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调压室的水力计算1. 调压室断面计算当上游死水位，下游为最低水位，最小水位H min=188.9m，三台机满发，引水道糙率取最小值，压力管道糙率取最大值，通过水轮机的流量为57m3s⁄，则此时的引水隧洞水头损失的计算如表格1，压力钢管水头损失的计算如表格2。
引水道应选可能的最小糙率0.012，压力管道应选择可能的最大糙率0.013。
表格1引水隧洞水头损失表表格2压力钢管水头损失表F Tℎ>Lf2αgH1=Lf2αg(H0−ℎw0−3ℎwT)=45.548m2其中H0——最小水头损失，H0=188.9m；ℎw0——引水隧洞损失，ℎw0=17.802+0.296=18.098；ℎwT0——压力管道水头损失，ℎwT=3.110+2.805=5.915m；L——引水隧洞长度，12662m；g——重力加速度，g=9.81m/s2 f——引水隧洞面积，16.62m2。
α——引水道阻力系数v0=Qf=5716.619=3.43m s⁄α=ℎw0v02=18.0983.4302=1.5385为了保证大波动的稳定，一般要求调压室断面大于托马斯断面，初步分析时可取（1.0~1.1）F Tℎ，作为调压室的设计断面。
这里选取D=7.8m，则系数k为：F k=47.784k=F k/F Tℎ=1.052. 最高涌波水位计算按正常蓄水位时共用同一调压室的三台机组全部满载运行瞬时丢弃全部负荷（即流量由Q max=57减至流量Q=0）作为设计工况。
引水隧洞的糙率取尽可能的最小值（能耗少，涌波高）。
n=0.012引水道损失由表格1和表格2得：ℎw0=ℎw0程+ℎw0局=17.802+0.296=18.098mv0为时段开始时管中流速v0=Qf=3.43m s⁄；f为引水隧洞断面面积。
F为调压井断面面积，145.267m2；引水隧洞长L=12662m，g=9.81m s2⁄得引水道—调压室系统的特性系数。
λ=Lfv022gFℎw0=12662×16.62×3.4322×9.81×47.784×18.098=145.89令X0=ℎw0λ=0.124，X=zλ，则要求最高涌波水位z max，只需要求出X max=z maxλ即可。
目录摘要 (1)1前言 (3)2工程基本资料 (4)2.1水文资料 (4)2.2工程地质资料 (6)3进水口设计 (10)3.1进水口的布置 (10)3.1.1进口段 (11)3.1.2闸门段 (11)3.1.3渐变段 (12)3.1.4通气孔和进入孔 (12)3.2 水头损失计算 (12)4 有压隧洞 (15)4.1平面布置 (15)4.1.1引水线路的选择 (15)4.1.2供水方式的选择 (17)4.2隧洞水力计算 (17)4.2.1隧洞直径计算 (17)4.2.2水头损失计算 (18)4.2.3有压流的泄流能力 (20)4.3隧洞支护与衬砌计算 (20)4.3.1设计原则 (20)4.3.2荷载及荷载组合 (20)4.3.3计算过程 (22)4.3.4结论 (33)5调压井 (34)5.1调压井的作用 (34)5.2调压井的布置方式和类型 (35)5.3调压室的水力计算及基本尺寸的确定 (35)5.3.1 调压室的稳定断面面积 (35)5.3.2水头损失 (36)5.4调压室水位波动计算 (38)6.压力管道设计 (43)6.1压力管道的形式及平面布置 (43)6.1.1压力钢管水头损失计算 (43)6.2结构设计 (45)6.2.1荷载计算 (45)6.2.2压力钢管水锤计算 (46)6.3压力管道的结构计算 (47)6.3.1计算过程 (47)6.3.2结论 (59)6.4压力钢管的结构计算 (59)6.4.1压力钢管管壁厚度计算 (59)6.4.2压力钢管的应力计算 (60)6.4.3压力钢管的抗外压失稳验算 (63)6.4.4分岔管的设计 (64)7结论 (65)总结与体会 (66)谢辞 (67)参考文献 (68)摘要根据狮子坪水电站所在的流域情况，结合给定的水文、地质、气候等有关资料，进行引水建筑物设计。
包括了调压室（调压井）,压力管道的设计。
设计过程中需要进行结构布置，水力计算，水头损失计算，通过计算确定各个部分的设计满足要求。
棉花滩水电站调压室设计!""!年第#期$第!%卷总!%%期&’文章编号(%""!)"*!+$!""!&"#)"""#)"#东北水利水电#棉花滩水电站调压室设计蒋光遒，赵井根（水利部上海勘测设计研究院，上海!""+#+）’摘要(棉花滩水电站调压室兼作尾水闸门廊道，岩壁高，有内水，采用喷混凝土支护。
水力条件和支护方式独特，本文简略介绍调压室的模型试验、支护及结构设计。
’关键词(调压室；模型试验；棉花滩水电站’中图分类号(./-#!01’文献标识码(2棉花滩水电站尾水调压室为阻抗式，主体呈城门洞型，并兼作尾水闸门廊道。
闸门槽作为阻抗孔的一部分，调压室上部合二为一，水力条件较为独特。
调压室岩壁高，与厂房洞室形成地下洞室群，采用喷锚支护，并需承受调压室内水的影响，在国内还没有相似的工程实例。
调压室的平面布置示意图见图%。
调压室断面分别为+"0-37%!0"3和#-0-37（长7宽），底板高程为1,0"3；两尾水调压%!0"3室在高程6!013以上合二为一，断面尺寸为6-0-37%!0"3；高程6!013以下保留岩壁隔墙，厚以改善洞室稳定和受力条件。
同时，将尾水60*3，检修闸门设在调压室内，避免另设尾水检修闸门廊道，闸门槽为阻抗孔的一部分，另设附加阻抗孔口。
尾水调压室右端设有一运输洞与厂坝公路相通，最高涌浪水位要求低于公路路面高程，并有一定的安全裕度。
!水力计算与水工模型试验试验与计算以%，相关!号尾水道调压室为例，的主要工程参数见表%、表!。
表%上下游水位和发电引用流量校核洪水位设计洪水位正常蓄水位设计水位$3&%-+0-*%-#0""%-#0""%*#01"%+*0""$3&6+0--6#01"-%0*"-%0*"-%0*"-#0*"$3#45&%,%0"%6-06%-"0"%,%0"%-"01%*60"图%调压室平面布置示意图死水位%调压室的布置设计设计初期，曾考虑过采用简单式调压室，尾水管加长段和尾水隧洞可直接与调压室连接，省去尾水岔管而减少工程量。
牛栏江黄角树水电站复杂长引水系统设计
马敏艳;程凯
【期刊名称】《云南水力发电》
【年(卷),期】2017(033)005
【摘要】黄角树水电站为混合式开发电站,引水系统由进水塔、引水隧洞、上游调压室、压力钢管,及岔管组成,引用流量230.92m3/s,额定水头155m.引水隧洞布置在牛栏江左岸,全长约11.80km,隧洞沿线地形地质条件复杂.隧洞末端调压室采用地下长廊式调压室,避免了开挖高边坡,减小洞室跨度保证了施工安全.调压室后布置一分为二的钢管道,钢管末端接月牙肋钢岔管.
【总页数】6页(P93-98)
【作者】马敏艳;程凯
【作者单位】中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司,云南昆明 650051;中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司,云南昆明 650051
【正文语种】中文
【中图分类】TV222
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5.牛栏江黄角树水电站大泄量大角度弯道溢洪洞设计 [J], 程凯;马敏艳;孙怀昆因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
水电站引水隧洞的调压室设计探讨
【摘 要】 本文重点介绍了调压室的作用及设置条件、布置形式
和基本结构类型，调压室水位波动的稳定问题和调压室的水力计算
条件。
【关键词】 调压室 稳定问题 水力计算
1 调压室的功用、要求
1.1 调压室的功用
（1）反射水击波。基本上避免了（或减小）压力管道传来的水
击波进入压力引水道。
（2）减小水击压力（压力管道及厂房过水部分）。缩短了压力管
道的长度
（3）改善机组在负荷变化时的运行条件。
1.2 调压室的基本要求
根据其功用，调压室应满足以下基本要求：
（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）调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。
（5）结构安全可靠，施工简单方便，造价经济合理。
2 调压室的工作原理
引水道—调压室系统中的水位波动现象与压力管道中产生的水
击波动性质有很大的差别。调压室的水位波动主要是由于水体的往
复运动引起，其特点是振幅小、变化慢、周期长。而管道水击过程
是水击波的传播，振幅大、变化快，往往在很短时间内即消失，而
前者往往长达几十秒到几百秒甚至更长。
3 调压室的类型
（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。
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。
（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。差动式调压室所需容积较小，水位波动衰减得也较
快。但其构造复杂，施工难度大，造价高。
适用：地形和地质条件不允许大断面的中高水头水电站，在我国
采用较多。
（6）气垫式或半气垫式调压室
在压力隧洞上靠近厂房的位置建造一个大洞室，室中一部分充
水，另一部分充满高压空气。利用调压室中的空气压缩或膨胀，来
减小水位涨落的幅度。
适用：深埋于地下的引水道式地下水电站。目前我国尚未采用。
4 调压室水位波动的稳定问题
调压室在任何工作情况下都应保证水位波动是逐渐衰减的，即称
为稳定的。
水电站在正常运行中除有大的负荷变化外，也经常不断地发生较
小的负荷变化，从而使调压室内水位产生很小的水位波动。由于调
压室断面面积和引水道长度等因素的不同，这种波动可能出现二种
情况：一种是波动发生后周期性或非周期性地衰减下去，调压室内
随之达到新的稳定水位而不再波动。另一种是在发生小波动后，振
幅不是衰减而是逐渐增大，引起机组工作的不稳定，这种现象称为
调压室工作情况的不稳定现象，设计调压室时应避免这种情况。因
此必须研究调压室水位波动的稳定条件及改善波动稳定途径。
托马稳定条件是在一些假定的基础上推导出来的，应用时必须根
据水电站的情况作某些修正。
（1）大波动的稳定条件
如果调压室水位的波动幅值较大，则波动微分方程式不能认为是
线性的了，因此托马条件不能直接应用于大波动。研究表明，如小
波动稳定不能保证，大波动必然不能衰减。
（2）调压室底部流速水头的影响
对引水道而言，流速水头的作用与水头损失相似，它相当于加大
了摩阻损失。但对水轮机来说，并不减小水电站的有效水头。
引水道的直径越大，长度越短，流速水头的影响也越显著。
（3）水轮机效率的影响
在前面假定水轮机的效率为常数，实际上水轮机的效率是随着水
头和流量的变化而变化的。
水轮机效率、调速器和电力系统等因素对稳定断面的影响，一般
只有在充分论证的基础上才加以考虑。
（4）电力系统的影响
对于单独运行的水电站，当调压室内水位变化而引起出力变化
时，只能依靠本电站水轮机调速器的调节使出力保持常数。如果水
电站在系统中运行，则可由系统中的各电站的机组共同来保证系统
出力不变，因此可减小本电站流量变化的幅度，有助于调压室水位
波动的稳定。
5 第七节调压室水力计算条件
5.1 水位波动的稳定性计算
由公式可以看出：
1.水头h0
1.上游水库水位：取正常发电可能出现的最高水位，一般按设计
洪水位计算。
2.引水道的糙率：取可能的最小值。
3.计算工况：一般按丢弃全负荷考虑。即流量由qmax减至空转
流量qxx（q=0）。
5.3 最低涌波水位的计算
1.上游水库水位：取可能的最低水位。
2.引水道糙率：？取可能的最大值。
3.计算工况：
（1）在初步设计阶段，通常采用其余所有机组均满负荷运行，
而最后一台机组投入运行的情况作为设计工况，但最后加入的容量
应不小于电站总容量的1/3。
（2）对于一般的调压室，还应计算在最低库水位下丢弃全负荷
后水位波动的第二振幅，以检验其是否低于增荷时的最低涌波水
位。
