压力管道总论及明钢管
- 格式:pdf
- 大小:856.34 KB
- 文档页数:69
第一章绪论1、坝后式和河床式水电站枢纽的特点是什么?2、无压引水式和有压引水式水电站枢纽的特点是什么?其组成建筑物有哪些?第二章进水口及引水道建筑物1、水电站进水口应满足那些要求?按水流条件分为那几种类型?2、有压进水口的主要设备?有压进水口的事故闸门和检修闸门的运用要求?3、选择有压进水口高程时需要考虑哪些影响因素?4、隧洞式、坝式进水口有那些特点?5、通气孔及充水阀的作用?6、沉沙池的作用、工作原理及修建位置?7、何谓定期冲洗式沉沙池和连续冲洗式沉沙池?沉沙池一般由那几部分组成?8、水电站引水道的功用是什么?9、非自动调节渠道和自动调节渠道工作原理。
10、引水道怎样分类?11、压力前池的功用和布置原则是什么?第三章压力管道总论及明钢管1、压力水管的功用是什么?压力水管的类型有几种?各适用什么条件?2、压力水管的供水方式有哪几种?各有什么优缺点和适用条件?3、压力水管的材料性能有哪些要求?4、压力钢管的设施有哪些?如何布置?5、明钢管的布置原则有哪些?6、压力水管的引近方式、敷设方式有哪几种?各自的优缺点和适用条件是什么?7、作用在露天压力钢管上有哪些力?试分析正常运行、检修、温升、温降情况下力的组合及方向。
8、简述明钢管应力分析的方法与步骤。
已知流量和流速压力钢管的内径如何计算?管壁的厚度如何估算?9、明钢管外压失稳的原因及失稳现象是什么?简述外压失稳校核的步骤。
10、镇墩、支墩的作用是什么?各有几种类型?其优缺点是什么?11、明钢管的伸缩节、进人孔及排水孔的作用和位置?第四章地下埋管1、地下埋管的布置原则?施工工序?2、地下埋管的型式?各有何特点?3、地下压埋道的初始缝隙是怎样形成的?它对钢衬强度计算有何影响?4、地下埋管失稳的原因是什么?防止措施有哪些?第五章混凝土坝体压力管道1、混凝土坝体压力管道按其布置方式分为哪三类?2、坝内埋管的结构设计要求?3、坝内埋管设软垫层的目的及位置?第六章分岔管1、分岔管的特点、功用和要求?2、压力管道的分岔管有哪几种布置型式?按结构型式分常用的岔管有哪几种?它们的构造特点和适用条件是什么?3、三梁岔管的构成?各承担哪些力?4、明钢岔管按其所用加强方式或受力特点分为哪几类?第七章有压引水系统非恒定流的物理现象及基本方程1、什么是水锤?水锤现象是如何发生的?研究水锤的目的?2、阀门启闭时间、转速变化、水锤压力三者之间的关系?3、什么叫调节保证计算?其任务是什么?4、什么情况下产生正水锤?什么情况下产生负水锤?5、什么是水电站不稳定工况?其表现形式有哪些?6、简述简单管不计摩阻损失时,阀门突然关闭(Ts= 0)后的水锤传播过程。
第十三章水电站的压力管道第六节明钢管的管身应力分析及结构设计一、明钢管的荷载明钢管的设计荷载应根据运行条件,通过具体分析确定,一般有以下几种:(1)内水压力。
包括各种静水压力和动水压力,水重,水压试验和充、放水时的水压力。
(2)钢管自重。
(3)温度变化引起的力。
(4)镇墩和支墩不均匀沉陷引起的力。
(5)风荷载和雪荷载。
(6)施工荷载。
(7)地震荷载。
(8)管道放空时通气设备造成的负压。
钢管设计的计算工况和荷载组合应根据工程的具体情况参照钢管设计规范采用。
二、管身应力分析和结构设计明钢管的设计包括镇墩、支墩和管身等部分。
前二者在上节中已经讨论过,这里主要讨论管身设计问题。
明钢管一般由直管段和弯管、岔管等异形管段组成。
直管段支承在一系列支墩上,支墩处管身设支承环。
由于抗外压稳定的需要,在支承环之间有时还需设加劲环。
直管段的设计包括管壁、支承环和加劲环、人孔等附件。
支承在一系列支墩上的直管段在法向力的作用下类似一根连续梁。
根据受力特点,管身的应力分析可取如图13-14所示的三个基本断面:跨中断面1-1;支承环附近断面2-2和支承环断面3-3。
以下介绍明钢管计算的结构力学方法。
图13-14 管身计算断面(一)跨中断面(断面1-1)管壁应力采用的坐标系如图13-15所示。
以x表示管道轴向,r表示管道径向,θ表示管道切向,这三个方向的正应力以、、表之,并以拉应力为正。
图中表明了管壁单元体的应力状态,剪应力r下标的第一个符号表此剪应力所在的面(垂直x轴者称x面,余同),第二个符号表示剪应力的方向,如表示在垂直x轴的面上沿e向作用的剪应力。
1.切向(环向)应力。
管壁的切向应力主要由内水压力引起。
对于水平管段,管道横截面上的水压力如图13-16(a),它可看作由图13-16(b)的均匀水压力和图13-16(c)的满水压力组成。
这两部分的水压力在管壁中引起的切向应力为式中D、δ--管道内径和管壁计算厚度,cm;γ--水的容重,0.001;H--管顶以上的计算水头,㎝;θ--管壁的计算点与垂直中线构成的圆心角,如图13-16(c)所示。
⽔电站压⼒管道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,焊图8-1 焊缝布置图缝结构如图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。
压力管道标准及管道等级表(讲座提纲)全国压力管道标准化技术委员会岳进才Email:2014.05目录1 压力管道工程标准1.1 综述1.2 常见基础性工程规范1.3 工业标准1.4 ASME B31.3规范解读1.5 GB/T20801规范解读2 管道等级表2.1 综述2.2 管道等级表2.3 其它3 管道材料选用3.1 材料的基本性能3.2 常用材料类型及特点3.3 高温对材料选用的影响3.4 低温对材料选用的影响3.5 介质对材料选用的影响3.6 材料选用原则4 管道组成件压力设计4.1 载荷类型4.2 许用应力及强度准则4.3 标准管道组成件4.4 非标准管道组成件5 管道组成件型式及选用5.1 连接型式及选用5.2 钢管5.3 管件及分支接头5.4 法兰及法兰接头6 阀门选用6.1 阀型选用基本原则6.2 常用关断阀的特点及应用6.3 常用阀门的属性参数选用1 压力管道工程标准1.1 综述1.1.1 标准体系标准体系的构成:指令性规范(法规),基础性工程规范,单项或行业工程标准,项目工程规定,工业标准。
1)指令性规范(法规):法定,强制性;技术管理性;适用范围(监管范围,包括了设计、采购、制造、建造、使用、维修和改造)。
国内外的差别。
典型代表:PED97/23,Pressure Equipment Directive;TSG D0001 压力管道安全技术监察规程工业管道。
2)基础性工程规范:与指令性规范相比:推荐性/非唯一性,用户负责制;技术性;建造标准。
与行业或项目工程标准相比:通用性:适用范围广,不针对特定行业;基础性:系统性要求,最低要求,不能代替设计手册。
强调:符合规范要求而出现问题,仍由设计者负责;安全性:安全标准,风险控制。
典型代表:ASME B31系列;GB/T20801系列。
3)单项或行业工程标准:针对特定的介质环境或针对特定的行业而给出的更有针对性、更详细的工程规定。
一般情况下,是基础性工程规范的补充和细化。
第一章概论一、坝式水电站用坝集中水头的电站成为坝式水电站,其特点有:1、水头取决于坝高,相对较低;2、引用流量较大,装机容量大,谁能利用较充分,综合利用效益高;3、投资大,工期长;4、适用:河道坡降较缓,流量较大,并有筑坝建库的条件。
二、引水道式水电站1、闸或低坝(无坝)取水,用人工引水道集中落差的电站称为引水道式水电站;2、水头大小取决于天然河道的落差,水头相对较高,目前最大水头已达2000米以上;3、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;4、电站库容很小,基本无水库淹没损失,不需建高坝,综合利用价值较差5、适用条件:适合河道坡降较陡,流量较小的山区性河段。
三、抽水蓄能电站与常规电站的区别1、功能不同:同时具有发电和抽水的功能;2、机组不同:同时有发电机和水泵;3、结构组成不同:上下都有水库,进水口和出水口互为功能。
第二章进水口及引水道建筑物一、进水口的分类(按水流条件分)1、无压:类似于水闸,水流为明流,引取表层水,适用于无压引水式电站;2、有压:进水口在最低水位一下,水流为有压流,以引深层水为主,适用于坝式,有压引水式,混合式水电站。
采用有压还是无压通过方案经济比较选择。
二、有压进水口的分类:1、坝式进水口;2、岸式进水口,又分:1)竖井式;2)岸墙式3、塔式进水口2.1竖井式进水口特征:在隧洞进口附近的岩体中开挖竖井,井壁一般要进行衬砌,闸门安置在竖井中,竖井的顶部不知启闭机及操纵室,渐交段之后接隧洞洞身;适用:工程地质条件较好,岩体比较完整,山坡坡度适宜,易于开挖平洞和竖井的情况。
2.2岸墙式进水口特征:进口段、闸门段和闸门竖井的布置在山体之外,形成一个紧靠在山岩上的单独墙式建筑物,承受水压及山岩压力,要有足够的稳定性和强度;适用:地质条件差,山坡较陡,不易开挖竖井的情况。
3.1塔式进水口特征:进口段、闸门段及其一部框架形成一个塔式结构,耸立在水库中,塔顶设操纵平台和启闭机室,用工作桥与岸边或坝顶相连,塔式进水口可一边或四周进水。
压力管道总则
压力管道总则通常包含对压力管道设计、安装、运行和维护的基本原则和规定。
以下是压力管道总则可能涵盖的主要内容:
1.适用范围和定义:确定适用的压力管道类型和范围,并对其中涉及的相关术语和定
义进行界定。
2.安全和可靠性:强调压力管道的设计、制造、安装、运行和维护必须符合安全性、
可靠性和健康要求,以确保人员和设备的安全。
3.设计和规范:阐述压力管道设计所需遵循的标准、规范和技术要求,包括管道材料、
厚度、直径、强度等方面的设计原则。
4.材料和制造:规定压力管道所需使用的材料和制造标准,以及管道的检验、质量控
制和认证要求。
5.安装和施工:包括压力管道的安装过程、施工工艺、焊接和连接方法、管道支架、
防腐蚀处理等方面的规定。
6.试压和检测:规定对压力管道进行的试压、检测和验收标准,确保管道的安全性和
密封性。
7.运行和维护:包括压力管道的运行管理、安全操作、定期检查和维护保养要求,以
确保管道长期稳定运行。
8.监管和法规遵守:强调压力管道必须遵守相关法规、标准和监管要求,确保符合国
家或地区相关法律法规。
9.紧急事件处理:规定压力管道发生紧急情况时的处理程序和应急措施。
压力管道总则是对压力管道设计、建造、运行和维护的基本规定和要求,确保管道系统的安全可靠性和合规性。
针对不同国家或地区,压力管道总则可能会有所不同,需要根据当地的法规和标准进行具体执行。
水电站复习题——简答题第一章绪论2.水电站有哪些常用类型,它们的适用条件是怎样的? P3-5坝式、引水道式、混合式坝式:河道坡降较缓,流量较大,并有筑坝建库的条件。
引水道式:适合河道坡降较陡,流量较小的山区性河段。
混合式: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。
3.地面式厂房有哪些常用类型?河床式厂房:与其它建筑物如挡水坝、泄水建筑物等一起并排建在河床当中,厂房本身也起挡水作用。
适用于水头较低、单机容量较大的情况。
坝后式厂房:位于挡水的下游侧,发电用水由通过坝体的压力管道引入厂房。
厂房本身不起挡水作用。
溢流式厂房:位于溢流坝挑坎下面的混凝土中,水流从厂房顶部流过。
适用于河谷狭窄、泄洪量较大、机组台数多、没有合适位置布置厂房的情况。
新安江水电站即采用了溢流式厂房。
挑越式厂房:位于溢流坝的挑坎下面,泄洪时高速水流挑越过厂房顶,落到下游的河床中。
适用于在峡谷中建高坝,高水头大流量的情况。
乌江渡水电站的厂房采用了这种方式。
坝内式厂房:将厂房布置在混凝土重力坝或拱坝的内部,压力管道穿过坝体进入厂房。
适用于在峡谷中建坝,在坝轴线上不容易布置水电站厂房和溢流坝的情况。
江西的犹江和湖南凤滩水电站均采用了坝内式厂房的布置方式。
岸边式厂房:在河岸内布置引水道,将厂房设在与坝有一定距离的岸边,长距离引水式水电站厂房多采用这种方式。
第二章进水口及引水道建筑物1、有压进水口有哪些主要型式?有何特点?(本/专) P9(1)洞式进水口(闸门布置在山体的竖井中)适用条件:地质条件好,山坡坡度适宜,易于开挖平洞和竖井。
(2)墙式进水口(闸门紧靠山体布置)适用条件:进口处地质条件较好,或岸坡陡峻。
(3)塔式进水口(闸门段布置一塔形结构中)适用条件:进口处地质条件较差或岸坡坡度平缓。
(4)坝式进水口(闸门布置在坝体中)适用条件:混凝土坝的坝式水电站3、水电站进水口应该满足哪些基本要求?(本/专)(1) 要有足够的进水能力在任何工作水位下,进水口都能引进必须的流量。
水电站的压力管道明钢管的敷设方式丶镇墩丶支墩和附属设备在水电站建设中,压力管道起到了非常重要的作用。
而当涉及到管道敷设时,明钢管的使用是一种非常常见的方式。
本文将介绍水电站的压力管道明钢管的敷设方式以及镇墩、支墩以及附属设备的使用。
压力管道明钢管的敷设方式压力管道明钢管的敷设方式是水电站中常常采用的方法之一。
具体来说,明钢管的敷设可以分为地下敷设和地面敷设。
在地下敷设的情况下,需要建设足够宽度的管道路基,并对路基进行均匀地填筑,以防止管道在使用过程中出现偏斜或破损的情况。
然后,在路基上安装管沟,安装管沟的深度需要达到一定的标准,具体标准可以参照相关规定。
在管沟内铺设石子等基础材料,放置明钢管,并对明钢管进行固定。
其他管道敷设的步骤可以参照明钢管的地下敷设方式进行。
在地面敷设的情况下,首先需要进行地面平整处理。
然后,在平整的地面上设置专门的管道支撑架或碳素此和车用钢支撑,放置明钢管,并对其进行固定。
其他管道敷设的步骤可以参照明钢管的地面敷设方式进行。
需要注意的是,在进行明钢管敷设时要严格遵守相关规定和标准,以保证管道的质量和安全性。
镇墩和支墩镇墩和支墩是水电站压力管道敷设中常用的两种管道支撑方式。
镇墩一般用于跨越河流、湖泊、龙门等地方,起到承托管道和分散管道荷载的作用,同时也可以减小管道对地面或地基的冲击。
支墩则用于支撑在地面敷设的管道,起到承托支撑管道的作用。
在使用镇墩和支墩时,需要根据管道的位置和长度以及地形等因素进行合理的设置,在镇墩和支撑之间的距离和设置比例也需要符合相关规定和标准。
同时,在进行设置之前,也需要进行严密的计算和评估,确保设置的镇墩和支撑可以承载相应的荷载。
附属设备水电站压力管道的附属设备是管道敷设中不可或缺的一部分。
这些设备包括法兰、膨胀节、隔震器和阀门等。
法兰一般用于连接管道和管道或管道和设备之间,起到连接和密封的作用。
膨胀节则用于管道的热胀冷缩,以及降低管道振动和管道变形等问题,保证管道的安全性和可靠性。