尾水管的作用型式

一、尾水管的作用尾水管是反击式水轮机所特有部件，冲击式水轮机无尾水管。

尾水管的性能直接影响到水轮机的效率和稳定性，一般水轮机中均选用经过试验和实践证明性能良好的尾水管。

反击式水轮机尾水管作用如下：1．将转轮出口处的水流引向下游；2．利用下游水面至转轮出口处的高程差，形成转轮出口处的静力真空；3．利用转轮出口的水流动能，将其转换成为转轮出口处的动力真空。

图5-69表示三种不同的水轮机装置情况：没有尾水管；具有圆柱形尾水管；具有扩散形尾水管。

图5-69在三种情况下，转轮所能利用的水流能量均可用下式表示)2()(22221g V g P g P H E E E a d +-+=-=∆ρρ （5-38）式中E ∆——转轮前后单位水流的能量差；d H ——转轮进口处的静水头；a P ——大气压力；2P ——转轮出口处压力；2V ——转轮出口处水流速度。

在三种情况下，由于转轮出口处的压力2P 及2V 不同，从而引起使转轮前后能量差的变化。

图 5-69 尾水管的作用1．没有尾水管时如图5-69)(a 。

转轮出口g P g P aρρ=2代入式（5-38）得g V H E d 222-='∆ （5-39）式（5-39）说明，当没有尾水管时，转轮只利用了电站总水头中的d H 部分，转轮后至下游水面高差s H 没有利用，同时损失掉转轮出口水流的全部功能g V 222。

2．具有圆柱形尾水管时如图5-69)(b 。

为了求得转轮出口处的压力g P ρ2，列出转轮出口断面2及尾水管出口断面5的伯努利方程ωρρh g V h g P g V g P H h as ++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+++2222222(5-40)式中ωh ——尾水管内的水头损失。

因此 ωρρh H g P g P s a +-=2上式亦可写成ωρh H g P P s a -=-2（5-41）式中g P P a ρ2-称为静力真空，是在圆柱型尾水管作用下利用了s H 所形成。

第三节尾水管选型计算尾水管是水轮机重要通流部件之一，尾水管的作用是将流过水轮机转轮的水引向下游，同时回收一部分水流能量，因此水电站都设有尾水管。

其型式和尺寸对水轮机的效率和运行的稳定性有很大的影响。

大型立式机组，由于土建投资占电厂总投资的比例很大，故一般选用弯肘形尾水管以降低水下开挖量和混凝土量。

弯肘形尾水管的几何形状及主要参数，如图1—2—1所示。

图1—2—1 弯肘形尾水管一、尾水管类型选择尾水管分为直锥形尾水管和弯肘形尾水管两类。

该电站总容量为58.7万KW，为大型水轮机组，如采用直锥形尾水管，将会带来巨大的挖深，因而是不经济的，所以尽管弯肘形尾水管的水里损失大些且水里性能不如直锥形尾水管，但由于挖深较小因而采用弯肘形尾水管。

该电站最高水头为95m，肘管宜设金属里衬。

二、尾水管各部尺寸的选择1．尾水管的高度h尾水管的高度h是指水轮机底环平面到尾水管底板的高度，它对尾水管的恢复系数、水轮机运行稳定性及电站开挖量有直接影响。

高度h越大，锥管段的高度可取大一些，因而降低了锥管段出口即肘管段进口及其后部流道的流速，这对降低肘管中的水力损失有利。

一般情况下，通过尾水管的流量愈大，h应采用较大的值，但h增大受到水下挖方量的限制。

h的确定，与水轮机型式有关。

由于混流式和定桨式水轮机在偏离最优工况运行时，尾水管中会出现涡带，引起机组振动，如果h太小，则机组振动加剧，故h选择时应综合考虑能量指标和运行稳定性。

根据经验，h一般可作如下选择：H＜120 m的混流式及定桨式水轮机，取h≥（2.3～2.7）D，取1=2.5 4.5=11.25m。

h=2.5D12．肘管的选择肘管段的形状十分复杂，因为水流要在肘管内拐弯90 ，同时要由进口圆形断面逐渐过渡到出口为矩形断面。

它对尾水管的恢复系数影响很大，且肘管中的水力损失最大。

肘管难以用理论公式计算，通常采用推荐的标准肘管，图1—2—2所示为4号系列肘管。

图中各部分的尺寸参数列于表1—2—4中。

尾水管的作用和原理
1. 尾水管安装在水轮机的尾水道中,用于收集和利用水轮机尾水的能量。

2. 水轮机使用水流产生动力时,水流动能没有完全转换为机械能,还有部分残余动能。

3. 尾水管可以收集和利用这部分残余的水流动能,提高水能的利用效率。

4. 水从水轮机排出后速度较大,进入尾水管,对管壁产生动量冲击压力。

5. 这个压力会使管壁变形,通过机械传动装置带动发电机转动发电。

6. 尾水管的橫截面积会逐渐增加,减慢水流,维持压力来驱动管壁运动。

7. 也可以通过调节尾水管出口的断面来控制压力,改变发电量。

8. 尾水管发电方式简单可靠,没有额外水头要求,可以有效发挥残余水能。

9. 但输出功率较小,因此多用作水电站的辅助发电方式。

10. 合理设计尾水管的尺寸、材质、传动等参数,可以提高发电效果。

屋面排水管工程施工工艺1、工艺流程：施工准备→预制加工→干管安装→立管安装→支管安装→卡架固定→封口堵洞→闭水试验→通水试验→ 通球试验2、施工工艺（1）预制加工：根据图纸要求并结合实际情况，绘制加工草图。

根据草图量好管道尺寸，进行断管。

断口要平齐，用铣刀或刮刀除掉断口内外飞刺，外棱铣出15°角。

粘接前应对承插口先插入试验，不得全部插入，一般为承口的 3/4 深度。

度试插合格后，用棉布将承插口需粘接的部位的水分、灰尘擦试干净。

如有油污需用丙酮除掉。

用毛刷涂抹粘接剂，先涂抹承口后涂抹插口，随即垂直插入，插入粘接进将插口稍作转动，以利粘接剂分布均匀，约30～60min 即可粘接牢固。

粘牢后立即将溢出的粘接剂擦试干净。

多口粘连时应注意预留口方向。

（2）干管安装：1）根据图纸要求的坐标、标高，打好穿楼板及过墙孔洞，施工前按各受水口位置测量绘制草图，按草图进行加工预制。

2）管道穿结构墙体处应设置刚性防水套管，做法按铺设安装管道做法施工。

3）塑料排水导管安装坡度要求，伸出外墙尺寸及与室外结合井，连接做法均按铺设管道做法施工。

4）支导管安装中，地平管穿越楼板洞时，均应安装防水翼环，并确保其位置正确、粘接牢固。

5）排水导管必须按设计要求及位置安装伸缩节。

6）在连接 2 个及以上大便器或 3 个以上卫生器具的污水横管上，应设置清扫口，当污水管在顶板下吊装时，可将清扫口设在一层地面上。

污水管起点的清扫口与管道相垂直的墙面，距离不得小于200mm。

如污水管起点位置设置堵头代替清扫口时与墙面不得小于400mm。

7）在转角135°的污水横管上，应设置检查口或清扫口。

8）在转角、排水的水平管道与水平管道、水平管道与立管的连接处应采用45°三通或45°四通和斜三通或斜四通。

立管与排出管端部的连接，应采用两个45°弯头或曲率半径不小于 4 倍管径的90°弯头。

9）通向室外的排水管，穿过墙壁或基础必须应采用45°三通和45°弯头连接，并应在垂直管段的顶部设置清扫口。

水电站过流部件尾水管水力计算方法与案例尾水管是反击式水轮机所特有的部件，尾水管的性能直接影响到水轮机的效率和稳定性，一般水轮机中均选用经过试验和实践证明性能良好的尾水管。

尾水管有直锥形和弯肘形两种。

除贯流式水轮机组外，大中型反击式水轮机均采用弯肘形尾水管，其型式一般不加里衬且不单独对尾水管进行设计，而是按照模拟水轮机所采用的标准尾水管放大选用，只有在特高比转速下才需要大高度尾水管，在无标准时方需单独设计。

为尽量降低水下开挖量和混凝土用量，本电站水轮机组选用弯肘形尾水管。

尾水管各部分尺寸的计算 1 尾水管的深度对转桨式水轮机，取13.2D h ≥。

2 进口锥管的计算对转桨式水轮机而言，进口锥管的锥角最优值通常取︒︒=10~8β，此处我们折中取︒=9β，而根据推荐的D D 001.13=，则3h =βtan 234D D -=︒⨯⨯-9tan 23.3001.146.4=66.3m 3 肘管型式肘管的形状十分复杂，它对整个尾水管的性能影响很大，一般推荐定型的标准肘管。

标准见参考资料[1]第168页表5-6.4 水平长度水平长度L是机组中心线到尾水管出口的距离。

肘管型式一定，长度L决定了水平扩散段的长度。

通常取L=4.5D.15 出口扩散段出口扩散段通常采用矩形断面，出口宽度一般与肘管出口宽度相等，顶角︒α，底板一般呈水平，少数情况下为了减少开挖而︒=1310~底板稍上台。

本电站取︒α，底板水平，尾水管的水平段宽度B=（2.3～2.7）=10D，不加支墩。

1则尾水管部分尺寸见下表3-1表3-1 尾水管部分尺寸单位：m尾水管单线图见图3-1，尾水管平面图见图3-2.图3-1 尾水管单线图图3-2 尾水管平面图——文档结束——。

水轮机分部三年培训滚动计划题库一、填空题：1、润滑的主要目的是减小摩擦和（）。

2、尾水管主要用来回收转轮出口水流中的（）。

3、我厂125MW水轮机导水机构固定导叶数为（），活动导叶数为32。

4、尾水人孔门厚30mm，弹簧垫厚5mm，螺孔为M24，橡皮垫为4mm，你将选用的螺栓规格为( )。

5、叶片加裙边的主要目的是减轻叶片的( )汽蚀。

6、水轮机转轮出力的大小取决于H,( ),η。

7、将一测量精度为0.02mm/m,规格为200mm×200mm的框式水平仪，置于右端垫高 0.02mm的1m平尺上，则水平仪汽泡向（）方向移动1格。

8、机组基准中心线的确定，一般是混流式按（），轴流式按转轮室。

9、允许尺寸的变动量称为（）。

10、检查支柱螺钉端部与铬钢垫的接触情况，必要时应进行修刮，使其接触面积直径范围达（）mm左右。

11、轴流式水轮机主要适用于（）的电站。

12、葛电厂水轮发电机组的型式为（）。

13、在工作水头相同和出力相同的情况下，轴流式水轮机的转速比混流式水轮机的转速要（）14、水轮机调节的任务主要是（）15、我厂125MW水轮机活动导叶的型式为（）16、轴流转桨式水轮机叶片0度角位置为（）17、主轴某测量部位与到轴承处同轴号的单测摆度值之差称为该点的（）18、一般规定发电厂厂房内部消防水管颜色为（）19、我厂125MW机组水轮机主轴材料是( )20、我厂型号为ZZ500-LH-1020机组轮叶转角范围为( )21、水轮机进出口断面间的水位差再减去这两断面间的水头损失叫做( )22、具有好的能量特性的水轮机，其汽蚀特性相应( )23、在水轮机总损失中占比例最大的是( )24、标记为‘螺栓M10×30GB23-76’中的‘30’代表螺栓的( )25、机件三视图间有‘三等’关系，其中（）两图宽相等。

26、圆锥销的公称直径是指（）27、指导水轮机安全经济运行理论依据的水轮机特性曲线是（）28、两相交成90°轴之间传动应选（）传动。

⽔电站复习资料整理1.溢流式⼚房布置特点？(1) ⼚房顶泄洪，溢流式⼚房通常是全封闭的，⼀般不设窗户；(2) 溢流式⼚房的⼚坝之间往往留有较⼤的空间，常将副⼚房布置在⼚坝之间，可节省投资。

(3) 尾⽔平台在泄洪时受到较⼤的吸⼒，⽽且在泄洪开始和终了时受到⽔⾆的冲击，所以尾⽔平台上不宜设副⼚房。

(4) 溢流式⼚房的安装间结合进⼚交通条件，⼀般设于主⼚房的⼀端或两端，很少设于中间。

(5) 为了减⼩溢流顶板的跨度，主⼚房内除布置主机及必要的附属设备并留有主通道外，尽量不布置辅助设备和电⽓设备，后者宜布置在⼚坝之间。

(6) 由于溢流⼚房顶承受巨⼤的⽔重、顶板⾃重及⽔平推⼒(来⾃⼤坝及溢流时)，⼚房排架通常由整⽚很厚的钢筋混凝⼟箱形结构组成，⽽不另设柱⼦。

2、什么是坝内式⼚房——布置在坝体空腔内的⼚房称为坝内式⼚房3、河床式⼚房布置和结构计算的特点？(1)⼚房即是挡⽔建筑物，⼚房上游侧设置⽐较挡⽔墙来承受上游⽔压⼒，因此必须进⾏⼚房总体稳定分析和计算，包括抗滑稳定、基础防渗、地基应⼒等⼀系列问题。

(2)河床式⽔电站的进⽔⼝是与⼚房的主机室连接成为⼀个整体结构, 进⼝段的设计即为⼚房设计的⼀部分。

(3)⼚房的上游侧⼀般不设吊车梁，将吊车轨道直接铺设在由上游挡⽔墙伸出的带形⽜腿上。

(4)由于⽔电站的⽔头低，单机引⽤流量⼤，通常采⽤钢筋混凝⼟蜗壳。

(5)低⽔头⼤容量的⽔轮机（即轴流转浆式机组）⽓蚀性能较差，要求安装⾼程较低，因此基础开挖很深，⽔下混凝⼟⽅量很⼤。

(6)河床式电站的⽔库容量不⼤，⽔库中流速较⼤，泥沙、漂浮物均会被带到⼚房前⾯，要考虑排沙、防淤及排污措施。

(7)河床式电站落差不⼤，洪⽔期落差更⼩。

尾⽔位⾼，除出⼒受阻外，对电站⼚房设计也会造成不利的影响。

4、什么是地下⼚房？地下⼚房的优缺点？（1）把⽔电站⼚房等主要建筑物布置在⼭岩洞室之中就是地下⼚房。

（2）优点： (1)⼚房位置可以选择地质条件较好的区域，⼚房布置较灵活。