《水利水电工程建筑物》网上辅导..docVIP

《水利水电工程建筑物》网上辅导（7） 2004-11-06 本讲主要介绍第5章水电站建筑物 水电站是利用水能资源发电的场所，是水、机、电的综合体。其中为了实现水力发电，用来控制水流的建筑物称为水电站建筑物。 1. 水力发电 1）水力发电的转换原理 在天然河流上，修建水工建筑物和控制设备，集中水头，通过一定的流量将“载能水”输送到水轮机中，使水能转换为旋转机械能，带动发电机发电，由输电线路送往用户。这种利用水能资源发电方式称为水力发电。 2）水电站的基本类型 按调节能力分成： 无调节水电站：无水库，来流较多时需要弃水。 有调节水电站：有较大水库，可调节天然径流。按调节能力分为：日调节、月调节、年调节等。 按水电站的组成建筑物及特征：坝式、河床式、引水式水电站。 (1) 坝式水电站 用坝集中水头的水电站称为坝式水电站。 a．坝式水电站特点 ①坝式水电站的水头取决于坝高。 ② 坝式水电站的引用流量较大，电站的规模也大，水能利用较充分，综合利用效益高。 ③ 坝式水电站的投资大，工期长。适用：河道坡降较缓，流量较大，并有筑坝建库的条件。 b．坝式水电站的形式 ① 河床式电站 河床电站一般修建在河道中下游河道纵坡平缓的河段上；引用流量大、水头低，大中型电站：25米以下，小型电站：8～10米以下。厂房和挡水坝并排建在河床中，共同挡水，厂房也有抗滑稳定问题，其厂房高度取决于水头的高低。主要包括挡水坝、泄水坝、厂房、船闸、鱼道等。 ② 坝后式水电站 当水头较大时，厂房本身抵抗不了水的推力，将厂房移到坝后，由大坝挡水。 坝后式水电站一般修建在河流的中上游，库容较大，调节性能好。如为土坝，可修建河岸式电站。举世瞩目的三峡水电站就是坝后式水电站，其装机容量为18 200MW。 (2) 引水式水电站 用引水道集中水头的电站称为引水式水电站。 a．特点 (1) 水头相对较高，目前最大水头已达2000米以上。 (2) 引用流量较小，没有水库调节径流，水量利用率较低，综合利用价值较差。 (3) 电站库容很小，基本无水库淹没损失，工程量较小，单位造价较低。 适用条件： 适合河道坡降较陡，流量较小的山区性河段。 b．类型 ① 无压引水式电站 a. 引水建筑物是无压的：明渠、无压隧洞 主要建筑物：低坝，进水口，沉沙池，引水渠(洞)，日调节池，压力前池，压力水管，厂房，尾水渠。 ② 有压引水式电站 a. 引水建筑物是有压的：压力隧洞 主要建筑物：低坝，引水隧洞(有压)，调压室，压力水管，厂房，尾水渠。 这是一有压引水式电站的示意图。 同时兼有坝式和引水式水电站的优点。 在工程中多称为引水式水电站。 3)水电站的组成建筑物 水电站建筑物包括： 进水建筑物：进水口、沉沙池 引水建筑物 ：引水道、压力管道、尾水道 平水建筑物：前池、调压室 厂区枢纽：主厂房、副厂房、变电站、开关站等 2. 水电站压力管道 (3) 靠近厂房。严重威胁厂房的安全。 2) 压力管道分类 明管、地下埋管、混凝土坝身埋管 明管：暴露在空气中，适用于无压引水式电站 地下埋管（隧洞埋管)：埋入岩体，适用于有压引水电站 混凝土坝身埋管：依附于坝身(混凝土重力坝及重力拱坝)，包括：坝内管道、 坝上游面管、坝下游面管 按材料分： 钢管、钢筋混凝土管、钢衬钢筋混凝土管 钢管应用最广泛，适用于中、高水头电站；钢筋混凝土管道应用于小头的小型水电站； ? 3) 压力管道的供水方 a．单元供水：一管一机。不设下阀门。 优点：结构简单(无岔管)、工作可靠、灵活性好，易于制作，无岔管 缺点：造价高 适用：(1) 单机流量大、长度短的地下埋管或明管； (2) 混凝土坝内管道和明管道 b．联合供水：一根主管，向多台机组供水。设下阀门。 优点：造价低 缺点：结构复杂（岔管）、灵活性差 适用：机组少、单机流量小、引水道长的地下埋管和明管 分组供水：设多根主管，每根主管向数台机组供水。设下阀门。 适用：压力水管较长，机组台数多，单机流量较小的情况。地下埋管和明管 4) 压力管道的引进方式 正向引近：低水头电站。水流平顺、水头损失小，开挖量小、交通方便。钢管发生事故时直接危机厂房安全。 纵向引近： 高、中水头电站。避免水流直冲厂房(包括平面转弯和立面转弯)设置镇墩，直线段每隔150~200m也要设置镇墩。镇墩的作用：靠本身的重量固定钢管，承受因水管改变方向而产生的轴向不平衡力，水管在此处不产生任何方向的位移，镇墩一般由混凝土浇制而成； (2) 在两镇墩间设置伸缩节，其作用是当温度发生变化时，管身可以自由伸缩，从而减小温度应力且适应少量的不均匀沉陷，常设在上镇墩的下游侧； (3) 镇墩之间的管段用一系列支