基普克水电站压力管道经济比选分析

水电站压力管道最优管径序列的确定
徐关泉;王金桃
【期刊名称】《河海大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】1990(000)003
【摘要】水电站压力管道的管径通常分段用解析法计算确定,由此所得的管径序列不能确定为最优序列.本文对用动态规划法决策露天钢管最优管径序列的方法进行了探讨,在该法的优化计算中,将具有N管段的管径作N维设计变量考虑、取整个管道的年费用最小为计算准则,而管道中的水击压力分布和流量过程则通过迭代计算同时确定.文中列有某工程算例的一些结果.计算表明该法所得最优管径序列可信,结果较解析法精确,计算工作量较枚举法小得多,是一种可靠而有效的确定最优管径序列的方法.
【总页数】6页(P85-90)
【作者】徐关泉;王金桃
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TV732.4
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水电站压力管道介绍一压力管道的功用和类型 (2)（一）功用及特点 (2)（二）分类 (2)二压力管道的线路选择及尺寸拟定 (2)（一）供水方式 (2)（二）明管布置 (3)（三）线路选择 (3)（四）压力管道直径的选择 (4)三明钢管的敷设方式及附件 (4)（一）明钢管的敷设方式和支承方式 (4)（二）阀门及附件 (6)四作用在明钢管上的力 (9)（一）力和荷载种类 (9)五明钢管的结构分析 (10)（一）钢管管壁厚度估算 (10)（二）管身的应力分析 (10)（三）强度校核 (14)六明钢管的抗外压稳定 (15)（一）明钢管外压失稳的原因及失稳现象 (15)（二）光滑管段的稳定性 (15)（三）加劲钢管的外压稳定 (16)七分岔管 (17)（一）分岔管的功用、特点 (17)（二）岔管的布置形式 (17)（三）岔管的结构形式 (18)八地下埋管 (20)(一)地下埋管的布置与工作特点 (20)(二)地下埋管的抗外压失稳 (21)九混凝土坝体压力管道 (24)(一)混凝土坝体压力管道的特点、类型和布置 (24)(二)坝内埋管 (24)(三)下游面管道 (26)一压力管道的功用和类型（一）功用及特点1 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。

2 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。

压力管道的主要荷载为内水压力，HD值是标志压力管道规模及技术难度的重要参数值。

当V=5~7m/s时，HD≈(0.15～0.18) NgH当Ng相同时，H愈大，HD愈大。

目前最大达5000m2。

目前最大直径的钢管是巴基斯坦的塔贝拉水电站第三期扩建工程的隧洞内明钢管，直径为13.26m。

（二）分类二压力管道的线路选择及尺寸拟定（一）供水方式1．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2．联合供水：一根主管，向多台机组供水。

城市工程107产 城水电站调压井及压力管道竖井优化探讨李春生阜新万钢建筑工程有限公司，辽宁阜新123000摘要：随着社会的发展，我国的各行各业的发展也有了很大的进步。

压力管道的设计工作是确保水电站正常运行的重要环节，因此，只有做好设计把关和设计资格认证才能够确保设计的压力管道的质量水平。

本文主要探讨了在水电站工程中设计压力管道的时候应该着重注意的几点问题。

关键词：水电站调压井；压力管道；竖井优化探讨1 水电站压力管道的位置设计1.1 综合考虑多种因素，比选最佳方案通常情况下，在设计压力管道的位置时应该综合考虑各种因素，例如地质、施工条件、地形、运行状况、水力学以及枢纽布置等，继而设计出几种可行方案，再通过分析各个方案的技术经济指标情况，然后从中选出最佳的设计方案。

1.2 符合整体的枢纽布置要求一般水电站内部设计的压力管道必须符合整体的枢纽布置要求，同时，铺设压力管道的地区还需要满足以下几个方面的条件，即岩体结构完整稳定、较好的水文地质状况、地质构造简单、上部岩石层足够厚、岩石足够坚硬以及方便施工等。

1.3 确保岩层和压力管道的管线之间的夹角较大通常在设计水电站的压力管道并铺设管线之前，应该测量岩层和预铺设的管线之间的夹角大小，确保夹角较大。

如果岩体的整体呈块状结构，那么夹角要大于30度；如果岩体呈层状结构，那么夹角要大于45度。

为了确保岩层的稳定，可以使铺设的管线方向尽可能地和最大水平地的应力方向保持一致。

2 优化措施分析2.1 通气洞及穹顶开挖支护通气洞开挖前应进行洞脸清理及防护，在洞口上方设截水天沟将水引至排水沟，洞口设护拱进洞，洞内根据实际地质情况进行支护。

开挖至调压井中心后开始进行穹顶扩挖。

穹顶扩挖由中心向四周进行开挖。

通气洞开挖至调压井井边时，先开挖5×5m的小洞至调压井中心，然后将中心位置扩至顶部。

在开挖过程中可根据围岩情况进行临时支护：φ22锚杆，长3m，间排距1.5m，拱部喷射C20砼厚度10cm，边墙5cm。

水电站压力管道的应用与研究发布时间：2023-02-17T08:44:42.785Z 来源：《工程建设标准化》2022年10月19期作者：翟献超[导读] 在水电站工程设计当中，水电站压力管道的设计应用是否科学合理以及管道的布置方式和管道材质也对于水电站的运行以及安全可靠性影响颇深翟献超中国葛洲坝集团第一工程有限公司湖北宜昌 443000摘要：在水电站工程设计当中，水电站压力管道的设计应用是否科学合理以及管道的布置方式和管道材质也对于水电站的运行以及安全可靠性影响颇深。

因此水电站压力管道的应用在水电站工程设计当中，应该受到高度重视。

本文通过对水电站压力管道的应用与研究进行分析，希望通过分析能为日后的水电站压力管道工程做出一定的贡献，也能为后续的水电站压力管道工作提供参考，实现水电站压力管道的可持续化发展以及通过更好地对水电站压力管道的应用来提升水电站的安全性以及可靠性。

关键词：水电站；压力管道；应用研究1.水电站压力管道的功能作为水电站工程设计当中的一大重要环节水电站压力管道的功能主要是从水库、调压室或者压力前池向水轮机输送水量，这也就造成了压力管道内的压力时刻处于高压状态，而压力管道又负责着水电站大部分水量的运输，且一般水电站压力管道的安装坡度相对较陡，也就导致了压力管道内的内水压力较大，同时压力管道一般在输送水的过程当中还将承受着高压水量的冲击，并且水电站压力管道一般都靠近工厂厂房，因此，一旦压力管道出现问题，就很有可能对厂房造成破坏，形成大量的经济损失【1】。

所以在设计水电站压力管道的方面对于其所使用的材料、加工工艺以及设计方法都有着特殊的要求。

只有使用耐高压的材料以及科学合理的加工工艺及设计方法才能够对于水电站压力管道的质量有所保障。

同时也能减少水电站压力管道因材料或加工工艺不合格所导致的安全隐患问题发生。

2.波纹管伸缩节在水电站压力管道上的应用水电站压力管道的设计应用，除了要考虑的水压之外，还需要对运行当中的温度应力进行考虑。

高水头小流量水电站压力钢管结构分析与设计摘要:hm水电站属于小流量、高水头的引水式电站，该电站压力管道部分全线采用地下埋管，调压井与主厂房之间采用一竖井一平洞连接。

本文结合压力钢管设计，对压力钢管主、岔、支管的总体布置、水力计算、管材及壁厚选择、结构设计进行分析。

关键词: 地下埋管竖井外水压力结构设计分析岔管abstract: hm hydropower station belongs to a small flow, high water head of water diversion type power station, the power of the pressure piping all buried pipes, surge tank and main building between the shaft well a flat a hole connection. combining with the design pressure pipe, steel pipe to pressure the bifurcation, pipe, the overall layout, hydraulic calculation, piping and wall thickness selection, structure design for analysis.keywords: buried pipes external water pressure of vertical shaft structure design analysis bifurcation pipe中图分类号：tu318文献标识码：a 文章编号：1 工程概况hm水电站发电引用流量19.71 m3/s,总装机容量为3×25mw，年发电量3.6125亿kw·h，其年利用小时数为4817h。

2 水力计算选定主管直径为3.0m、2.8m、2.6m和2.2m四种，支管直径1.2m，管道过最大引用流量19.71m3/s，主管的流速为2.79～5.16m/s，支管的流速为5.81m/s，相应坝前正常蓄水位1430.0m时，压力钢管的最大静水头为457m，在该水头下，电站带满负荷时，水头损失按9.67m计。

第八章水电站压力管道第一节压力管道的功用、类型一、功用和特点压力管道是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水管，一般为有压状态。

其特点是集中了水电站大部分或全部的水头，另外坡度较陡，内水压力大，还承受动水压力的冲击(水锤压力)，且靠近厂房，一旦破坏会严重威胁厂房的安全。

所以压力管道具有特殊的重要性，对其材料、设计方法和加工工艺等都有特殊要求。

压力管道的主要荷载为内水压力，管道的内直径D(m)和其承受的水头H(m)及其乘积HD值是标志压力管道规模及技术难度的重要参数值。

目前最大直径的钢管是巴基斯坦的塔贝拉水电站第三期扩建工程的隧洞内明钢管，直径为13.26m。

HD值最高的常见于抽水蓄能电站，已超过5 000m2。

二、分类压力管道可按照布置型式和所用的材料分类，见表8-1。

其中，明管适用于引水式地面厂房，地下埋管多为引水式地面或地下厂房采用，混凝土坝身管道则只能在混凝土坝式厂房中使用。

由于钢材强度高，防渗性能好，故钢管或钢衬混凝土衬砌管道主要用于中、高水头电站；而钢筋混凝土管适用于中小型电站。

(一) 钢管钢管按其自身的结构又可分为：(1) 无缝钢管。

其直径较小，适用于高水头小流量的情况。

(2) 焊接钢管。

适用于较大直径的情况。

焊接钢管由弯成圆弧形的钢板焊接而成，焊缝结构如图8-1所示，一般相邻两节管道的纵缝应错开一定角度，以避免焊缝薄弱点在同一直线上。

(3) 箍管。

当HD>1 000m2时，钢板厚度一般会超过40mm，其加工比较困难，因而在这种情况下常采用箍管。

箍管是在焊接管或无缝钢管外套以无缝的钢环(钢箍，称为加劲环)，从而使管壁和钢箍共同承受内水压力，以减小管壁钢板的厚度。

钢管所使用的钢材应根据钢管结构型式、钢管规模、使用温度、钢材性能、制作安装工艺要求以及经济合理等因素参照设计规范选定。

(二) 钢筋混凝土管钢筋混凝土管具有造价低、刚度较大、经久耐用等优点，通常用于内压不高的中小型水电站。

讨论水电站压力管道设计摘要:压力管道的设计工作是确保水电站正常运行的重要环节之一，因此，只有做好设计把关和设计资格认证等才能够确保所设计压力管道的质量水平。

本文主要探讨了在水电站工程中设计压力管道的时候应该着重注意的几点问题。

关键词:水电站；压力管道；设计一、水电站压力管道的位置选择1.综合考虑多种因素，比选最佳方案通常情况下，在设计压力管道的位置时应该综合考虑各种因素，例如地质、施工条件、地形、运行状况、水力学以及枢纽布置等。

继而设计出几种可行方案，再通过分析各个方案的技术经济指标情况，从中选出最佳的设计方案。

2.符合整体的枢纽布置要求一般水电站设计的压力管道必须符合整体的枢纽布置要求。

同时，铺设压力管道的地区还需要满足以下几个方面的条件，即岩体结构完整稳定、较好的水文地质状况、有利的地质构造、较好的岩性以及方便施工等。

3.确保岩层和压力管道的管线之间的夹角较大通常在设计水电站的压力管道并铺设管线之前，应该测量岩层和预铺设的管线之间的夹角大小，确保夹角较大。

如果岩体的整体呈块状结构，那么夹角要大于30 度；如果岩体呈层状结构，那么夹角要大于45 度。

但是，如果铺设的压力管道位于高地应力地区，那么为了确保岩层的稳定，可以使铺设的管线方向尽可能地和最大水平地的应力方向保持一致。

4.其它建筑物和压力管道之间应保持一定距离一般根据计算限制裂缝所开展的宽度来设计压力管道的结构，所以水电站的一些厂房建筑物尽可能地和铺设的压力管道之间保持一定的距离，从而即使压力管道产生裂缝、发生渗漏也不致会直接影响到水电站的厂房建筑物。

因此，可以在厂房和压力管道之间搭建一段钢管，以实现上述目的。

二、水电站压力管道的管径和水力计算1.压力管道的管径计算通常水电站压力管道的管径又称为横断面尺寸，在计算经济管径的时候要遵循一定的原则，即确保能量损失最少、管道工程费用最小。

此外，只有保证压力管道内部的水流速度小于经济水流速度，才能尽可能地降低能量损失。

水电站压力管道取水对发电机组出力影响分析冯文涛【摘要】The global matrix method,a new mathematical model of pressure water supply network with hy-dropower units,is established in this paper to study the influence of drawing water form pressure steel pipe of hydropower station on units output.This paper also elaborates the methods of constructing global matrix ,pro-cessing unit boundary condition,and solving global equations.Based on the global matrix method,a computer program is programmed to calculate the relative change of head ,discharge and output of the unit ,according to the specific parameters of the water supply project.The result shows that the influence of drawing water form pressure steel pipe of the hydropower station on the unit output is relatively small in the water supply project.%从水电站压力钢管取水对发电机组出力的影响问题，本文建立了带水力发电机组的有压给管网恒定流数学模型-总体矩阵法，阐述了总体矩阵的构成、机组边界的处理及系统总体方程的求解方法。

电站出水压力管道经济管径计算摘要：从水库取水输送到用户，每年多数时间用户所需水头压力均有富余，为了充分利用水库水位势能，在水库出口设置电站，一方面降低下游管道压力，一方面为社会带来经济效益。

经济管径计算公式一般适用于加压输水或者重力流输水，本文分析计算在系统中设有电站情况下，计算管道的经济管径。

关键词：经济管径引水式电站压力管道从水库取水，重力流输送到用水户，线路全长88km，电站出水压力管道7.1km，用水户要求水压199m，水库校核洪水位265.7m，正常蓄水位255.2m，死水位207.7m，供水要求的水库最低水位225m，所以水库每年在大多数时间内将有30m左右的富余水头，为了充分利用重力势能，在水库出口设置引水式电站，在降低管道压力的同时，带来可观的发电效益。

一. 加压输水和重力输水经济管径计算1．经济管径计算设计流量：管道设计按最高日流量设计，在进行经济管径分析时采用平均日流量计算，同时采用高日流量复核输水能力。

本工程输水管道线路长、管径大，工程的投资主要部分为管线的投资。

以管道的年运行费用现值与管道投资费用之和，即费用总现值作为目标函数，输水水量、水压、管道流速作为约束条件，费用总现值最小所对应的管径即为经济管径。

计算基本参数：年运行费用现值=年运行费•年金现值系数[P/A，i，n]式中：n---使用年限，按n=50年计；i----收益率，i=8%；电费按0.60元/度电计算;年金现值系数（P/A，i，n）= =12.23大修管理费用取工程投资的1.44%费用总现值PW=工程投资费用+年运行费用现值2.判断系统是否加压的约束条件当利用的势能满足最大输水量时，所选的管径小于在压力流情况下计算的经济管径时，便应采用有压重力流的输水方式；否则便需要经过技术经济比较确定是否采用加压输水。

3. 不同输水方式下计算费用总现值的方法（1）压力流情况下系统的费用总现值费用总现值PW=工程投资费用+年运行费用现值年运行费包括电费、人员工资及工程维护费。

南俄五水电站压力管道及岔管设计分析
张毅
【期刊名称】《陕西水利》
【年(卷),期】2013(000)006
【摘要】南俄五电站以发电为主要开发目标,枢纽总布置主要由首部枢纽、引水工程和厂区枢纽三部分组成.水电站引水采用压力钢管,文中从管道布置、设计,稳定分析、岔管计算等方面对水电站压力管道的设计进行了详细说明,供同行参考.
【总页数】2页(P109-110)
【作者】张毅
【作者单位】中国水利水电第十四工程局勘察设计研究院云南昆明 650000【正文语种】中文
【中图分类】TV732.4
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