10第十章调压室分析报告.ppt

第十章 调压室 10.1 调压室的功用及其工作原理 10.2 调压室的设置条件及位置选择 10.3 调压室的布置方式及基本类型 10.4 调压室水位波动计算 10.5 调压室水位波动的稳定问题 10.6 调压室水力计算条件 10.7 尾水调压室的水力计算 10.8 调压室结构设计 问题：为什么设置调压室？ 10.1 调压室的功用及其工作原理 问题：为什么设置调压室？ 在较长的压力引水系统中，为了降低高压管道的水锤压力，满足机组调节保证计算的要求，常在压力引水道与压力管道衔接处建造调压室。 调压室将有压引水系统分成两段：上游段为压力引水道，下游段为压力管道。 调压塔:调压室的大部分或全部设置在地面以上 调压井:调压室的大部分埋在地面以下 10.1 调压室的功用及其工作原理 一、调压室的功用 调压室的功用可归纳为： 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。 减小了水锤压力(压力管道及厂房过水部分)。缩短了压力管道的长度 改善机组在负荷变化时的运行条件。 10.1 调压室的功用及其工作原理 二、调压室的工作原理 10.1 调压室的功用及其工作原理 二、调压室的工作原理 调压室具有较大的容积和自由水面，它将电站因负荷变化而引起的有压系统非恒定流现象分为性质不同而又互相联系的两部分： 一是压力管道的水击现象； 另一个是“水库—引水道—调压室”的水位波动现象。 10.1 调压室的功用及其工作原理 二、调压室的工作原理 丢弃全负荷?流量变为0 ?压力管道中发生水锤?水流继续流入调压室?调压室水位升高?流速逐渐降低，直到为0 ，此时水位最高（最高涌波水位）?反向流动，水位下降?水位于水库持平时，水流惯性使得继续流向水库，直到流速=0 ?再次向下游流动，循环往复。 增加负荷，与其相反。 （最低涌波水位） 经常性的负荷变动?水位相应变动(负荷保持不变) ?流量相应变化?调压室水位波动。 10.1 调压室的功用及其工作原理 二、调压室的工作原理 10.1 调压室的功用及其工作原理 二、调压室的工作原理 管道水锤过程是水锤波的传播，振幅大、变化快，往往在很短时间内即消失。 调压室水位波动主要由于水体的往复运动引起，特点是振幅小、变化慢、周期长，往往长达几十秒到几百秒甚至更长时间。 调压室的水位波动有两种趋势， 一种是逐渐衰减； 另一种是逐渐增大，这是调压室设计应该避免的。 10.1 调压室的功用及其工作原理 二、调压室的工作原理 研究调压室水位波动的目的： 确定调压室中可能出现的最高和最低涌波水位及其变化过程，以确定调压室的高度、布置高程和引水道的设计内水压力。 根据水位波动稳定的要求，确定调压室所需的最小断面面积。 10.1 调压室的功用及其工作原理 一、调压室的设置条件 (一)设计要求： 尽量靠近厂房，以缩短压力管道的长度。 应有自由水表面和足够的底面积，以保证水锤波的充分反射； 调压室的工作必须是稳定的。负荷变化时，引水道及调压室水体的波动应该迅速衰减； 正常运行时，水流经过调压室底部造成的水头损失要小。 结构安全可靠，施工简单方便，经济合理。 10.2 调压室的设置条件及位置选择 一、调压室的设置条件 调压室一般尺寸较大，投资较大，工期长，特别是对于低水头电站，调压室的造价可能占整个引水系统造价的相当大的比例。 是否设置调压室，应在机组过流系统调节保证计算和机组运行条件分析的基础上，考虑水电站在电力系统中的作用、地形及地质条件、压力管道的布置等因素，进行技术经济比较后加以确定。 10.2 调压室的设置条件及位置选择 一、调压室的设置条件 (二)上游调压室的设置条件(初步判定) 用水流加速时间(也称为压力引水道的时间常数)Tw来判断是否设置调压室 Tw2~4s时，可不设调压室 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)；当比重小于10%~20%时，可取大值。 10.2 调压室的设置条件及位置选择 一、调压室的设置条件 (三)下游调压室的设置条件 以尾水管内不产生液柱分离为前提，条件为： Lw—尾水道长度；Vw0—稳定运行时尾水管流速；Vwj—尾水管入口处流速； —安装高程。 最终通过调节保证计算，当机组丢弃全部负荷时，尾水管内的最大真空度不宜大于8m水柱。但在高海拔地区应作高程修正(见规范)。 10.2 调压室的设置条件及位置选择 二、调压室位置的选择 应根据压力管道的地形、地质条件与厂房的位置统一考虑。 应尽可能靠近厂房，以减小压力管道与水轮机的水锤压力。 调压室位置宜设在地下，节省投资。 调压室距厂房较劲，且多设在临近山坡处，宜避开不利的地质条件，以减轻电站运行后渗水对围岩及边坡稳定的不利影响，以免由于地下水位的改变，导致