水电站进水和引水建筑物学习教案.pptx

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1、会计学 1水电站进水和引水(ynshu)建筑物第一页，共94 页。n n 无压进水口：无压进水口：n n 主要特征是：表层水 主要特征是：表层水 无压流 无压流n n 适用于从天然 适用于从天然(tinrn)(tinrn)河道或水位变化不大的水库中取水。无压引水式水电站的 河道或水位变化不大的水库中取水。无压引水式水电站的进水口一般为无压进水口。进水口一般为无压进水口。n n 有压进水口：有压进水口：n n 主要特征是：深层水 主要特征是：深层水 有压流 有压流n n 适用于从水位变化幅度较大的水库中取水。有压进水口也称深式进水口或潜没式进 适用于从水位变化幅度较大的水库中取水。有压进水口也称

2、深式进水口或潜没式进水口。水口。3.1 进水口的功用(gngyng)及类型三、分类(按水流(shuli)条件分)第2 页/共94 页第二页，共94 页。nn 洞式进水口nn 墙式进水口nn 塔式进水口nn 坝式进水口3.2 有压进水口一、有压进水口的类型及适用(shyng)条件第3 页/共94 页第三页，共94 页。nn 1.洞式进水口nn 特征：在隧洞进口附近的岩体中开挖竖井(shjng)，井壁一般要进行衬砌，闸门安置在竖井(shjng)中，竖井(shjng)的顶部布置启闭机及操纵室，渐变段之后接隧洞洞身。nn 适用：工程地质条件较好，岩体比较完整，山坡坡度适宜，易于开挖平洞和竖井(shjn

3、g)的情况3.2 有压进水口一、有压进水口的类型(lixng)及适用条件第4 页/共94 页第四页，共94 页。nn 1.洞式进水口3.2 有压进水口一、有压进水口的类型(lixng)及适用条件第5 页/共94 页第五页，共94 页。nn 2.墙式进水口nn 特征：进口段、闸门段和闸门竖井均布置在山体之外，形成一个紧靠在山岩上的单独墙式建筑物，承受水压(shu y)及山岩压力。要有足够的稳定性和强度。nn 适用：地质条件差，山坡较陡，不易挖井的情况 3.2 有压进水口一、有压进水口的类型(lixng)及适用条件第6 页/共94 页第六页，共94 页。nn 2.墙式进水口3.2 有压进水口一、有

4、压进水口的类型(lixng)及适用条件第7 页/共94 页第七页，共94 页。nn 2.墙式进水口3.2 有压进水口一、有压进水口的类型(lixng)及适用条件第8 页/共94 页第八页，共94 页。nn 3.塔式进水口nn 特征：进口段、闸门段及其一部框架形成一个塔式结构，耸立在水库中，塔顶设操纵平台和启闭机室，用工作桥与岸边或坝顶相连。塔式进水口可一边或四周(szhu)进水。nn 适用：当地材料坝、进口处山岩较差、岸坡又比较平缓3.2 有压进水口一、有压进水口的类型及适用(shyng)条件第9 页/共94 页第九页，共94 页。nn 3.塔式进水口3.2 有压进水口一、有压进水口的类型及适

5、用(shyng)条件第10 页/共94 页第十页，共94 页。nn 3.塔式进水口3.2 有压进水口一、有压进水口的类型(lixng)及适用条件第11 页/共94 页第十一页，共94 页。nn 4.坝式进水口nn 特征(tzhng)：进水口依附在坝体的上游面上，并与坝内压力管道连接。进口段和闸门段常合二为一，布置紧凑。nn 适用：混凝土重力坝的坝后式厂房、坝内式厂房和河床式厂房。3.2 有压进水口一、有压进水口的类型及适用(shyng)条件第12 页/共94 页第十二页，共94 页。nn 4.坝式进水口3.2 有压进水口一、有压进水口的类型及适用(shyng)条件第13 页/共94 页第十三页

6、，共94 页。nn 1.位置nn 原则：水流平顺、对称，不发生(fshng)回流和漩涡，不出现淤积，不聚集污物，泄洪时仍能正常进水。进水口后接压力隧洞，应与洞线布置协调一致，要选择地形、地质及水流条件均较好的位置。3.2 有压进水口二、有压进水口的位置、高程二、有压进水口的位置、高程(gochng)(gochng)及尺寸及尺寸 第14 页/共94 页第十四页，共94 页。nn 2.高程(gochng)nn 1）顶部高程(gochng)：进水口顶部高程(gochng)应低于最低死水位，并有一定的埋深：nn 2）底部高程(gochng)：进水口的底部高程(gochng)通常在水库设计淤沙高程(go

7、chng)以上0.51.0m，当设有冲沙设备时，应根据排沙情况而定。3.2 有压进水口二、有压进水口的位置二、有压进水口的位置(wi zhi)(wi zhi)、高程及尺寸、高程及尺寸 第15 页/共94 页第十五页，共94 页。nn 3、轮廓尺寸nn 组成：一般由进口段、闸门段、渐变段组成nn 进水口的轮廓应使水流平顺，流速变化均匀，水流与四周(szhu)侧壁之间无负压及涡流。nn 进口流速不宜太大，一般控制在1.5m/s 左右 3.2 有压进水口二、有压进水口的位置二、有压进水口的位置(wi zhi)(wi zhi)、高程及尺寸、高程及尺寸 第16 页/共94 页第十六页，共94 页。nn

8、3、轮廓尺寸nn 1）进口段nn 作用是连接拦污栅与闸门段，矩形断面。nn 隧洞进口段为平底，两侧收缩曲线为四分之一圆弧或双曲线，上唇(shn chn)收缩曲线一般为四分之一椭圆。nn 进口段的长度没有一定标准，在满足工程结构布置与水流顺畅的条件下，尽可能紧凑。3.2 有压进水口二、有压进水口的位置二、有压进水口的位置(wi zhi)(wi zhi)、高程及尺寸、高程及尺寸 第17 页/共94 页第十七页，共94 页。nn 3、轮廓尺寸nn 2）闸门段nn 闸门段是进口段和渐变段的连接段，闸门及启闭设备(shbi)在此段布置。nn 闸门段一般为矩形，事故闸门净过水面积为(1.11.25)洞面积

9、；检修闸门孔口与此相等或稍大。nn 门宽B 等于洞径D，门高略大于洞径D。3.2 有压进水口二、有压进水口的位置、高程二、有压进水口的位置、高程(gochng)(gochng)及尺寸及尺寸 第18 页/共94 页第十八页，共94 页。nn 3、轮廓尺寸nn 3）渐变段nn 矩形闸门段到圆形隧洞的过渡段。nn 通常采用圆角过渡，圆角半径r 可按直线规律变为隧洞半径R；nn 渐变段的长度：一般为隧洞直径(zhjng)的1.52.0 倍；侧面收缩角为68 为宜，一般不超过10。3.2 有压进水口二、有压进水口的位置二、有压进水口的位置(wi zhi)(wi zhi)、高程及尺寸、高程及尺寸 第19

10、页/共94 页第十九页，共94 页。nn 1.拦污设备(shbi)(trash rack 或trash screen)nn 1）作用：防止有害污物、漂浮物等进入进水口，影响过水能力。nn 2）布置：nn 拦污栅的立面布置：倾斜或垂直nn 拦污栅的平面布置：平面或多边形3.2 有压进水口三、有压进水口的主要(zhyo)设备第20 页/共94 页第二十页，共94 页。nn 1.拦污设备(shbi)(trash rack 或trash screen)3.2 有压进水口三、有压进水口的主要(zhyo)设备第21 页/共94 页第二十一页，共94 页。nn 1.拦污设备(trash rack 或tras

11、h screen)nn 3）结构nn 支承(zh chn)结构：一般金属框架或钢筋混凝土结构；nn 栅片结构：由若干栅片组成，栅片放在支承(zh chn)结构的栅槽中。尺寸为4.52.5m(高 宽)nn 4）清污及防冻nn 定期清污（人工、机械）nn 注：拦污栅框架顶部应高出需要清污时的相应水库水位3.2 有压进水口三、有压进水口的主要(zhyo)设备第22 页/共94 页第二十二页，共94 页。nn 1.拦污设备(shbi)(trash rack 或trash screen)3.2 有压进水口三、有压进水口的主要(zhyo)设备VR6 VR6 型拦污栅清污机 型拦污栅清污机第23 页/共94

12、 页第二十三页，共94 页。nn 1.拦污设备(shbi)(trash rack 或trash screen)3.2 有压进水口三、有压进水口的主要(zhyo)设备回转式清淤机 回转式清淤机第24 页/共94 页第二十四页，共94 页。nn 1.拦污设备(shbi)(trash rack 或trash screen)3.2 有压进水口三、有压进水口的主要(zhyo)设备拦污栅清污机 拦污栅清污机第25 页/共94 页第二十五页，共94 页。nn 1.拦污设备(shbi)(trash rack 或trash screen)3.2 有压进水口三、有压进水口的主要(zhyo)设备移动式清淤机 移动式

13、清淤机第26 页/共94 页第二十六页，共94 页。nn 1.拦污设备(trash rack 或trash screen)nn 5）设计nn 过栅流速：v 1m/s(人工)v 1.0 1.2m/s(机械(jxi)nn 栅条间距b：根据水轮机的型式确定。nn HL：b=D1/30 ZL:b=D1/20 CJ:b=d/20nn 通常栅条厚8 12mm，宽100 200mmnn 拦污栅顶部应高于需要清污的最高水位。nn 拦污栅与进水口之间的距离不小于D(洞径或管道直径)3.2 有压进水口三、有压进水口的主要(zhyo)设备第27 页/共94 页第二十七页，共94 页。nn 2.闸门及启闭设备nn 1

14、）工作闸门(事故闸门)(emergency gate)nn 作用：紧急情况下切断水流，以防事故扩大。nn 运用要求：动水中快速(12min)关闭，静水中开启。nn 布置方式：一般为平板门。每扇闸门配置(pizh)一套固定卷扬启闭机。3.2 有压进水口三、有压进水口的主要(zhyo)设备第28 页/共94 页第二十八页，共94 页。nn 2.闸门及启闭(q b)设备nn 2）检修闸门(bulkhead gate)：nn 作用：设在工作闸门上游侧，检修事故闸门和及其门槽时用以堵水。nn 运用要求：静水中启闭(q b)。nn 布置方式：平板闸门，几个进水口共用一套检修闸门，启闭(q b)可用移动式或

15、临时启闭(q b)设备，平时检修闸门存放在储门室内。3.2 有压进水口三、有压进水口的主要(zhyo)设备第29 页/共94 页第二十九页，共94 页。nn 2.闸门(zhmn)及启闭设备3.2 有压进水口三、有压进水口的主要(zhyo)设备第30 页/共94 页第三十页，共94 页。nn 3.通气孔及充水阀nn 1）通气孔(air hole)nn 位置：有压进水口的事故闸门之后nn 作用：引水道充水时用以排气，事故闸门紧急关闭放空引水道时，用以补气以防出现(chxin)有害真空。nn 面积=最大进气流量/允许进气流速Vann 露天式管道进水口，Va 一般取3050m/s，坝内管道和隧洞：Va

16、 取7080m/s。nn 规范：通气孔面积可取管道面积的5%左右。3.2 有压进水口三、有压进水口的主要(zhyo)设备第31 页/共94 页第三十一页，共94 页。nn 3.通气孔及充水阀nn 2）充水阀(filling valve)nn 作用：开启闸门前向引水道充水，平衡闸门前后水压(shu y)，以便在静水中开启闸门，从而减小启门力。nn 尺寸：根据充水容积、下游漏水量及要求的充水时间来确定。nn 位置：3.2 有压进水口三、有压进水口的主要(zhyo)设备设置在坝内廊道。坝式进口(jn ku)设旁通管，管的上游通至上游坝面，下游至事故闸门之后，旁通管穿过坝体廊道，并在廊道内设充水阀。设

17、置在平板门上第32 页/共94 页第三十二页，共94 页。无压进水口3.3 无压进水口第33 页/共94 页第三十三页，共94 页。无压进水口nn 1 特征、适用条件、作用nn 特征：无压进水口内水流为明流，以引表层水为主。进水口后一般接无压引水道。nn 适用：适用于无压引水式电站。nn 作用：控制(kngzh)水量与水质，并保证使发电所需水量以尽可能小的水头损失进入渠道。3.3 无压进水口第34 页/共94 页第三十四页，共94 页。无压进水口nn 2.位置nn 应布置在河流(hli)弯曲段凹岸，利用弯道水流原理取清水。nn 3.拦污设施nn 一般均设拦污栅或浮排以拦截漂浮物。nn 4.拦沙

18、、沉沙、冲沙设施3.3 无压进水口第35 页/共94 页第三十五页，共94 页。一、开敞(ki chn)式进水口位置选择nn 进水口应布置(bzh)在河流弯曲段凹岸nn 采用人工弯道 nn 弯道半径弯道断面平均宽度（4 8）nn 弯道长度弯道半径（1 1.4）nn 受地形限制必须设置凸岸时，应将进水口设在凸岸中点偏上游处，必要时对岸设丁坝将河流主流逼向凸岸，以利引水3.3 无压进水口第36 页/共94 页第三十六页，共94 页。一、开敞(ki chn)式进水口位置选择3.3 无压进水口第37 页/共94 页第三十七页，共94 页。二、开敞式进水口的组成(z chn)及布置nn 组成(z chn

19、)：nn 拦河坝（或拦河闸）、进水闸、冲沙闸及沉沙池等nn 布置：nn 进水闸与冲沙闸的相对位置应以“正面进水、侧面排沙”的原则进行布置。nn 进水闸轴线与冲沙闸轴线交角宜在35 45之间。nn 进水口位置应设在弯道顶点以下水最深、单宽流量最大、环流作用最强的地方3.3 无压进水口第38 页/共94 页第三十八页，共94 页。二、开敞(ki chn)式进水口的组成及布置3.3 无压进水口第39 页/共94 页第三十九页，共94 页。二、开敞式进水口的组成(z chn)及布置nn 孔口尺寸(ch cun)拟定：nn 进水口底板顶面高程：nn 进水闸的底坎高程应高于冲沙闸底板高程（1.0 1.5）

20、m，防止底沙进人引水道。nn 冲沙闸底坎高程应高出河床（0.5 1.0）m。nn 进水口后接总干渠底部高程相同或稍高nn 进水口孔口尺寸(ch cun)：nn 确定过闸流量、上下游水位、闸孔型式以及闸底板高程、孔口总宽度、闸孔数、孔口尺寸(ch cun)3.3 无压进水口第40 页/共94 页第四十页，共94 页。沉沙池补充(bchng)：沉沙池第41 页/共94 页第四十一页，共94 页。沉沙池nn 1.位置：位于无压进水口之后，引水道之前。nn 2.工作原理(yunl)：加大过水断面，减小水流的流速及其挟沙能力，使其有害泥沙沉淀在沉沙池内，将清水引入引水道。补充(bchng)：沉沙池第42

21、 页/共94 页第四十二页，共94 页。沉沙池nn 3.设计要点：nn 面积：取决于池中水流平均流速(0.25-0.7m/s),视沙粒径而定。nn 长度：考虑沉沙效果及工程造价。nn 进口采取分流墙、格栅等措施(cush)，使池中水流流速分布均匀，否则池中将在局部地区沉淀泥沙，而大量有害泥沙将在高速区通过沉沙池。补充(bchng)：沉沙池第43 页/共94 页第四十三页，共94 页。沉沙池nn 4.排沙方法nn 水流冲沙nn 连续冲沙：由底部冲沙廊道进行。nn 定期冲沙：关闭(gunb)池后闸门，降低池中水位，向原河道冲沙。nn 机械排沙nn 挖沙船补充(bchng)：沉沙池第44 页/共94

22、 页第四十四页，共94 页。思考题n n 1 1、简述有压进水口的主要型式、各种型式布置特点及适用条件，并说、简述有压进水口的主要型式、各种型式布置特点及适用条件，并说明其位置、高程、轮廓 明其位置、高程、轮廓(lnku)(lnku)尺寸是如何确定的 尺寸是如何确定的?n n 2 2、拦污栅的工作要求、拦污栅的工作要求?拦污栅的布置设计如何进行 拦污栅的布置设计如何进行?n n 3 3、沉沙池的工作特点和设计要求、沉沙池的工作特点和设计要求?n n 4 4、无压进水口的运行特点？其位置如何选择？、无压进水口的运行特点？其位置如何选择？第45 页/共94 页第四十五页，共94 页。第46 页/共

23、94 页第四十六页，共94 页。引水(ynshu)建筑物nn 功用：集中落差，形成水头，输送水量到水轮机。也用作尾水渠，将发电以后的水排到下游河道。nn 类型(lixng):nn 无压引水道：渠道(channel)、无压隧洞(free flow tunnel)。具有自由水面，引水道承受的水压力不大。适用于无压引水电站。nn 有压引水道：有压隧洞(pressure tunnel)。洞中水流为压力流，隧洞承受内水压力很大。适用有压引水电站3.4 引水(ynshu)建筑物第47 页/共94 页第四十七页，共94 页。一、引水渠道3.4 引水(ynshu)建筑物第48 页/共94 页第四十八页，共94

24、 页。一、引水渠道3.4 引水(ynshu)建筑物nn 1.渠道的要求(yoqi)nn 水电站的引水渠道称为动力渠道（为适应负荷变化，Q、H 在不断变化 非恒定流)nn 要求(yoqi)：nn 有一定的输水能力。按水电站的Qmax 设计。nn 水质要符合要求(yoqi)。渠道进口、沿线及渠道末端都要采取拦污、防沙、排沙措施。nn 运行安全可靠nn 结构经济合理，便于施工及运行。第49 页/共94 页第四十九页，共94 页。一、引水渠道nn 2.渠道的类型nn 1）非自动调节渠道nn 渠顶大致平行渠底，渠道的深度沿途不变，在渠道末端的压力前池中设溢流堰。nn 适用(shyng)：引水道较长，对下

25、游有供水要求。nn 溢流堰作用：限制渠末水位；保证向下游供水。nn 当水电站引用流量Q=Qmax，压力前池水位低于堰顶；QQmax,水位超过堰顶,开始溢流；Q=0 时，通过渠道的全部流量泄向下游。3.4 引水(ynshu)建筑物第50 页/共94 页第五十页，共94 页。一、引水渠道nn 2.渠道的类型nn 1）非自动(zdng)调节渠道3.4 引水(ynshu)建筑物第51 页/共94 页第五十一页，共94 页。一、引水渠道nn 2.渠道的类型nn 2）自动调节渠道nn 渠道首部和尾部堤顶的高程基本相同，并高出上游最高水位，渠道断面向下游逐渐加大，渠末不设泄水建筑物。nn 适用：渠道不长，底

26、坡较缓，上游水位变化不大的情况(qngkung)。nn 水电站引用流量Q=0 时，渠道水位是水平的，渠道不会发生漫流和弃水现象；QQmax 雍水曲线。Q=Qmax 为降水曲线。3.4 引水(ynshu)建筑物第52 页/共94 页第五十二页，共94 页。一、引水渠道nn 2.渠道的类型(lixng)nn 2）自动调节渠道3.4 引水(ynshu)建筑物第53 页/共94 页第五十三页，共94 页。一、引水渠道nn 3.引水渠道线路选择nn 线路选择一般应遵循以下原则：nn（1）渠线应尽量短而直，以减小水头损失，降低造价。需转弯时，有衬砌渠道的转弯半径宜不小于渠道水面宽度的2.5 倍,无衬砌的土

27、渠宜不小于水面宽度的5 倍。nn（2）应选择地质条件较好的地段nn（3）渠线应尽量提高，以获得较大的落差。避免(bmin)深挖高填3.4 引水(ynshu)建筑物第54 页/共94 页第五十四页，共94 页。一、引水渠道n n 4.4.渠道的水力计算 渠道的水力计算(略 略)n n 主要任务：根据设计流量，选定断面尺寸、糙率、纵坡、和水深。主要任务：根据设计流量，选定断面尺寸、糙率、纵坡、和水深。n n(1)(1)恒定流计算：确定底坡、横断面尺寸。恒定流计算：确定底坡、横断面尺寸。n n(2)(2)非恒定流计算 非恒定流计算n n 计算水电站丢弃负荷时渠道涌浪 计算水电站丢弃负荷时渠道涌浪(最

28、高水位 最高水位),),确定堤顶高程。确定堤顶高程。n n 计算水电站增加负荷时渠道波 计算水电站增加负荷时渠道波(最低水位 最低水位)，确定压力管道进口高程。，确定压力管道进口高程。n n 水电站按日负荷图工作时，渠道中水位及流速 水电站按日负荷图工作时，渠道中水位及流速(li s)(li s)变化过程，以研究水电站 变化过程，以研究水电站的工作情况。的工作情况。3.4 引水(ynshu)建筑物第55 页/共94 页第五十五页，共94 页。一、引水渠道nn 5.渠道的断面尺寸nn(1)断面型式：一般为梯形。nn(2)断面尺寸：nn 工程实践表明：渠道的经济流速Vc 一般为1.5 2.0m/s

29、，则可用Ac Qmax/Vc 估算(sun)渠道断面面积。3.4 引水(ynshu)建筑物第56 页/共94 页第五十六页，共94 页。二、引水(ynshu)隧洞nn 1.发电隧洞路线选择nn 布置总原则：洞线短、弯道少，沿线的工程地质、水文地质条件(tiojin)要好，并便于布置施工平洞3.4 引水(ynshu)建筑物第57 页/共94 页第五十七页，共94 页。二、引水(ynshu)隧洞nn 1.发电隧洞路线选择nn(1)地形条件(tiojin)nn 隧洞在平面上力求最短，在立面上要有足够的埋藏深度。nn 尽量减少或避免与沟谷交叉，进口位置不应靠近陡壁，更不宜设于水面狭窄的山湾内。3.4

30、引水(ynshu)建筑物第58 页/共94 页第五十八页，共94 页。二、引水(ynshu)隧洞nn 1.发电隧洞路线选择nn(2)地质条件nn 隧洞沿线应尽可能位于完整坚硬的岩层、山坡稳定的地区中，避开岩体软弱、山岩压力大、地下水充沛(chngpi)及岩石破碎带等不利地质区。nn 隧洞必须穿越软弱夹层或断层时，应尽可能正交布置。隧洞通过层状岩体时，洞线与岩层走向间夹角应尽可能大（夹角不宜小于45），以利于围岩稳定，提高承载能力。隧洞的进出口应选择在覆盖薄、风化层浅、岩石比较坚固完整的地段 3.4 引水(ynshu)建筑物第59 页/共94 页第五十九页，共94 页。二、引水(ynshu)隧洞

31、nn 1.发电隧洞路线选择nn(3)施工条件:对于长引水隧洞，施工条件是重要因素(yn s)。为加快施工进度，每隔一段距离开凿一条施工支洞，支洞外还要有相应的道路及附属设施。nn(4)综合考虑进水口、调压室、管道 厂房的相对位置。3.4 引水(ynshu)建筑物第60 页/共94 页第六十页，共94 页。二、引水(ynshu)隧洞nn 1.发电隧洞路线选择nn(5)水力条件nn 应力求水流平顺，水头损失小。nn 隧洞线路要求短而直，以节省开挖(ki w)量，使水流条件好，减少水头损失，提高经济效益。nn 平面上必须转弯时，应选取合适的转角和曲率半径。一般小于10m/s 流速的低流速隧洞洞线转角

32、 不应大于60，曲率半径R 应大于或等于5 倍洞径或洞宽。3.4 引水(ynshu)建筑物第61 页/共94 页第六十一页，共94 页。二、引水(ynshu)隧洞nn 2.发电隧洞(su dn)类型nn(1)从功用上划分：分为引水隧洞(su dn)和尾水隧洞(su dn)；nn(2)从工作条件划分：分为有压隧洞(su dn)和无压隧洞(su dn)。发电引水隧洞(su dn)多数是有压的，尾水隧洞(su dn)则以无压洞居多。nn 无压隧洞(su dn)：高拱形 马蹄形 城门洞形nn 有压隧洞(su dn)：圆形3.4 引水(ynshu)建筑物第62 页/共94 页第六十二页，共94 页。二、

33、引水(ynshu)隧洞nn 2.发电(fdin)隧洞类型3.4 引水(ynshu)建筑物城门洞 圆形第63 页/共94 页第六十三页，共94 页。二、引水(ynshu)隧洞nn 3.发电(fdin)隧洞的断面尺寸nn 1)断面型式nn 有压隧洞：圆形断面。nn 无压隧洞：nn 地质条件良好时通常为城门洞形；nn 洞顶和两侧围岩不稳时采用马蹄形；nn 洞顶岩石很不稳定时采用高拱形。3.4 引水(ynshu)建筑物第64 页/共94 页第六十四页，共94 页。二、引水(ynshu)隧洞nn 3.发电隧洞的断面尺寸nn 2)断面尺寸：nn 选择的断面尺寸愈大，工程投资(tu z)愈大，但电能损失较少

34、；选择的断面尺寸愈小，工程投资(tu z)愈小，但电能损失较大。这就需要通过技术经济分析来确定最经济的断面。nn 对于一般中、小型电站，可用经济流速确定隧洞经济断面，有压隧洞的经济流速Ve 一般在40m/s 左右，经济断面可由Qmax/Ve 求出。3.4 引水(ynshu)建筑物第65 页/共94 页第六十五页，共94 页。二、引水(ynshu)隧洞nn 4.引水隧洞的特点（与明渠比较）nn 优点：nn 可避开不利地形、地质nn 适应(shyng)流量及水头的变化nn 利用岩石承受内水压力nn 避免污染及冰冻nn 施工不受外界干扰3.4 引水(ynshu)建筑物第66 页/共94 页第六十六页

35、，共94 页。二、引水(ynshu)隧洞nn 4.引水(ynshu)隧洞的特点（与明渠比较）nn 缺点：nn 对施工技术 地质要求高nn 单价高nn 工期长3.4 引水(ynshu)建筑物第67 页/共94 页第六十七页，共94 页。3.5 压力(yl)前池与日调节池压力(yl)前池与日调节池压力(yl)前池压力管道第68 页/共94 页第六十八页，共94 页。一、压力(yl)前池nn 压力前池设置在引水渠道或无压隧洞的末端，是水电站引水建筑物与压力管道的连接建筑物。nn 1、作用：nn(1)平稳水压(shu y)、平衡水量。nn(2)均匀分配流量。nn(3)渲泄多余水量。nn(4)拦阻污物和

36、泥沙。3.5 压力(yl)前池与日调节池第69 页/共94 页第六十九页，共94 页。一、压力(yl)前池nn 2、组成：nn(1)前室(池身及扩散段)。nn(2)进水室及其设备 nn(3)泄水(xi shu)建筑物。nn(4)放水和冲沙设备。nn(5)拦冰和排冰设备。3.5 压力(yl)前池与日调节池第70 页/共94 页第七十页，共94 页。一、压力(yl)前池3.5 压力(yl)前池与日调节池 压力(yl)前池组成建筑物第71 页/共94 页第七十一页，共94 页。一、压力(yl)前池nn 2、组成：nn(1)前室(池身及扩散段)。nn 前室的作用是将渠道(qdo)断面扩大并过渡到进水室

37、所需的宽度和深度，减缓流速，便于沉沙，并形成一定容积nn 前室末端底板高程应比进水室底板高程低(0.5 1.0)m 形成拦沙槛nn 为了缩短前室渐变段长度，可在前室首部中间设分流墩nn 当渠道(qdo)轴线与压力管道轴线不一致时，可用平缓的连接曲线和加设导流墙 3.5 压力(yl)前池与日调节池第72 页/共94 页第七十二页，共94 页。一、压力(yl)前池3.5 压力(yl)前池与日调节池分流(fn li)墩与导流墙 第73 页/共94 页第七十三页，共94 页。一、压力(yl)前池nn 2、组成：nn(2)进水室及其设备 nn 通常指压力管道(gundo)进水口部分，一般采用压力墙式进水

38、口。nn 进水口处应设闸门及控制设备、拦污栅、通气孔等设施。其布置与有压进水口相似。3.5 压力(yl)前池与日调节池第74 页/共94 页第七十四页，共94 页。一、压力(yl)前池nn 2、组成：nn(3)泄水建筑物。nn 渲泄多余(duy)水量，防止前池水位漫过堤顶，并保证向下游供水。nn 泄水建筑物一般包括溢流堰、陡槽和消能设施。nn 溢流堰应紧靠前池布置，其形式可分为正堰和侧堰两种。nn 堰顶一般不设闸门，水位超过堰顶时能自动溢流。3.5 压力(yl)前池与日调节池第75 页/共94 页第七十五页，共94 页。一、压力(yl)前池nn 2、组成(z chn)：nn(4)放水和冲沙设备

39、。nn 从引水渠道带入的泥沙将在前池底部沉积，需在前池的最低处设置冲沙道，并在其末端设有控制闸门，以便定期将泥沙排至下游。nn 冲沙道可布置在前室的一侧或在进水室底板下设冲沙廊道。冲沙孔的尺寸一般不小于1m2。3.5 压力(yl)前池与日调节池第76 页/共94 页第七十六页，共94 页。一、压力(yl)前池nn 2、组成：nn(5)拦冰和排冰设备(shbi)。nn 排冰道只在北方严寒地区才设置，排冰道的底板应在前池正常水位以下，并用叠梁门进行控制。3.5 压力(yl)前池与日调节池第77 页/共94 页第七十七页，共94 页。一、压力(yl)前池nn 3.压力前池的布置nn(1)前池整体布置

40、时，应使水流平顺，水头损失最少，以提高水电站的出力和电能nn(2)前池应尽可能靠近厂房，以缩短压力管道的长度nn(3)前池应建在天然地基的挖方中，选择压力前池的位置(wi zhi)应特别注意地基稳定与渗漏条件。3.5 压力(yl)前池与日调节池第78 页/共94 页第七十八页，共94 页。一、压力(yl)前池3.5 压力(yl)前池与日调节池Left1渠道；2压力前池；3压力水管；4一厂房(chngfng)right1引水渠2前室；3进水室；4溢流堰5压力水管压力前池的布置形式图 压力前池的布置形式图 压力前池的平面布置方式 压力前池的平面布置方式第79 页/共94 页第七十九页，共94 页。

41、一、压力(yl)前池nn 3.压力前池的布置nn(a)渠线平行于管线，水头损失小，但排沙、排冰比较不利。nn(b)介于(a)、(c)之间 nn(c)渠线垂直于管线，进水流向(li xin)不顺，常引起涡流并造成较大的水头损失，但排沙、排冰条件较好 3.5 压力(yl)前池与日调节池第80 页/共94 页第八十页，共94 页。一、压力(yl)前池nn 4.压力前池尺寸拟定nn(1)前池中特征水位的确定nn 前室的正常水位 前正常=渠末正常 nn 前室的最高水位 前最高。nn 前最高=正常+h 堰+（0.03 0.05）（m）nn 前室的最低水位 前最低。前最低应根据下面(xi mian)两种情况

42、确定：nn a.前最低=渠末底+h 渠末nn b.前最低=起始-h 波3.5 压力(yl)前池与日调节池第81 页/共94 页第八十一页，共94 页。一、压力(yl)前池nn 4.压力前池尺寸拟定nn(1)前池中特征(tzhng)水位的确定nn 进水室的正常水位 进。nn 进=前正常-（h 进+h 门槽+h 栏）nn 进水室的最低水位 进最低。nn 进最低=前最低-（h 进+h 门槽+h 栏）3.5 压力(yl)前池与日调节池第82 页/共94 页第八十二页，共94 页。一、压力(yl)前池nn 4.压力前池尺寸拟定nn(2)前池尺寸的拟定nn 前室侧墙高程 墙顶。nn 对自动调节渠道，前室侧

43、墙的高程与进水口顶部的高程相同(xin tn)nn 对非自动调节渠道 墙顶=最高+nn 宽度B。nn 宽度B 与进水室前沿的总宽度BK 相等。3.5 压力(yl)前池与日调节池第83 页/共94 页第八十三页，共94 页。一、压力(yl)前池nn 4.压力前池尺寸拟定(ndng)nn(2)前池尺寸的拟定(ndng)nn 前室首端的深度h。nn h 为渠道末端底部至侧墙顶部的高度。nn 前室末端的深度Hnn H=HK+h 拦沙nn 前室的长度L。nn L=（3 5）（H-h）+（0.5 1.0）（m）3.5 压力(yl)前池与日调节池第84 页/共94 页第八十四页，共94 页。一、压力(yl)

44、前池nn 4.压力前池尺寸拟定(ndng)nn(2)前池尺寸的拟定(ndng)nn 进水室的宽度BK。nn BK=nbK+（n-1）d nn 进水室的进口水深hK。3.5 压力(yl)前池与日调节池第85 页/共94 页第八十五页，共94 页。一、压力(yl)前池nn 4.压力前池尺寸拟定nn(2)前池尺寸的拟定nn 进水室的底板高程 进底。nn nn 进水室的长度L 进。nn 小型(xioxng)电站一般为（3 5）m。nn 前池瞬时容积的校核。3.5 压力(yl)前池与日调节池第86 页/共94 页第八十六页，共94 页。一、压力(yl)前池nn 4.压力(yl)前池尺寸拟定3.5 压力(

45、yl)前池与日调节池 压力前池轮廓尺寸示意图第87 页/共94 页第八十七页，共94 页。二、日调节(tioji)池3.5 压力(yl)前池与日调节池nn 当引水渠道较长，且水电站担任峰荷时，常设日调节池。nn 运行过程中，当水电站引用流量大于日平均流量时，不足水量由日调节池给予补充，日调节池的水位下降；nn 当水电站引用流量小于日平均流量时，多余的水流入日调节池，池中水位回升(hushng)，这样可减少前池水位的剧烈波动nn 日调节池与压力前池之间的渠道按Qmax 设计。nn 日调节池应尽量靠近压力前池。第88 页/共94 页第八十八页，共94 页。无压引水式水电站示意图1坝；2进水口；3沉

46、沙池；4引水渠道；5日调节池；6压力前池；7压力管道；8厂房(chngfng)；9尾水渠；10配电所；11泄水道第89 页/共94 页第八十九页，共94 页。思考题之 一n n 1 1、简述深式进水口主要型式、各种型式布置特点及适用条件，并说明其位置、高程、轮廓、简述深式进水口主要型式、各种型式布置特点及适用条件，并说明其位置、高程、轮廓尺寸是如何 尺寸是如何(rh)(rh)确定的 确定的?n n 2 2、拦污栅的工作要求、拦污栅的工作要求?拦污栅的布置设计如何 拦污栅的布置设计如何(rh)(rh)进行 进行?n n 3 3、水电站引水渠道的设计要满足哪些基本要求、水电站引水渠道的设计要满足哪

47、些基本要求?渠道线路如何 渠道线路如何(rh)(rh)选择 选择?其断面设计应注意 其断面设计应注意哪些问题 哪些问题?n n 4 4、什么是自动调节渠道、什么是自动调节渠道?什么是非自动调节渠道 什么是非自动调节渠道?它们的适用条件是什么 它们的适用条件是什么?n n 5 5、水电站引水渠道水力计算的特点和任务是什么、水电站引水渠道水力计算的特点和任务是什么?n n 6 6、试简要阐明渠道动能经济计算的基本原则、试简要阐明渠道动能经济计算的基本原则?第90 页/共94 页第九十页，共94 页。思考题之二n n 1 1、压力前池的作用、压力前池的作用?压力前池的组成 压力前池的组成?压力前池的

48、布置方式 压力前池的布置方式?n n 2 2、压力前池的特征水位有哪些、压力前池的特征水位有哪些?如何确定 如何确定?前池的各部分 前池的各部分(b fen)(b fen)尺寸如何拟定 尺寸如何拟定?n n 3 3、日调节池的功用和布置、日调节池的功用和布置?n n 4 4、无压引水隧洞的工作特点、无压引水隧洞的工作特点?洞线如何选择 洞线如何选择?断面结构型式及设计的基本要求 断面结构型式及设计的基本要求?n n 5 5、有压引水隧洞的特点是什么、有压引水隧洞的特点是什么?其水力计算目的是什么 其水力计算目的是什么?有压隧洞经济断面与纵坡如何 有压隧洞经济断面与纵坡如何确定 确定?第91 页/共94 页第九十一页，共94 页。习 题 课nn 某引水式电站安装(nzhung)3 台机组，单机容量1600KW，引水渠道设计流量24.3m3/s，引水渠末端渠底高程66.25m，渠底宽4.5m，边坡1：0.33，设计水深h 3.5m，流速为1.39m/s，压力前池与引水渠压力管道同一轴线，采用3 根压力钢管引水D 1.75m，要求拟定前池各组成部分结构尺寸，特征水位，绘制前池平、剖面图第92 页/共94 页第九十二页，共94 页。第93 页/共94 页第九十三页，共94 页。湖北水利水电职业(zhy)技术学院感谢您的观看(gunkn)！第94 页/共94 页第九十四页，共94 页。