华科大水电站及生产过程课件第4章 水电站建筑物

第四章

水电站建筑物

1学习内容：

介绍水电站建筑物的主要组成、作用、运行条件及选用2一、水电站的组成建筑物水电站建筑物的形式除了与地形地貌有关，也与水轮机型式和拦水坝型式有关。1、挡水建筑物：截断河流，集中落差，形成水库2、泄水建筑物：下泄多余的洪水，放水降低库中水位3、进水建筑物：将水引入引水道4、引水建筑物：将水输引给水轮机，排水5、平水建筑物：稳定水位（前池），减小水锤（调压室）6、发电、变电和配电建筑物（厂房）：7、其它建筑物：过船、过木、过鱼、拦砂、冲砂等等。3二、水电站的进水建筑物

进水建筑物是水电站流道的进口，作用是引进符合水电机组要求的发电用水。

基本要求1、要有足够的进水能力，避免出现吸气漩涡2、水质要符合要求3、水头损失要小4、可事故截流5、满足建筑物运行的一般要求。4

进水建筑物的分类1、有压进水口：进水口后接有压隧洞或管道，进水口在水库深层下，以引进深层水为主。2、无压进水口：进水口区为无压流，后接无压进水建筑物以引进表层水为主。5有压进水口的主要类型

1、洞式进水口特征：闸门在山体竖井中， 后接隧洞，为隧洞 进口段使用条件：地质条件好优点：节省混凝土方量62、墙式进水口特征：进口及闸门段在山体山 岩之外，紧靠山体的墙 式建筑物，承受山体和 水体的压力。使用条件：当地质条件不太好 时可用。优点：地形、地质条件要求不 高Back107

3、塔式进水口特征：进口及闸门段形成一塔形，孤立在水库中。由工作桥与岸边连接。使用条件：当地质条件差山坡平缓时采用。84、坝式进水口特征：进水口依附在坝体上。使用条件：电站压力引水钢管埋设在坝体内。

9有压进水口的主要设备1、拦污设备：拦污栅，在计算水水头时考虑其水力损失2、闸门事故闸门（工作闸门）：动水2分钟关闭，静水开启检修闸门：静水启闭，在工作闸门之前（之上游）。3、充水阀：向引水压力管道内充水，在阀门上。4、通气孔：充水排气，补气防止在事故闸门之后出现真空反水锤。设备简图闸门启闭机10无压进水口及沉砂池1、无压进水口设计上较为简单2、设备与有压进水口基本相同3、问题无压多为开敞式的，漂浮物多，泥沙重。无压进水口简图4、沉砂池：低流速，有一定长度要求； 排砂方法，有冲砂和机械排砂1112三、水电站的进水渠道和隧洞

引水渠道的功用、要求

1、功用：集中水流落差、引水、排水2、要求：有足够的输水能力有排漂、除砂功能及设施水力损失小、渗漏小、运行安全3、溢流功能：由溢流堰或溢流坝完成 无压水电枢纽13压力前池及日调节池

1、压力前池位置，在引水渠道与压力水管之间功用：将水流均匀分配给各机组的压力水管再此清污、排污 当流量急剧变化时，前池容量可起一定调节作用 沉砂作用前池的组成：形状为扩散形；进水口多为塔式；溢流建筑；排污、排砂、排水等建筑物

无压水电枢纽14

2、日调节池位置，在压力前池旁，与前池连接功用：调峰电站日流量在为0～Qmax之间变化。 若无日调节池，渠道过流能力按Qmax设计

有日调节池，渠道过流能力按平均流量设计

渠道越长，影响就越大，优越性越明显。无压水电枢纽15引水隧洞

1、优点：洞线较短，避开不利地地质及地形条件，能适应较大地水头及流量变化，受地表气候影响小2、缺点：地质条件要求和施工难度较高，工程单价较高3、洞线布置：地质条件，地形条件，施工条件 4、洞径选择：水力损失要小、直径又不能过大16四、水电站的压力水管压力水管的功用、类型

1、功用：从水库、前池、或调压室引水送向水轮机2、特点：内水压大，近厂房，可靠性要求高。3、类型：钢管，露天式、坝内式，强度高 钢筋混凝土管，造价低，强度较低4、木管：应用不多

17

供水方式:电站机组>2台，供水方式（方案）也有不同

1、单元供水：单机单管供水方式

优点：无机组间影响，不会产生管径过大。缺点：材料多，设备多大型电站，大型水轮机多采用单机单管供水方式

182、联合供水：单管多机供水方式

优点：省材料，省设备，管道很长时，优势明显。缺点：机组间相互影响较大小型电站，采用此方式较多。

19

3、分组供水：

优点，缺点：介于前两种供水方式之间。20

经济管径及附件1、经济管径管径大，水力损失小，投资高；管径小，水力损失大，投资少；故有经济管径。确定经济管径：一般水力损失带来的经济损失曲线与投资曲线的交点为经济管径点。初步计算时，经验定水流流速5～7m/s。若流速高于此值，水力损失太大，可能不合理；反之……212、“附件”

镇墩支墩22伸缩节

233、分岔管24A、贴边岔管B、三梁岔管C、月牙肋岔管D、球形岔管25五、水电站的水击与调压室压力水管的水击（水锤）现象：A关机B开机

洞式进水口主阀和伸缩节尾水闸门室26调节保证计算

1、问题：事故关机时间控制长（为了减小水击），机组 事故可能会扩大，危及整个机组安全。

事故关机时间控制短（为了减小事故扩大）， 管道水击增大，危及管道。机组飞逸强度

2、目的：确定一个调节时间，机组飞逸转速在允许值下， 水击强度在允许值下，即在钢管、蜗壳强度的 允许值下。

3、若找不到合适的时间，这么办？二种，其中之一是在 水电站建筑物上想办法，以缓解水击的影响。27洞式进水口主阀和伸缩节调压室或调压井调压室或调压井尾水闸门室减小水击压力措施

28六、引水式水电站地面厂房

厂房的作用、组成、及基本类型

1、功用：保护设备、便于运行、便于维护、安全2、组成： 水电厂设备分类

水流系统的设备：钢管、主阀、水轮机、尾水闸门

电气系统的设备（一次）：发电机、主变、高压开关

电气控制系统设备：励磁、中央自动控制、通讯

机械控制系统设备：各种机械控制设备

辅助设备系统：油气水系统、厂用电、起重、试验室、 通风采暖等29ShingkuII,Japan厂区枢纽组成、及布置

3031

厂房枢纽的建筑物分为四部份主厂房：32上游下游33安装场建筑物剖面图34发电机层35水轮机层36蜗壳层37B、副厂房：38C、变压器场：39D、高压开关站：40D、高压开关站：41完42开关站船闸大江厂房泄洪闸二江厂房冲沙闸二三船闸西坝管理及生活区43泄洪闸主厂房船闸副厂房44有压引水式水电站

1－水库；2－闸门室；3－进水口；4－坝；5－泄水道；6－调压室；7－有压隧洞；8－压力水管；9－厂房

45无压引水式水电站1－坝；2－进水口；3－沉沙池；4－引水渠道；5－日调节池；6－压力池；7－压力水管；8－厂房；9－开关站；1