水电站建筑物知识点

坝后式厂房包括（挑越式、溢流式、坝内式）。

河床式厂房类型：1装置立轴轴流式水轮机河床式厂房2装置贯流式机组的河床式厂房3泄流式河床式厂房4闸墩式厂房。

装配场的布置要点1、装配场一般均布置在发电机层的一端，与主机房同宽。

一般与发电机层同层布置，也可与发电机层地坪不同高。

2、装配场的面积应满足一台机组大修的需要。

一台机组大修需要布置的检修部件通常为四大件：A、发电机转子； B、发电机上机架； C、水轮机转轮； D、水轮机顶盖（四周要留1m宽的工作场地）。

3、上述各部件均应布置在吊车的吊钩工作范围线以内，且各部件之间以及各部件与墙之间的净距应不小于1.0M。

装配厂长度取决于安装检修的要求，长度大约为机组段长度的1~1.5倍。

宽度与主厂房相同，以便吊桥通行。

厂区布置定义：水电站主厂房，副厂房变压器场，高压开关站，引水道尾水道及交通线等相互位置的安排。

射流增差效应：泄水道射出的水流将尾水水体推远降低尾水位，增加落差。

钢衬承受的外压：1地下水压力2钢衬和混凝土之间的接缝灌浆压力3回填混凝土时流态混凝土的压力。

初始缝隙：1施工缝隙2钢衬冷缩缝隙3围岩冷缩缝隙。

吊车梁型式：悬挂式、锚着式、岩台式。

开发方式：水电站集中河段落差的措施。

类型：坝式、引水式（流量小坡降大）、混合式。

坝式特点：坝体和电站厂房结合在一起作整体布置，电站水头的大部分或全部由坝所集中。

河床式特点：(1) 坝相对较低，主要利用大流量进行发电，因而一般是低水头大流量的水电站；(2) 厂房结构也起挡水作用，是挡水建筑物的一个组成部分；(3) 一般均布置在河谷开阔的平原河段，以保证首部枢纽纵向布置的长度。

引水式特点：引水道较长（坝相应较低），水电站水头的全部（无坝引水）或大部分（有坝引水）由引水道集中。

水电站建筑物组成：（1）挡水建筑物（2）泄水建筑物（3）水电站进水建筑物（4）水电站引水建筑物（5）水电站平水建筑物（6）发电、变电及配电建筑物（7）其它建筑物。

进水口功用：控制水量和水质，按负荷要求引进发电用水。

类型（按水流条件）：有压式、开敞式、抽水蓄能式。

进水口的基本要求：（1）足够的进水能力；（2）水质符合要求；（3）水头损失要小；（4）流量可控制；（5）满足水工建筑物的一般要求。

有压进水口特征：进水口位于水库最低水位以下，进水具有一定的压力水头，以引进深层水为主。

后接引水建筑物型式：有压引水建筑物，如有压引水隧洞、压力管道等。

无压进水口特征：明流进水，进水无压力水头，以引进表层水为主。

后接引水建筑物型式：无压引水建筑物，如明渠、无压引水隧洞等。

有压进水口类型:(1) 闸门竖井式进水口，适用：水库岸边地质条件较好、地形较陡的水电站。

(2) 塔式进水口，适用：大坝采用当地材料坝；水库岸边地质条件较差或地形平缓不宜采用闸门竖井式进水口的水电站。

(3) 岸坡式进水口，使用不多。

(4) 坝式进水口，适用：坝式水电站。

(5) 河床式进水口，适用：设计水头在40m以下的低水头大流量河床式水电站。

(6) 分层取水进水口，下游河道生态环境保护和农业灌溉要求电站尾水尽可能少改变天然河道的水温和水质时，可采用分层取水进水口。

有压进水口的位置条件：（1）有利的进水条件：水流基本平顺、对称，避免发生回流和漩涡，水库泄洪时仍能正常运行；（2）避免出现过多的泥沙淤积及污物聚集；（3）对库岸式进水口还应使进水口位于地形、地质条件相对较好的库岸处，并与后接的引水隧洞线路保持协调。

高程确定的原则1) 有压进水口应低于运行中可能出现的最低水位，并应有一定的淹没深度；2) 进水口闸门底坎应在水库设计淤积高程以上。

轮廓尺寸确定的原则：最优的水流条件，减少水头损失，满足设备布置需要；结构简单，便于施工。

有压进水口进口段、闸门段、渐变段（长度一般为隧洞直径的1.5~2.0倍）及操作平台和交通桥组成。

有压进水口设备：拦污设备、闸门及启闭设备、通气孔及充水阀等。

拦污栅作用：防止漂木、树枝、树叶、杂草、垃圾、浮冰等漂浮物随水流带入进水口，同时不让这些漂浮物堵塞进水口，影响进水能力。

要求：在立面布置上是倾斜的（倾角为60°~70°）或是垂直的。

在平面上可以布置成直线形或多边形构成的近似半圆形。

过栅流速一般限制在1~1.2m/s。

闸门分类：工作、事故、检修闸门。

事故闸门作用：当机组或引水道内发生事故时迅速切断水流，以防事故扩大。

此外引水道检修期间，也用以封堵水流。

要求：在动水中1~2min快速关闭，静水中开启。

检修闸门作用：在检修事故闸门及其门槽时用以堵水。

要求：在静水中启闭。

通气孔作用：当引水道充水时用以排气，当事故闸门关闭放空引水道时，用以补气以防出现有害的真空。

要求：顶端应高于上游最高水位，以防水流溢出。

充气阀（设于闸门上）作用：开启闸门前向引水道充水，平衡闸门前后水压，以便闸门在静水中开启。

沉沙池工作原理：加大过水断面并通过分流墙或格栅形成均匀的低速区，减小水流挟沙能力，使有害泥沙沉积在池内，而让清水进入引水道。

位置：设于进水口下游或渠道的适当位置。

渠道功用：作为无压引水式水电站的引水渠道，其功用是集中落差形成水头，并向机组输送流量；作为水电站的尾水渠，其功用是将发电后的弃水排入下游河道。

引水渠道类型：①自动调节渠道,特征：从渠首到渠末渠堤顶部高程不变，渠末端不设溢流侧堰，电站负荷变化时，渠道水位自行升降。

能自动调蓄电站弃水。

适用：渠道短，底坡平缓，水位变幅小的渠道。

优点：水头和流量利用充分，有一定的调节作用。

缺点：工程量大。

②非自动调节渠道,特征：渠底、渠顶采用同一纵比降，在渠道末端压力前池处布置溢流侧堰，用以适应电站负荷的变化，限制水位的升高。

不能自动调蓄电站弃水。

适用：渠道相对较长的水电站中。

压力前池作用：1分配水量、2平稳水流、3拦阻杂物，排除泥沙。

组成：1池身扩散段、2压力水管的进水口、3泄水建筑物、4排污排沙排水设备。

日调节池作用：增加前池调节流量的能力，改善引水渠道运行条件。

位置：靠近压力前池。

与渠道相比，隧洞的优点：（1）可以采用较短的路线；（2）有压隧洞能适应水库水位的大幅度升降及水电站引用流量的迅速变化；（3）不受冰冻影响，沿程无水质污染；（4）运行安全可靠。

缺点：对地质条件、施工技术的要求较高；有些情况下，单位长度投资较高，工期较长。

压力管道功用：从水库、前池或调压室向水轮机输送水量的管道。

压力管道特点：1坡度陡2承受水电站的最大水头，且受水锤压力3靠近厂房。

压力管道类型：1明管2地下埋管3坝内埋管4坝后背管。

压力管道布置的原则：1选择短而直的路线2选择良好的地质条件3减少管道的起伏波折，管道任何部位的顶部应在最低压力线以下并有2m的裕度。

压力管道的供水方式：1单元供水（可以不用阀门闸门），特点：单管单机（每台机组由一根专用水管供水）2联合供水（集中供水），特点：单管多机（全部机组由一根管道供水）3分组供水，特点：多管多机（采用数根管道，每根管道向几台机组供水）。

压力钢管管身的构造1无缝钢管2焊接管3箍管。

明钢管的敷设方式：连续式（无伸缩节）分段式（无伸缩节）。

支墩作用：承受水重和自重在法向的应力。

类型:滑动式滚动式摆动式；镇墩作用：承受轴向不平衡力固定钢管。

镇墩类型：开敞式封闭式；阀门作用：①检修水轮机时截断水流②机组较长时间停机时截断水流③事故时动水中紧急关闭截断水流。

阀门位置：压力管道末端，即蜗壳进口处。

闸门位置：压力管道进口处。

伸缩节作用：减少管身温度应力，适应管身变形；位置：设在两个镇墩之间。

通气阀位置：设置在闸门之后。

进人孔作用：工作人员进入管内进行观察和检修的通道；位置：镇墩的上流侧。

排水管作用：在检修管道时排除其中积水和闸门漏水。

位置：设置在管道的最低处。

按荷载作用分：径向力（最重要）、法向力、轴向力。

应力按方向分：径向应力、轴向应力、切向（环向）应力（最主要）。

应力由几种断面划分，每个断面有哪些应力？1，支墩跨中断面4个应力2，支撑环附近断面5个应力3，加劲环及其环旁断面7个应力4，支撑环及其环旁断面10个应力。

加劲环的作用：增加管壁的刚度。

支撑环的作用：承受法相荷载。

分岔管功用：分流、汇流。

分岔管类型：1三梁岔管2月牙肋岔管3贴边岔管4球形岔管5无梁岔管6隔壁岔管。

地下埋管：埋设于岩体中并在管道和岩壁间填充混凝土的钢管。

地下埋管的组成：1钢衬（作用：承担部分内水压力和防止渗漏）2混凝土（作用：将部分内水压力传给围岩）3围岩（承担部分内水压力）。

坝内埋管在立面上布置：倾斜式、平式和平斜式、竖直式。

在平面上布置：厂坝横缝错开、厂坝横缝一致。

结构形式：联合受力管、垫层管。

坝后背管结构形式：坝下游面明背管、坝下游面钢衬钢筋混凝土背管。

优点：1减薄钢衬厚度，避免厚钢板所带来的技术困难。

2具有明显的经济效益3具有更高的安全度4减少外界因素对管道破坏的可能性。

水锤：当压力管道末端的流量发生变化时，管道内将出现非恒定流现象，其特点是随着流速（流量）的改变压强有较显著的变化，这种现象称为水锤。

直接水锤：当水轮机开度的调节时间Ts≤2L/c时，水管末端只受因开度变化直接引起的水锤波(反向波F)的影响，这种现象常称作直接水锤。

间接水锤：当Ts>2L/c时，水管末端在任一时刻的水锤压强是由向上游传播的水锤波F和返回水管末端的水锤波f叠加的结果，这种现象常称作间接水锤。

简单管：直径、管壁厚和材料均不随管长变化的水管。

减小水锤压强的主要措施：1、减小压力管道的长度；２、减小压力管道中的流速（如增大管径等）；３、采用合理的调节规律；４、减小压力管道流速的变化梯度。

调压室的功用：1反射水锤波2缩短压力管道的长度3改善机组在负荷变化时的运行条件及系统供电质量。

调压室基本要求：1尽量靠近厂房2能较充分的反射压力管道传来的水锤波3工作稳定4水头损失小5工程安全可靠，施工简单方便造价经济合理。

调压室的基本布置方式1上游调压室2下游调压室3上下游双调压室系统4上游双调压室系统。

调压室的基本类型：1简单式调压室2阻抗式调压室3水室式调压室4溢流式调压室5差动式调压室６、气垫式调压室。

稳定性条件（波动衰减条件）1,F>Lf/2agH1=Fk （托马断面）2，hw0+hwm0<1/3H0水电站厂房的功用：装设水轮发电机组及其辅助设备，并为这些设备的安装、检修和运行提供方便有效的条件。

特征：是建筑物及各种机械和电气设备的综合体。

厂房的组成：1主厂房2副厂房3高压开关站4变压器场。

厂房机电设备：1水力系统2电流系统3机械控制设备系统4电气控制设备系统5辅助设备系统。

副厂房分类：1直接生产用房2检修试验用房3生产管理的辅助用房。

下部块体结构：指水轮机层地面以下的厂房结构部分，主要为蜗壳和尾水管外围的混凝土块体。