《水利水电工程建筑物》网上辅导

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1、《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。

2、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

3、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18200MW。(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

4、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b.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b.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

5、压引水式电站的示意图。(3)混合式水电站在一个河段上，同时采用高坝和有压引水道共同集中落差的开发方式称为混合式开发。坝集中一部分落差后，再通过有压引水道集中坝后河段上另一部分落差，形成了电站的总水头。a.适用于上游有优良坝址，适宜建库，而紧接水库以下河道突然变陡或河流有较大的转弯。b.同时兼有坝式和引水式水电站的优点。c.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

6、、变电站、开关站等2.水电站压力管道1)压力管道(1)功用及特点功用：压力管道是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水管。特点：(1)坡度陡(2)内水压力大，且承受动水压力的冲击(水击压力)(3)靠近厂房。严重威胁厂房的安全。2)压力管道分类按布置方式分：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

7、、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c.分组供水：设多根主管，每根主管向数台机组供水。设下阀

8、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。斜向引近：分组供水和联合供水。5)明钢管的敷设方式(1)明钢管常分段敷设，即在钢管轴线转弯处(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