水电站-调压室.ppt

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1、第十章 调压室第一节调压室的功用、要求及设置条件拉西瓦电站发电引水系统一、调压室的功用(1)反射水锤波。基本上避免了（或减小）压力管道传来的水锤波进入压力引水道。(2)减小水锤压力（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及系统供电质量。二、对调压室的基本要求（1）调压室的应尽量靠近厂房，以缩短压力管道的长度。（2）能较充分地反射压力管道传来的水锤波。（3）调压室的工作必须是稳定的。（4）正常运行时，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，以减小水流通过调压室底部的水头损失。（5）工程安全可靠，施工简单方

2、便，造价经济合理。三、设置调压室的条件1.初步判别是否需要设置上游调压室的近似准则：Tw（压力水道的惯性时间常数）的物理意义：在设计水头H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，水锤压力的相对值也越大。Tw的允许值，一般取2～4s。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。计算时，采用的流量与水头应为相互对应值，即采用最大流量时，应用与之相对应的额定水头；若采用最小水头，应用与之相对应的流量。2．下游调压室的设置条件在有压尾水道

3、中，为了减小甩负荷时尾水管中的真空度，避免水轮机停机时连续水流的间断，防止水柱分离，不设尾水调压室的尾水道的临界长度可按下式初步确定:Lw:压力尾水道的长度m；V:稳定运行时尾水管的流速m/s；Vd:尾水管入口处的流速m/s；▽：水轮机安装高程第二节调压室的工作原理和基本方程一、调压室的工作原理一.工作原理结论（1）“引水道一调压室”系统非恒定流的特点：大量水体的往复运动，其周期较长，质量波动，Z（t），V(t)。水锤是压力波动。（2）在增加负荷或丢弃部分负荷后，电站继续运行，调压室水位的变化影响发电水头，调速器为了维持恒定的出力，随调压室水位的升高和降低，将相应地减小

4、和增大水轮机流量，这进一步激发调压室水位的变化，可能是波动的振幅不衰减甚至随时间而增大，成为不稳定的波动。研究调压室水位波动的目的：（1）求出调压室中可能出现的最高Zmax和最低涌波水位Zmin及其变化过程，从而决定调压室的高度和引水道的设计内水压力及布置高程。（2）根据波动稳定的要求，确定调压室所需的最小断面积。二、调压室的基本方程1．连续方程根据水流连续性定律，水轮机在任何时刻所需要的流量Q系由两部分组成：来自引水道的流量fV和调压室流出的流量FdZ/dt连续方程：（10-3）2．运动方程在非恒定流的情况下，不考虑引水道和水的弹性变形及调压室中的水体惯性，设hw为引水

5、道中通过流量Q时的水头损失，Z为调压室中瞬时水位与静水位的差值，根据牛顿第二定律，引水道中水体质量与其加速度的乘积等于该水体所受的力，即：（10-4）3．等出力方程调压室水位发生一微小变化x，调速器使水轮机的流量相应地改变一微小数值q，以维持出力不变，压力管道的水头损失为hwm，由此得等式：当水轮机的水头和流量变化不大时，可近似地假定效率保持不变，即等出力方程为：第三节调压室的基本类型一、调压室的基本布置方式1、上游调压室（引水调压室）2、下游调压室（尾水调压室）3、上下游双调压室系统4、上游双调压室系统二、调压室的基本结构型式1、简单式调压室特点：断面尺寸不变，结构简单

6、，反射水锤波效果好。但水位波动振幅较大，衰减较慢，调压室的容积较大；在正常运行时，引水系统与调压室连接处水力损失较大。适用：低水头小流量的水电站。2、阻抗式调压室圆筒式调压室的底部，用较小断面短管或较小孔口的隔板与隧洞及压力管道相连，这种孔口或隔板相当于局部阻力。特点：进出调压室的水流在阻抗孔口处消耗了一部分能量，有效地减小水位波动的振幅，加快了衰减速度，所需调压室的体积小于圆筒式。正常运行时水头损失小。但水锤波不能完全反射。3.双室式调压室特点：双室式调压室是由一个竖井和上下两个储水室组成。上室的底部高程由水库最高水位控制，下室的顶部高程由水库的死水位控制。适用：水头较

7、高，要求的稳定断面较小，水库水位变化比较大的水电站。4.溢流式调压室溢流式调压室顶部设有溢流堰。当丢弃负荷时，调压室的水位迅速上升，达到溢流堰顶后开始溢流，限制了水位的进一步升高。5.差动式调压室由两个直径不同的同心圆筒组成，中间的圆筒直径较小，上有溢流口，称为升管，其底部以阻力孔口与外室相通。特点：外室直径较大，起盛水及保证稳定的作用。所需容积较小，水位波动衰减得也较快。但其构造复杂，施工难度大，造价高。(6)气垫式调压室第四节简单式和阻抗式调压室的水位波动计算一、水位波动计算的解析法（一）丢弃全负荷情况当丢弃全负荷后，水轮