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，是指水擊壓力和轉(zhuǎn)速變化在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上合理的允許值。這種標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)規(guī)范中有所規(guī)定，但這是在一定時(shí)期、一定技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)條件下制定的，應(yīng)用時(shí)應(yīng)結(jié)合具體情況加以確定。限制機(jī)組轉(zhuǎn)速過大的變化主要是為了保證機(jī)組正常運(yùn)行和供電的質(zhì)量。在丟棄全負(fù)荷的情況下，主要是防止機(jī)組超過其強(qiáng)度而產(chǎn)生破壞、振動(dòng)和由于過速引起過電壓而造成發(fā)電機(jī)電氣絕緣的損壞。最大轉(zhuǎn)速變化值通常以相對(duì)值表示 （61）式中，—機(jī)組額定轉(zhuǎn)速； —機(jī)組轉(zhuǎn)速最高值。目前對(duì)全丟負(fù)荷時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速上升的允許值爭(zhēng)論較多?？紤]到目前國(guó)內(nèi)機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行等情況，其允許值可按以下情況考慮：當(dāng)機(jī)組容量占電力系統(tǒng)總?cè)萘康谋戎剌^大，且擔(dān)負(fù)調(diào)頻任務(wù)時(shí)，宜小于45％；當(dāng)機(jī)組容量占電力系統(tǒng)總?cè)萘康谋戎夭淮蠡驌?dān)負(fù)基荷時(shí)，宜小于55％；對(duì)斗葉式水輪機(jī)，宜小于30％。當(dāng)大于上述值時(shí)，應(yīng)有所論證。（1）壓力升高水擊壓力的最大升高值通常以相對(duì)值ξmax表示： （62）式中，—水輪機(jī)的靜水頭 Hmax—最大水頭值，其限制值主要根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求確定，目前一般采用下列數(shù)值：當(dāng)時(shí)，ξmax＝～；當(dāng)m時(shí)，ξmax＝～；當(dāng)時(shí)，ξmax＝～。而且，壓力升高的采用值不應(yīng)小于正常蓄水位時(shí)的10%。（2）壓力降低在壓力引水系統(tǒng)的任何位置均不允許產(chǎn)生負(fù)壓，且應(yīng)有2~3m水柱高的余壓，以保證管道尤其是鋼管的穩(wěn)定，并防止水柱分離。尾水管進(jìn)口的允許最大真空度為8m水柱高。電站水頭：最大水頭=，設(shè)計(jì)水頭蝸殼段：，尾水管段：進(jìn)口直徑，出口直徑發(fā)電機(jī)飛輪力矩GD2 ： (63)式中：Di——定子鐵芯內(nèi)徑 Di=lt——定子鐵芯長(zhǎng)度 lt=K2——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)》（9）P164表310，轉(zhuǎn)速n375r/min,取 K2=。所以，(tｍ２)水電站的調(diào)保計(jì)算一般按兩種工況計(jì)算，并取較大值：在設(shè)計(jì)水頭下甩全負(fù)荷（通常發(fā)生最大轉(zhuǎn)速升高）；在最大水頭下甩全負(fù)荷（通常發(fā)生最大壓力值）。要計(jì)算壓力管道的水擊，首先要計(jì)算各部分及管道特性常數(shù)，其計(jì)算結(jié)果如下：（1） 壓力管道段長(zhǎng)度取四倍的設(shè)計(jì)水頭。（2） 金屬蝸殼段進(jìn)口斷面中心距 （64）式中，—進(jìn)口斷面半徑，=； 故由進(jìn)口斷面尺寸，求出蝸殼系數(shù)和蝸殼常數(shù)蝸殼系數(shù)為： （65）蝸殼常數(shù)為： （66）代入數(shù)據(jù)可得：金屬蝸殼段為： （67）代入數(shù)據(jù)可得：（3）尾水管段 1）直錐段直錐段平均面積平均流速幾何長(zhǎng)度 故2）肘管段肘管段平均面積平均流速幾何長(zhǎng)度 故3）擴(kuò)散段擴(kuò)散段平均面積平均流速幾何長(zhǎng)度 故所以尾水管的管道特性系數(shù) 整個(gè)壓力管道的特性系數(shù)（4）水擊壓力升高值計(jì)算初選導(dǎo)葉有效關(guān)閉時(shí)間為，地下埋管水擊波速近似取為=1200m/s 則：， 所以，發(fā)生間接水擊。 而間接水錘又分為第一相水擊和極限水擊。當(dāng)時(shí)發(fā)生的是極限水擊；當(dāng)時(shí)發(fā)生的是第一相水擊。特性常數(shù)丟棄全荷載時(shí)：=1， ρ=1 所以發(fā)生極限水擊。管道特性常數(shù) （68）式中，—壓力管道特性系數(shù)，()； —穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的水頭，（m）； Ts—調(diào)節(jié)時(shí)間，（s）。代入數(shù)據(jù)可得：故上述公式適用于沖擊式水輪機(jī)，對(duì)于反擊式水輪機(jī)利用此公式時(shí)需給予一修正系數(shù)，與轉(zhuǎn)速有關(guān)，對(duì)混流式水輪機(jī)可近似取=由此可以算出壓力管道末端水擊壓力上升相對(duì)值：蝸殼末端水擊壓力上升相對(duì)值：不在壓力允許上升的范圍內(nèi)，不滿足設(shè)計(jì)要求。重新假設(shè)導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間，同樣發(fā)生的是極限水擊。故 壓力管道末端水擊壓力上升相對(duì)值：蝸殼末端水擊壓力上升相對(duì)值：在壓力允許上升的范圍內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求。（5）轉(zhuǎn)速升高值計(jì)算轉(zhuǎn)速變化率可由列寧格勒金屬工廠公式計(jì)算： （69）式中：N0—機(jī)組額定容量，取34000KW； Ts1—導(dǎo)葉關(guān)閉至空轉(zhuǎn)的時(shí)間，對(duì)于沖擊式和混流式水輪機(jī)??； f—水擊影響系數(shù)，查《水電站》（22）得：f=； —額定轉(zhuǎn)速。代入數(shù)據(jù)可得：不滿足滿足設(shè)計(jì)要求。再次假設(shè)，同樣發(fā)生的是極限水擊。故 壓力管道末端水擊壓力上升相對(duì)值：蝸殼末端水擊壓力上升相對(duì)值：尾水管在導(dǎo)葉或閥門之后，水擊壓力變化現(xiàn)象與壓力管道相反，其進(jìn)口處壓力下降相對(duì)值為：校核尾水管進(jìn)口處的真空度，以防止水流中斷。 （610）式中，—吸出高度，； —尾水管進(jìn)口流速，可近似取為。故壓力升高值在允許的范圍內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求。（6）轉(zhuǎn)速升高值計(jì)算轉(zhuǎn)速變化率可由列寧格勒金屬工廠公式（69）計(jì)算： 式中：N0—機(jī)組額定容量，取34000KW； Ts1—導(dǎo)葉關(guān)閉至空轉(zhuǎn)的時(shí)間，對(duì)于沖擊式和混流式水輪機(jī)取； f—水擊影響系數(shù)，查《水電站》（22）得：f=； —額定轉(zhuǎn)速。代入數(shù)據(jù)可得：滿足設(shè)計(jì)要求。（2） 壓力管道段（3） 金屬蝸殼段在最大水頭時(shí) 蝸殼常數(shù) 平均流速取進(jìn)口斷面平均流速則金屬蝸殼段為：（3）尾水管段 1）直錐段直錐段平均面積平均流速幾何長(zhǎng)度 故。2）肘管段肘管段平均面積平均流速幾何長(zhǎng)度 故。3）擴(kuò)散段擴(kuò)散段平均面積平均流速幾何長(zhǎng)度 故所以尾水管的管道特性系數(shù)： 整個(gè)壓力管道的特性系數(shù)：（4）水擊壓力升高值計(jì)算調(diào)節(jié)時(shí)間為故 壓力管道末端水擊壓力上升相對(duì)值：蝸殼末端水擊壓力上升相對(duì)值：尾水管在導(dǎo)葉或閥門之后，水擊壓力變化現(xiàn)象與壓力管道相反，其進(jìn)口處壓力下降相對(duì)值為：校核尾水管進(jìn)口處的真空度，以防止水流中斷壓力升高值在允許的范圍內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求。（5）轉(zhuǎn)速升高值計(jì)算轉(zhuǎn)速變化率可由列寧格勒金屬工廠公式（610）計(jì)算：，滿足設(shè)計(jì)要求。由上述計(jì)算可知，當(dāng)選擇導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間為時(shí)，壓力升高值與轉(zhuǎn)速變化率均不能滿足設(shè)計(jì)要求，調(diào)整導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間為時(shí)，壓力升高值可滿足設(shè)計(jì)要求，但是轉(zhuǎn)速變化率超過了允許范圍，說明壓力升高值與轉(zhuǎn)速變化率的變化是一矛盾的過程，需再次調(diào)整導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間為，此時(shí)壓力升高值與轉(zhuǎn)速變化率均能滿足設(shè)計(jì)要求，故本次設(shè)計(jì)選擇的導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間為。 謝 辭為期兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)緊張有序的做完了。這次設(shè)計(jì)是對(duì)我們幾年來所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用與總結(jié)，涉及內(nèi)容及問題較多，時(shí)間不長(zhǎng)，工作量大。根據(jù)實(shí)際，本設(shè)計(jì)對(duì)XX水電站進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過大量的設(shè)計(jì)工作，大大加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，延伸了思維，培養(yǎng)了我們從大處著手，統(tǒng)籌考慮問題的設(shè)計(jì)思想，初步有了運(yùn)用理論知識(shí)解決設(shè)計(jì)中實(shí)際問題的能力。我要感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：XX老師。感謝她在百忙之中抽出時(shí)間給我們上課，指導(dǎo)我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)。感謝她為我們提供書籍資料，答疑解惑。為我們能較好的完成設(shè)計(jì)給予了極大的幫助。她對(duì)學(xué)生嚴(yán)格要求、對(duì)工作盡職盡責(zé)的，給我們留下深刻的影象。設(shè)計(jì)期間，我們遇到很多的問題，在我們同組成員的共同討論和老師的細(xì)心指導(dǎo)下，我們都一一的解決了，在此一并感謝共同奮戰(zhàn)一個(gè)多月的同組成員們。通過本次設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的知識(shí)還不夠豐富和能力還不夠高，在以后的學(xué)習(xí)工作中，還需要繼續(xù)努力，掌握更多的知識(shí)，從而為祖國(guó)的工程建設(shè)事業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量。追求真理、注重實(shí)踐，用知識(shí)武裝自己，為中國(guó)的水利工程建設(shè)而奮斗！參考資料1 河海大學(xué) 劉啟釗；《水電站》；1998年，中國(guó)水利水電出版社；19970213發(fā)布；水利部發(fā)展研究中心；2 西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院；《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)(第七分冊(cè))—水電站建筑物》；北京：中國(guó)水利水電出版社；1996；3 焦愛萍；《水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南》；黃河水利水電出版社；19970213發(fā)布；4 天津大學(xué) 祁慶和；高等學(xué)校教材；《水工建筑物》；中國(guó)水利水電出版社；1997年5月第三版；5 華東水利學(xué)院；吳持恭；《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》；中國(guó)水利水電出版社；1996；6 河海大學(xué)、西安理工大學(xué)、清華大學(xué)合編；高等學(xué)校教材《水利水能規(guī)劃》；中國(guó)水利水電出版社；1996年10月第三版；7 水利部發(fā)展研究中心；《水電站廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》；北京：中國(guó)水利水電出版社；2005；8 顧鵬飛；《水電站廠房設(shè)計(jì)》；高等教育出版社；2002年8月第四版；9 水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組；《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)》；北京：中國(guó)水利電力出版社；10 四川聯(lián)合大學(xué)、鄭州工學(xué)院、福州大學(xué)、大連理工大學(xué)合編；《水電站建筑物設(shè)計(jì)參考資料》；北京：中國(guó)水利水電出版社；1997；11 天津大學(xué)水利系；《小型水電站》（上下冊(cè)）；北京；中國(guó)水利電力出版社；12 《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)—水力機(jī)械》；北京：中國(guó)水利水電出版社；1983。13 中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范(DL 50771997)，中國(guó)電力出版社，1998。14 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)(SL 2522000)，中國(guó)水利水電出版社，2000。15 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(DL 50731997)，電力工業(yè)部，1997。16 水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組，水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)(水力機(jī)械)，水利電力出版社，1983。17 陳德新，楊建設(shè)主編，水輪機(jī)、水泵及輔助設(shè)備，中央廣播電視大學(xué)出版社，2001。18 溫新麗主編，水電站