水电站(含水力机械)A(附答案)

名姓 线号 学 封级班 密2010年秋季学期 水电站（含水力机械） 试卷A本试卷共4 页；满分100分；考试时间:120 分钟总分题号一二三四五核分人复查人得分评卷人一、 单项选择题 (本大题共15小题，每小题1 分，共 15 分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题前括号内。错选、多选或未选均无分。（ A ）1、同时将水流的动能和势能（包括位能和压能）转变为转轮的旋转机械能的水轮机是A、反击式水轮机 B、冲击式水轮机 C、可逆式水轮机 D、双击式水轮机（ C ）3、水电站的工作水头为10m，适用的水轮机的型式是A、混流式 B、轴流式 C、贯流式 D、斜流式( D ) 4、对上游坡降较缓而下游相对较陡的河道，从集中落差的角度，适合开发的水电站形式是A、坝式 B、引水式 C、岸边式 D、混合式（ A ）5、水轮机比转速与汽蚀系数的关系是A、比转速越大，汽蚀系数越大 B、比转速越大，汽蚀系数越小C、比转速不随汽蚀系数变化 D、比转速越小，汽蚀系数越大（D ）6、工作闸门的作用是A、机组故障时，迅速截断水流 B、调节进入水轮机的流量C、检修闸门及门槽检修时用于挡水 D、机组故障和调速器失灵时，迅速截断水流( B ) 7、明钢管上支墩的作用是A、承受水重和管重轴向分力 B、承受水重和管重法向分力C、固定压力水管 D、减小镇墩处的轴向力（D）8、地下埋管的钢衬承受的外压荷载，不包括A、地下水压力 B、接缝灌浆压力 C、回填混凝土压力 D、温度荷载（C ）9、下列水电站中，没有采用坝下游面钢衬钢筋混凝土管道的是A、五强溪 B、李家峡 C、凤滩 D、萨扬舒申斯克（ C ）6、已判定某水电站在一定的初始开度范围内发生极限水击，在此范围内，当初始开度0增大时，会使水击压力( )。A、增大 B、减小 C、不变 D、无法确定（ A ）11、厂房基础与地基接触，若厂房有高低跨荷载悬殊，可能引起地基不均匀沉陷，为防止沉陷时相互牵制造成墙壁和构件开裂，需要设缝，此缝称为A、沉降缝 B、施工缝 C、伸缩缝 D、纵缝（ A ）12、求调压室最高涌浪时，上游库水位取( )。A、最高水位B、设计水位 C、正常蓄水位D、死水位（ B ）13、设置在过流建筑物的坎中，在与水流垂直方向设置引水廊道，其上覆盖拦污栅，水从廊道引入，这种进水口型式是A、 表面式 B、底部拦污栅式 C、坝式 D、岸式（ C ）14、阀门全关时对传来的水击波做( )反射。A、同号等值B、同号减值 C、异号等值 D、异号减值（ B ）15、推力轴承位于转子下方，并有上下导轴承的发电机类型是A、悬式 B、普通伞式 C、半伞式 D、全伞式得分评卷人二、 多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。（ABCDE）1、调压室的基本结构型式除了简单圆筒式还有的型式为A、水室式 B、溢流式 C、差动式 D、气垫式 E、阻抗式（ ABCE ）2、下列属于有压进水口设备的是A、检修闸门 B、通气孔 C、充水阀 D、压力钢管 E、拦污栅（ABCD ）3、水电站装配场的面积主要取决于1台机组解体大修时放置的主要部件为A、发电机转子 B、水轮机转轮 C、水轮机顶盖 D、发电机下机架 E、发电机定子（ ABD ） 4、下列措施中，能减少水锤压力的有A、缩短压力管道的长度 B、延长有效关闭时间 C、减小压力管道断面积D、改变调速器调节程序 E、调节水轮机的转速（ BCD ）5、按管身与敦座间相对位移的特征，可将支墩分成的型式有A、联动式 B、滑动式 C、滚动式 D、摆动式 E、自动式名姓 线号 学 封级班 密得分评卷人三填空题 (本大题共9小题，每空1分，共10分)请在每小题的空格中填上正确答案。填错、不填均无分。1、水轮机的特征水头有最大水头、最小水头、设计水头、平均水头，其中设计水头 对应水轮机引用流量最大。2、水流输入功率转变为轴功率的过程存在着各种损失，这些损失主要是水力损失、容积损失、机械损失，其中主要损失是水力损失 。3、有压进水口的主要类型有岸式、坝式、塔式 共三种。4、常采用的明钢管引近厂房的方式有正向引近 、纵向引近和斜向引近三种方式。5、压力前池由前室、压力管道的进水口及设备、泄水和排沙建筑物 等组成。6、地下埋管钢衬的临界压力必然与材料的屈服强度 和初始缝隙值 直接相关。7、水电站安装场进厂大门的尺寸是由连同平板车在内运进安装间 最大部件尺寸而定。8、水电站压力管道的主要荷载是内水压力 。9、贴边岔管的典型布置形式是卜形 。得分评卷人四名词解释(本大题共5小题，每小题3分，共15 分)1水轮机吸出高度：指水轮机转轮叶片背面压力最低点至下游水位的垂直距离Hs。、2、第二波动振幅：丢弃全负荷时，调压室中的水位达到最高涌波水位后，水位开始下降。下降到最低值称为第二振幅。3明钢管外压失稳：引水管道在机组负荷变化过程中产生负水锤使管道内产生负压，或者在钢管防空时由于通气孔失灵而产生真空；钢管在管外大气压作用下可能丧失稳定，管壁被压扁的现象。4、托马稳定断面：保证调压室水位波动稳定所需要的最小断面。5、围岩的抗力系数：围岩中某给定半径的圆形孔口受均匀内压作用下，孔周发生1cm径向位移值时所需的均匀内压值。得分评卷人五问答题 (本大题共5小题，每小题6分，共 30 分)1、. ZZ560LH900型水轮机各符号的含义是什么？答：(1)“ZZ”表示轴流式水轮机；(2)“560”表示水轮机的比转速为560，或转轮型号；(3)“LH”表示立柱混凝土蜗壳；(4)“900”表示转轮直径为900cm。A2页2、怎样确定明钢管管壁结构厚度？答：（1）利用锅炉公式初拟内水压力作用下的计算壁厚：；（2）考虑锈蚀、磨蚀及钢板厚度误差的机构厚度：，进位取整；（3）钢管在制造、运输与安装上的构造要求之一的壁厚：；（4）钢管在制造、运输与安装上的构造要求之二的壁厚：；（5）初步确定明钢管管壁的结构厚度：；（6）验算钢管在1个大气压作用下的抗外压稳定：。3、坝内埋管在平面上的布置形式有哪几种？各适用什么情况？答：布置形式主要是：坝内埋管布置在坝段中央；坝内埋管在平面上转向一侧适用于当厂房与坝体之间设有纵缝，厂房机组段间横缝与坝段横缝相互错开时，这样管外两侧混凝土较厚且受力对称。适用于坝与厂房见不设纵缝而厂坝联成整体时，由于二者的横缝也必须在一条直线上，管道在平面上不得不转向一侧。此时钢管两侧外包混凝土厚度不同，对结构受力不利。4、按照集中落差的方式不同，水电站的开发分为几种基本方式？各种水电站有何特点及适用条件？答： 按照集中落差的方式不同，水电站的开发分为坝式水电站、引水道式水电站和混合式水电站三种基本方式。坝式水电站的优点是调节性能好、水头高，但淹没多、移民工作量大，适用范围广。引水道式水电站的优缺点刚好与坝式水电站相反，淹没少，但调节性能差，适用于坡降大的河段，或河道裁弯引水和跨流域引水。混合式水电站综合了坝式水电站和引水道式水电站的特点，适用于河段上游部分有良好筑坝建库条件，下游部分坡降大时。5、怎样确定主厂房的机组间距？（提示：机组间距为相邻两机组中心之间的间距；若用符号表示公式，请说明符号的含义）。答：（1）蜗壳层：L01=蜗壳沿“+X”轴向尺寸（L+X）+蜗壳沿“+X”轴向外包砼厚度（+X）+蜗壳沿“-X”轴向尺寸（L-X）+蜗壳沿“-X”轴向外包砼厚度（-X） （2）尾水管层：L02=尾水管宽度（B）+左边墩结构厚度（1） +右边墩结构厚度（2） （3）水轮机层：L03=机墩内径（D）+2机墩壁厚（3）+人行通道（A1）+机电设备尺寸（A） （4）发电机层：L04=风罩内径（D0）+2风罩壁厚（4）+人行通道（A2）（5）主厂房机 （5）主厂房机组间距：L0=max L01、L02、L03、L04名姓 线号 学 封级班 密 得分评卷人得分评卷人六、论述题(本大题共1小题，第小题10分，共10分)1、如图所示的简单管中，管长为L，正常运行时上游水位为H0，管道中的水流速度为V0, 管道直径为D0，水的密度为0。请说出当不计管道摩阻损失时，突然关闭阀门A后管道内的水锤现象。(水锤波速用符号c表示，重点说明水体和管道的状态变化过程) 答案：当阀门突然关闭后，阀门处的流速瞬时变为零，管道中的水体由于惯性作用，仍以流速V0流向阀门，首先使靠近阀门dx长的一段水体受到压缩，在该段长度内，流速减为零，水头增至H0 +H，水的密度增至0+，管径增至D0 +d。由于dx上游水体未受到阀门关闭的影响，仍以流速V0流向下游，使靠近dx上游的另一段水体又受到压缩，其结果使流速、压强、水的密度和管径变化与dx段相同。这样，整个压力管道中的水体便逐步被压缩。水头变化H称水锤压强，其前峰的传播速度称水锤波速。当时间t=L/c时，水锤波传到B点。B点的左边为水库，压强不变，右边的压强比左边高H，不能平衡，管道中的水体被挤向水库，其流速为V0，使管道进口的压强恢复到初始状态H0 ，水的密度和管径也恢复到初始状态0和D0.可以看出，水锤波在B点发生了反射，反射波的绝对值与入射波相同，均为H，但符号相反，即由升压波反射为降压波，故B点的反射规律为异号等值反射，这是水库对水锤波反射的特点。B点的反射波以速度c向下游传播，反射波所到之处，消除了升压波的影响，使管道中水的压强、密度和管径都恢复到初始状态，但流速方向与初始状态相反。当t=2L/c时，管道中的压强虽恢复正常，但其中的水体仍以流速V0向上游流动，由于阀门是关闭的，要求流速为零，故此向上游的流速V0必然在阀门处引起一个压降H，可以看出，水库反射波在阀门处再一次发生反射，其数值和符号均不变，即降压波仍反射为降压波，故A点的反射规律为同号等值反射，这是阀门完全关闭状态下的反射特点。阀门处的反射波仍以速度V0向上游传播，所到之处，管道内压强降为H0-H，管径减为D0-d，水的密度变为0-，流速变为零。当t=3L/c时，阀门的反射波到达B点，B点右边管道中的压强比左边水库低H，压强仍不能平衡，水库中的水体必然以流速V0挤人水管，使水管的压强逐步恢复正常。可见，水库将阀门反射回来的降压波又反射成升压波，以速度c传播回去，其值仍为H，这是符合水库的“异号等值”反射规律的。当t=4L/