水电站调压室的基本类型

水电站调压室设计规范Specification for design of surge chamber of hydropowerstation中华人民共和国电力行业标准水电站调压室设计规范主编部门：电力工业部华东勘测设计研究院批准部门：中华人民共和国电力工业部中华人民共和国电力工业部关于发布《水电站调压室设计规范》电力行业标准的通知电技［1996］733号各电管局，各省、自治区、直辖市电力局，水电水利规划设计总院，各有关单位：《水电站调压室设计规范》电力行业标准，经审查通过，批准为推荐性标准，现予发布。

其编号为：DL/T5058－1996该标准自1997年5月1日起实施。

请将执行中的问题和意见告水电水利规划设计总院，并抄送部标准化领导小组办公室。

1996年10月31日目次1总则2术语、符号3调压室的设置条件及位置选择4调压室的基本布置方式、基本类型及选择5调压室的水力计算及基本尺寸的确定6抽水蓄能电站调压室的设计7调压室的结构设计、构造、观测及运行要求附录A压力水道水头损失计算公式附录B调压室的涌波计算公式附录C抽水蓄能电站水泵工况断电、导叶拒动时的调压室涌波计算方法本规范用词规定附加说明1总则1.0.1水电站调压室是压力水道系统中一项重要建筑物，为体现国家现行的技术经济政策，积极慎重地采用国内外先进技术和经验，统一调压室设计的标准、要求，特制定本规范。

1.0.2本规范适用于大、中型水利水电枢纽工程中常规水电站和抽水蓄能电站调压室设计，小型水电站的调压室设计可参照执行。

1.0.3水电站调压室设计应根据地形、地质情况、压力水道的布置、机电特性和运行条件等资料，经综合论证，做到因地制宜、经济合理、安全可靠。

1.0.4水电站调压室设计除必须遵守本规范的规定外，还应符合SDJ12—78《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)》(试行)及补充规定、SD134—84《水工隧洞设计规范》、SDJ173—85《水力发电厂机电设计技术规范》(试行)、DL/T5057—1996《水工混凝土结构设计规范》、SDJ10—78《水工建筑物抗震设计规范》(试行)等现行的国家、行业有关标准与规定。

调压井科技名词定义中文名称：调压井英文名称：surge shaft 定义：位于地面以下的调压室。

也称压力井，水电站的调压井是起到调节水压的作用。

由于发电站的引水管道较长，当机组运行中突然甩负荷关闭导叶时，由于水流的惯性作用，有很大的水锤效应，易损毁发电设备，如无调压井，水锤会击毁导水叶和其它过流部件。

调压井的作用就是让水锤有一个释放的通道，以减小过流部件的压力。

调压室对引水式水电站的有压引水道或地下式厂房的较长有压尾水道，为了减小水击压力，并改善机组的运行条件而建造的水电站平水建筑物(见水电站建筑物)。

它利用扩大了的断面和自由水面反射水击波的特点，将有压引水道分成两段：上游段为有压引水隧洞，下游段为压力水管。

由于设立调压室，使隧洞基本上可避免水击压力的影响,同时也减小压力水管中的水击压力,从而改善机组的运行条件。

按照习惯，当调压室部分或全部设置在地面以上时称为调压塔；调压室大部分埋设在地面以下时，则称为调压井。

有时在具有较长有压引水道，而机组引用流量又较小的水电站上，也可采用调压阀（能自动启闭使压力水管的水流分流排出的一种机械设施）代替调压室。

调压室工作原理（图1）为一具有调压室的水电站引水系统（见水电站引水建筑物）。

当水电站以某一固定出力运行时，水轮机所引用的流量Q0保持不变。

调压室稳定运行的水位比上游低，为Q0通过引水道时所产生的水头损失。

当水电站丢弃全部负荷时,水轮机的流量变为零,压力水管中发生水击现象，水流将随之停止流动。

此时引水隧洞中的水流由于惯性作用仍继续流向调压室，使调压室水位升高,引水隧洞始末两端的水位差随之减小,流速也逐渐减慢。

当调压室的水位达到水库水位时，水流由于惯性作用仍继续流向调压室，使调压室水位继续升高，直至引水隧洞内的流速减小到零为止，此时调压室水位达到最高点。

由于这时调压室的水位高于水库水位，在引水隧洞的始末又形成了新的水位差，所以水流反向水库流去，调压室中水位开始下降。

>中华人民共和国电力行业标准水电站调压室设计规范条文说明目次总则调压室的设置条件及位置选择调压室的水力计算及基本尺寸的确定抽水蓄能电站调压室的设计总则为了在今后调压室的设余座调编制过程中也参照了国外的调压室规范和因此小型水电站的调压室设调压室的设置条件及位置选择调压室的设置条件置调压室说明以压力水道的水流惯性时间常数取长湖电站机组容量万达图是根据美国垦务局和田纳西流域管理局使用的与调速性能关系图按我国法定机组的加速时间常数达值达国外设置调压室的初步判据见表一般较小和流速不均匀分布修正系数表国外设置调压室条件的初步判据与各地大气压力都把水头作为代替调压室的位置选择越能减少压力管道及机组所承受的水为了水力联系密切本条为调压室的基本布置方式本条为调压室的基本类型简单式与阻抗式的区别水室式而完全用双室的实例溢流式专指调压室顶部设有溢流堰泄水的型式不包括有溢流堰的水室式与有溢流堰升差动式亦可与大室相邻分开设置阻抗孔可设在大室与升管之间气垫式我国采用混合型调压室的有及优缺点应注意各种调压室的基本特点简单式调压室结构最简单反射水击波效果最好溢流式调压室当丢弃负荷时具差动式调压室具有溢流和阻抗调压室的优点调压室内的压缩空气大大削减了水调压室的水力计算及基本尺寸的确定调压室的稳定断面面积随着电力系统容量的增大和电器装置的完善国内外均有一些电站在设计中考虑系统或调速器的作用等而采用了小于托马条件的调托马公式的形式现在常见的有以下几种式中的气体体积调压室的涌波计算水击主要对压力管道影响较大孔尺寸选择恰当时是存在的根据以往设计台增至台或由全部负荷时在调压室涌波水位计算中特别是波动周期较长的调压室在上一工况未稳定时另一工况和在设计中应根后重新开机的时间限制等合理的运行要求调压室基本尺寸的确定时压力管道末端及调压时对抑制波动幅度与表表部分阻抗式调压室阻抗孔的取值差动式调压室设计按理想差动状态设计即在设计库水位丢弃负荷时大室最高涌波水位大室最低涌波水位等于升管最初时段的下降水必要时还要抽水蓄能电站调压室的设计因抽水蓄能电站的工况复杂变化频繁和发电工况丢弃全算法列入附录表国内外部分抽水蓄能电站调压室型式及尺寸表续表调压室的结构设计混凝土衬砌厚度调压室结构采用锚杆喷混凝土支护在国内尚无先例有条件的采用锚喷支护地下建筑物具有良好的抗地震的能力已为国内外许多实践资料所证实因此在地下建筑物中多不强调抗震计算与校核的要求进行抗震并做好边坡的加固处与闸门之间的相互不利作用并提出电站运行。

浅谈水力发电厂调压室作用及类型水力发电厂的调压室（或称调压井）对于减少水力脉动，确保机组安全稳定运行起到至关重要的作用，此为电站不可缺少的一部分。

笔者对于调压室的作用、基本要求、设置条件、基本布置方式、基本类型等进行阐述。

标签：调压室、水力发电厂、调压井设置条件、；1 调压室的作用在较长的压力引水系统中，为了降低高压管道的水击压力，满足机组调节保证计算的要求，常在压力引水道与压力管道衔接处建造调压室。

调压室将有压引水系统分成两段：上游段为压力引水道，下游段为压力管道。

调压室的作用：（1）反射水击波。

避免压力管道传来水击波进入压力引水道。

（2）减小水击压力。

缩短压力管道长度。

（3）改善机组在负荷变化时运行条件。

2 调压室的基本要求根据其作用，调压室应满足基本要求：（1）调压室尽量靠近厂房，以缩短压力管道的长度。

（2）调压室应有自由水表面和足够的底面积，以保证水击波的充分反射。

（3）調压室的工作必须是稳定的。

在负荷变化时，引水道及调压室水体的波动应该迅速衰减，达到新的稳定状态。

（4）正常运行时，水流经过调压室底部造成的水头损失要小。

为此调压室底部和压力管道连接处应具有较小的断面积。

3 调压室的设置条件调压室是改善有压引水系统、水电站运行条件的一种可靠措施。

但调压室一般尺寸较大，投资较大，因此是否设置调压室，应在机组过流系统调节保证计算和机组运行条件分析的基础上，考虑水电站在电力系统中的作用、地形及地质条件、压力管道的布置等因素，进行技术经济比较后加以确定。

3.1上游调压室的设置条件初步分析时，可用水流加速时间（也可称为压力引水道的时间常数）Tw来判断，设置上游调压室的条件：T w的物理意义是在水头Hp作用下，不计水头损失时，管道内水流速度从0增大到V所需的时间。

显然，T w越大，水击压力的相对值也越大，对机组调节过程的影响也越大。

[Tw ]——T w的允许值，一般取2～4s。

[T w]的取值与电站出力在电力系统中占的比重有关。

水电站调压室设计规范Specification for design of surge chamber of hydropowerstation中华人民共和国电力行业标准水电站调压室设计规范主编部门：电力工业部华东勘测设计研究院批准部门：中华人民共和国电力工业部中华人民共和国电力工业部关于发布《水电站调压室设计规范》电力行业标准的通知电技［1996］733号各电管局，各省、自治区、直辖市电力局，水电水利规划设计总院，各有关单位：《水电站调压室设计规范》电力行业标准，经审查通过，批准为推荐性标准，现予发布。

其编号为：DL/T5058－1996该标准自1997年5月1日起实施。

请将执行中的问题和意见告水电水利规划设计总院，并抄送部标准化领导小组办公室。

1996年10月31日目次1总则2术语、符号3调压室的设置条件及位置选择4调压室的基本布置方式、基本类型及选择5调压室的水力计算及基本尺寸的确定6抽水蓄能电站调压室的设计7调压室的结构设计、构造、观测及运行要求附录A压力水道水头损失计算公式附录B调压室的涌波计算公式附录C抽水蓄能电站水泵工况断电、导叶拒动时的调压室涌波计算方法本规范用词规定附加说明1总则1.0.1水电站调压室是压力水道系统中一项重要建筑物，为体现国家现行的技术经济政策，积极慎重地采用国内外先进技术和经验，统一调压室设计的标准、要求，特制定本规范。

1.0.2本规范适用于大、中型水利水电枢纽工程中常规水电站和抽水蓄能电站调压室设计，小型水电站的调压室设计可参照执行。

1.0.3水电站调压室设计应根据地形、地质情况、压力水道的布置、机电特性和运行条件等资料，经综合论证，做到因地制宜、经济合理、安全可靠。

1.0.4水电站调压室设计除必须遵守本规范的规定外，还应符合SDJ12—78《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)》(试行)及补充规定、SD134—84《水工隧洞设计规范》、SDJ173—85《水力发电厂机电设计技术规范》(试行)、DL/T5057—1996《水工混凝土结构设计规范》、SDJ10—78《水工建筑物抗震设计规范》(试行)等现行的国家、行业有关标准与规定。

第十五章调压室第三节调压室的基本类型一、调压室的基本布置方式根据水电站不同的条件和要求，调压室可以布置在厂房的上游或下游，在有些情况下，在厂房的上下游都需要设置调压室而成双调压室系统。

调压室在引水系统中的布置有以下四种基本方式。

图15-2 调压室的几种布置方式1、上游调压室（引水调压室）调压室在厂房上游的有压引水道上，如图15-1所示，它适用于厂房上游有压引水道比较长的情况下，这种布置方式应用最广泛，后面我们还要较详细地讨论。

2、下游调压势（尾水调压室）当厂房下游具有较长的有压尾水隧洞时，需要设置下游调压室以减小水锤压力，如图15-2(a)所示，特别是防止丢弃负荷时产生过大的负水锤，因此尾水调压室应尽可能地靠近水轮机。

尾水调压室是随着地下水电站的发展而发展起来的，均在岩石中开挖而成，其结构型式，除了满足运行要求外，常决定于施工条件。

尾水调压室的水位变化过程，正好与引水调压室相反。

当丢弃负荷时，水轮机流量减小，调压室需要向尾水隧洞补充水量，因此水位首先下降，达到最低点后再开始回升；在增加负荷时，尾水调压室水位首先开始上升，达最高点后再开始下降。

在电站正常运行时，调压室的稳定水位高于下游水位，其差值等于尾水隧洞中的水头损失。

尾水调压室的水力计算基本原理及公式与上游调压室相同，应用时要注意符号的方向。

3、上下游双调压室系统在有些地下式水电站中，厂房的上下游都有比较长的有压输水道，为了减小水锤压力，改善电站的运行条件，在厂房的上下游均设置调压室而成双调压室系统，如图15-2 (b)所示。

当负荷变化水轮机的流量随之发生变化时，两个调压室的水位都将发生变化，而任一个调压室的水位的变化，将引起水轮机流量新的改变，从而影响到另一个调压室的水位的变化，因此两个调压室的水位变化是相互制约的，使整个引水系统的水力现象大为复杂，当引水隧洞的特性和尾水隧洞接近时，可能发生共振。

因此设计上下游双调压室时，不能只限于推求波动的第一振幅，而应该求出波动的全过程，研究波动的衰退情况，但在全弃负荷时，上、下游调压室互不影响，可分别求其最高和最低水位。

浅谈水电站调压室的设置陈德润;涂忆【摘要】调压室是一种修建在水电站压力引水隧洞与高压水道之前或长的压力引水管道之间的建筑物.根据其布置形式,可以分为调压井或调压塔,调压井为利用地形从山中开挖出的井筒式,调压塔为在地面上修建的塔式.当水轮发电机突然增加或丢弃负荷时,水轮机的导叶将会关闭,在此时压力水道中将产生水锤,水锤波在压力水道中往返传播,引起压力的升降,在正水锤时,由于水锤波引起水压力增加,此时就需要加强整个压力引水道的结构和水轮机的强度,在负水锤时,为了防止产生真空,可能要求降低引水道的高程,从而加大设计水压力.过大的水锤压力不仅增加水工建筑物和水轮发电机组的造价,同时也给电力系统的稳定产生影响,因此需要修建调压室来改善水锤压力波.【期刊名称】《黑龙江水利科技》【年(卷),期】2017(045)012【总页数】3页(P133-135)【关键词】调压室;水锤波;水轮机;引水隧洞;高压水道【作者】陈德润;涂忆【作者单位】黔南布依族苗族自治州水利水电勘测设计研究院,贵州都匀558000;黔南布依族苗族自治州水土保持站,贵州都匀558000【正文语种】中文【中图分类】TV732.51 调压室的作用及设置调压室的条件1.1 调压室的作用1)由于调压室具有自由水面和扩大断面，由高压水道传来的正水锤波到达调压室后，就会立即产生负水锤波反射回去，阻止了正水锤波向上游继续传播，使引水道中只有很小的压力升高，因而其结构厚度可以减小。

2)可以改善机组在负荷变化时的运行条件。

3)减少引水系统中的水锤压力。

1.2 调压室设置的条件调压室的作用主要是在于减少水锤的影响，设置调压室需要增加投资，因此根据影响水锤压力大小的主要因素来判断是否需要建造调压室是十分有必要的，一般根据下式来判断是否需要设置调压室，当下式成立时，则需要建造调压室：∑Livi>KH0(1)式中：∑Livi为引水系统中具有相同流速的各段长度与其流速乘积的总和，m2/s；H0为水电站最小水头，m；K为k可采用16-20，在系统中所占比重不大时k可取值范围为20-50。

填空题1.水电站产生电能的过程是有能水流通过水轮机，将转变，水轮机又带动水轮发电机转动，再将转变为。

（1）答：水能、旋转机械能、旋转机械能、电能2.就集中落差形成水头的措施而言，水能资源的开发方式可分为、和三种基本方式，此外，还有开发利用海洋潮汐水能的。

（1）答：坝式、引水式、混合式、潮汐开发方式3.坝式水电站常包括和两种开发方式。

（1）答：河床式水电站、坝后式水电站4.引水式水电站据引水建筑物的不同又分为和两种类型。

（1）答：无压引水式水电站、有压引水式水电站5.水电站枢纽的组成建筑物有：、和进水建筑物、、、厂房枢纽建筑物六种。

（1）答：挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、平水建筑物22水电站进水口分为和两大类。

（3）答：潜没式进水口（有压进水口）、开敞式进水口（无压进水口）23.有压式进水口有、、和四种形式。

（3）答：隧洞式、压力墙式、塔式、坝式24.有压式进水口沿水流方向可分为、、三部分。

（3）答：进口段、闸门段、渐变段25.有压式进水口的主要设备有、、及。

（3）答：拦污设备、闸门及启闭设备、通气孔、充水阀26.拦污栅在立面上可布置成_______或_______；平面形状可以是_______也可以是_______。

（3）答：垂直的、倾斜的；多边形的、平面的。

27.拦污栅清污方式有_______和_______两种。

（3）答：人工清污、机械清污29.无压式进水口的位置应选择在河道稳定河段的_______岸；进水闸与冲沙闸的相对位置应以_______的原则进行布置。

（3）答：凹；正面排沙，侧面进水30.水电站的引水渠道可分为_______渠道和_______渠道两种。

（3）答：自动调节、非自动调节31.引水建筑物的功用是_______和_______。

（3）答：集中河段落差形成水头，输送发电所需的流量。

33.压力前池组成有_______，_______，_______和排污，排沙排冰建筑物。

水电站调压室的基本类型水电站调压室的基本类型(1) 简单圆筒式调压室特点：断面尺寸形状不变，结构简单，反射水击波效果好。

但水位波动振幅较大，衰减较慢，因而调压室的容积较大；在正常运行时，引水系统与调压室连接处水力损失较大。

为了克服上述缺点，可采用有连接管的圆筒式调压室。

适用：低水头小流量的水电站。

(2) 阻抗式调压室将圆筒式调压室的底部，用较小断面的短管或用较小孔口的隔板与隧洞及压力管道连接起来，这种孔口或隔板相当于局部阻力，即为阻抗式调压室。

特点：进出调压室的水流在阻抗孔口处消耗了一部分能量，可以有效地减小水位波动的振幅，加快了衰减速度，因而所需调压室的体积小于圆筒式。

正常运行时水头损失小。

由于阻抗的存在，水击波不能完全反射，压力引水道中可能受到水击的影响。

(3) 双室式调压室特点：双室式调压室是由一个竖井和上下两个储水室组成。

上室供丢弃负荷时储水用，一般在最高净水位以上，在正常运行时是空的。

下室在正常运行时充满水，供增加负荷时补给水量用，应在调压室中最低静水位以下。

竖井是用来连接上下室和引水道与压力管道的。

刚丢弃负荷时，由于竖井断面较小，水位迅速上升，当水位达到上室时，其上升的速度放慢，从而减小波动振幅。

当增加负荷时，水位迅速下降到下室中，并由下室补充不足的水量，因此限制了水位的下降。

适用：水头较高，要求的稳定断面较小，水库水位变化比较大的水电站。

上室的底部高程由水库最高水位控制，下室的顶部高程由水库的死水位控制。

(4) 溢流式调压室溢流式调压室顶部设有溢流堰。

当丢弃负荷时，调压室的水位迅速上升，达到溢流堰顶后开始溢流，限制了水位的进一步升高，有利于机组的稳定运行，溢出的水量，可以设上室加以储存，也可排至下游。

(5) 差动式调压室由两个直径不同的同心圆筒组成，中间的圆筒直径较小，上有溢流口，称为升管，其底部以阻力孔口与外室相通。

特点：外室直径较大，起盛水及保证稳定的作用，其断面由波动稳定条件控制。

旋流叶轮压水室是水力发电机组中的重要部分，用于将水导向叶轮并进行能量转换。

压水室的形状对于水流的流动和能量转换有着重要的影响。

旋流叶轮压水室的形状通常采用曲线设计，以确保水流顺利进入叶轮并减少能量损失。

以下是一些常见的旋流叶轮压水室形状：
锥形压水室：压水室的底部呈锥形，逐渐收缩，以提高水流速度和压力。

这种形状能够有效引导水流进入叶轮，并增加水流的动能。

均匀压水室：压水室形状基本保持均匀，没有明显的收缩或膨胀。

这种形状适用于入口流速较高或需要保持较高流速的情况，以减少流量波动和能量损失。

全收缩压水室：压水室从入口开始就呈现明显的收缩形状，以提高水流速度和压力。

这种形状适用于入口流速较低的情况，可以有效减少涡流和能量损失。

此外，还有其他一些特殊形状的旋流叶轮压水室，如曲面压水室、伞形压水室等，具体形状设计会根据水力发电机组的工作条件和要求进行优化和调整。

需要注意的是，旋流叶轮压水室的形状会影响水流的能量转换效率和叶轮的工作性能。

因此，在设计压水室时，需要进行流场分析和模拟计算，以优化形状设计，提高水力发电机组的效率和性能。