第6章水电站及水电站建筑物.ppt
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1第第66章章水电站及水电站建筑物水电站及水电站建筑物26.16.1水能开发方式和水电站的主要类型水能开发方式和水电站的主要类型一、坝式水电站一、坝式水电站坝后式坝后式溢流式溢流式坝内式坝内式河床式河床式3图图9-44坝坝后后式式水水电电站站三三峡峡水水电电站站5图图9-56溢流式水电站7图图9-68图图坝内式水电站坝内式水电站凤滩水电站凤滩水电站9图图9-710图图9-811图图河床式水电站河床式水电站12河床式水电站河床式水电站葛洲坝水利枢纽葛洲坝水利枢纽13二、引水式水电站二、引水式水电站用渠道、隧洞等引水建筑物在引水的过程用渠道、隧洞等引水建筑物在引水的过程中集中落差形成水头。
中集中落差形成水头。
(1)无压引水式无压引水式
(2)有压引水式有压引水式三、混合式水电站三、混合式水电站既利用坝抬高水位,又利用引水道集中水既利用坝抬高水位,又利用引水道集中水头,水电站所利用的水头是由两种工程措施共头,水电站所利用的水头是由两种工程措施共同取得。
同取得。
14图9-9无压引水式电站无压引水式电站引水建筑物是无压的引水建筑物是无压的:
明渠(openchannel)、无压隧洞(freeflowtunnel)主要建筑物:
低坝,进水口,沉沙池,引水渠(洞),日调节池,压力前池,压力水管,厂房,尾水渠。
15图9-10有压引水式电站有压引水式电站引水建筑物是有压的引水建筑物是有压的:
压力隧洞(pressuretunnel)主要建筑物:
低坝,引水隧洞(有压),调压室,压力水管,厂房,尾水渠。
16图9-1117图9-12186.26.2水电站的主要机电设备水电站的主要机电设备一、水轮机一、水轮机
(一)反击式水轮机
(一)反击式水轮机1、混流式水轮机、混流式水轮机2、轴流式水轮机、轴流式水轮机3、斜流式水轮机、斜流式水轮机4、贯流式水轮机、贯流式水轮机
(二)冲击式水轮机
(二)冲击式水轮机二、水轮发电机二、水轮发电机
(一)类型
(一)类型1、悬吊式水轮发电机、悬吊式水轮发电机2、伞型水轮发电机、伞型水轮发电机19图9-2020图9-2421图9-201.混流式:
水流径向流入转轮,轴向流出。
适用范围:
H=30-700m,单机容量:
几万kW-几十万kW适用范围广,结构简单,运行稳定,效率高,适用高水头小流量电站。
2223242526图9-21272.轴流式:
水流沿转轮轴向流入,轴向流出,水流方向始终平行于主轴。
轴流定浆式:
叶片不能随工况的变化而转动。
轴流转浆式:
叶片能随工况的变化而转动,进行双重调节(导叶开度、叶片角度)。
28图9-22293.斜流式:
水流经过转轮时是斜向的。
转轮叶片随工况变化而转动,高效率区广。
30图9-23314.贯流式:
水轮机的主轴装置成水平或倾斜。
不设蜗壳,水流直贯转轮。
水流由管道进口到尾水管出口都是轴向的。
H20m,小型河床电站。
32图9-2533冲击式水轮机冲击式水轮机(Inpulsewatertubine)定义:
定义:
定义:
定义:
利用水流的动能来做功的水轮机为冲击式水轮机。
特征:
特征:
特征:
特征:
由喷管和转轮组成。
水流以自由水流的形式(P=Pa)冲击转轮,利用水流动能(V方向、大小改变)产生旋转力矩使转轮转动。
在同一时刻内,水流只冲击着转轮的一部分,而不是全部3435图9-2636图9-27从设备组成的系统划分水流系统。
水轮机及其进出水设备,包括压力管道、水轮机前的进水阀、蜗壳、水轮机、尾水管及尾水闸门等。
电流系统。
即电气一次回路系统,包括发电机及其引出线、母线、发电机电压配电设备、主变压器和高压开关站等。
电气控制设备系统。
即电气二次回路系统,包括机旁盘、厉磁设备系统、中央控制室、各种控制及操作设备如各种互感器、表计、继电器、控制电缆、自动及远动装置、通迅及调度设备等直流系统。
机械控制设备系统。
包括水轮机的调速设备,如接力器及操作柜,事故阀门的控制设备,其它各种闸门、减压阀、拦污栅等操作控制设备。
辅助设备系统。
包括为了安装、检修、维护、运行所必须的各种电气及机械辅助设备,如厂用电系统(厂用变压器、厂用配电装置、直流电系统),油系统、气系统、水系统,起重设备,各种电气和机械修理室、试验室、工具间、通风采暖设备等。
396.36.3水电站建筑物水电站建筑物一、进水建筑物一、进水建筑物
(一)坝式进水口
(一)坝式进水口
(二)岸式进水口
(二)岸式进水口(三)前池进水口(三)前池进水口(四)水工闸门(四)水工闸门二、引水建筑物二、引水建筑物
(一)动力渠道
(一)动力渠道
(二)隧洞
(二)隧洞(三)调压室(三)调压室(四)压力水管(四)压力水管进水口的防沙、防污和防冰一、防沙所需的泥沙资料:
推移质和悬移质的含量,颗粒硬度,容重及其运动规律。
防沙设计应恰当估计治理泥沙来源措施的实效,充分考虑上下游梯级电站的相互影响,以及统筹规划水库防淤和进水口防沙问题。
防沙措施有:
导(将泥沙导离进水口)、拦(将泥沙阻拦在进水口前缘)、排(将进水口前的泥沙排往下游)、沉(将越过进水口的泥沙沉淀在沉沙池内)和冲(将沉沙池内的泥沙冲往下游)。
开敞式和浅孔式进水口防沙问题比较突出,在选择枢纽位置、进行总体布置、设置泄洪建筑物和拟定水库运行方式时,都应把防沙问题放在重要地位予以考虑。
深孔式进水口应根据水库地形、库区淤积形态和进水口底板高程等因素考虑排沙设施。
如需设置排沙底孔时,其位置和高程的选定应使排沙漏斗足以控制进水口,以满足“门前清”的要求。
枢纽排沙或冲沙是防沙的重要环节,所设排沙冲沙建筑物应具有足够的排沙和冲沙能力。
多泥沙河流上的大型或重要工程最终选定的进水口防沙设施,应通过水工泥沙试验验证。
二、防污所需的资料:
污物的来源、种类、数量和漂移规律。
多污物河流上的进水口,不宜正对携带污物的主流,并采取导污、排污和拦污等措施,制定有效的清污方法。
拦污栅和清污平台的布置应便于清污机操作和污物的清理及运输,并有足够的场地用以临时堆放污物。
工程完建和水库蓄水之前必须按有关规定认真进行库区清理以免蓄水后污物涌向进水口。
梯级电站排污应考虑对下游电站进水口的影响。
多污物河流上进水口的拦污栅上应装置监测压差的仪器,以掌握污物堵塞情况便于及时清理。
在拟定水库运行方式时应考虑防污要求。
三、防冰设计所需资料:
冰期、流冰特征和流冰量、冰块大小和冰层厚度、类似条件下电站进水口的冬季运行资料。
防止流冰对建筑物的破坏可采用下列措施:
进水口布置应避开流冰的直接撞击;设置导冰和排冰设施;调整水库运行方式,限制流冰的产生。
防止静冰压力的破坏可采用下列措施:
调节水温,人工或机械破冰,使水面不结冰或使冰盖脱离进水口,以消除冰压力;利用隔板如泡沫板缓冲,以减小冰压力;加固建筑物结构使其足以抵抗冰压力。
防止进水口及其设施的冻结可采用下列措施:
调节水温,加热设备,建造暖房,设备如拦污栅没入不结冰的水下,定期启闭闸门。
无压进水口及沉沙池1.特征、适用条件、作用特征:
无压进水口内水流为明流,以引表层水为主。
进水口后一般接无压引水道。
适用:
适用于无压引水式电站。
作用:
控制水量与水质,并保证使发电所需水量以尽可能小的水头损失进入渠道。
2.拦污设施一般均设拦污栅或浮排以拦截漂浮物。
防污要求。
3.拦沙、沉沙、冲沙设施无压进水口的防沙问题比较突出,在选择枢纽位置、进行总体布置、设置泄洪建筑物和拟定水库运行方式时,都应把防沙问题放在重要地位予以考虑。
沉沙池(Sandbasin)拦污栅图片拦污栅图片移动式清淤机移动式清淤机移动式清淤机移动式清淤机拦污栅清污机拦污栅清污机拦污栅清污机拦污栅清污机回转式清淤机回转式清淤机回转式清淤机回转式清淤机VR6VR6型拦污栅清污机型拦污栅清污机型拦污栅清污机型拦污栅清污机清污机压力前池与日调节池压力前池压力前池压力管道压力管道一、压力前池压力前池设置在引水渠道或无压隧洞的末端,是水压力前池设置在引水渠道或无压隧洞的末端,是水电站引水建筑物与压力管道的连接建筑物。
电站引水建筑物与压力管道的连接建筑物。
11、作用:
、作用:
(1)
(1)平稳水压、平衡水量。
平稳水压、平衡水量。
(2)
(2)均匀分配流量。
均匀分配流量。
(3)(3)渲泄多余水量。
渲泄多余水量。
(4)(4)拦阻污物和泥沙。
拦阻污物和泥沙。
22、组成、组成:
(1)
(1)前室前室(池身及扩散段池身及扩散段)。
(2)
(2)进水室及其设备:
与引水道的进水口进水室及其设备:
与引水道的进水口类似,一般为墙式。
类似,一般为墙式。
(3)(3)泄水建筑物。
泄水建筑物。
(4)4)排污、排冰、排冰设备。
排污、排冰、排冰设备。
压力前池组成建筑物33、布置、布置结合整个引水系统及厂房布置进行全面和综合考虑结合整个引水系统及厂房布置进行全面和综合考虑。
前池整体布置时,应使水流平顺,水头损失最少,以前池整体布置时,应使水流平顺,水头损失最少,以提高水电站的出力和电能。
提高水电站的出力和电能。
前池应尽可能靠近厂房,以缩短压力管道的长度前池应尽可能靠近厂房,以缩短压力管道的长度前池应建在天然地基的挖方中。
前池应建在天然地基的挖方中。
注:
选择其位置时应特别注意地基稳定与渗漏条件注:
选择其位置时应特别注意地基稳定与渗漏条件二、日调节池当引水渠道较长,且水电站担任峰荷时(一日当引水渠道较长,且水电站担任峰荷时(一日之内流量变化较大),常设日调节池之内流量变化较大),常设日调节池。
日调节池与压力前池之间的渠道按日调节池与压力前池之间的渠道按QQmaxmax设计。
设计。
日调节池以上的渠道可以按照较小的流量设计。
日调节池以上的渠道可以按照较小的流量设计。
日调节池应尽量靠近压力前池。
日调节池应尽量靠近压力前池。
有压进水口的类型和适用条件隧洞式进水口隧洞式进水口墙式进水口墙式进水口塔式进水口塔式进水口坝式进水口坝式进水口一、隧洞式进水口特征:
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,竖井的顶部布置启闭机及操纵室,渐变段之后接隧洞洞身。
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二、墙式进水口特征:
进口段、闸门段和闸门竖井均布置在山体之外,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,不易挖井的情况。
大盈江进水口三、塔式进水口特特征征:
进进口口段段、闸闸门门段段及及其其一一部部框框架架形形成成一一个个塔塔式式结结构构,耸耸立立在在水水库库中中,塔塔顶顶设设操操纵纵平平台台和和启启闭闭机机室室,用用工工作作桥桥与与岸岸边边或或坝坝顶相连。
塔式进水口可一边或四周进水。
顶相连。
塔式进水口可一边或四周进水。
适适用用:
当当地地材材料料坝坝、进进口口处处山山岩岩较较差差、岸岸坡又比较平缓坡又比较平缓四、坝式进水口特征:
进水口依附在坝体的上游面上,并与坝内压力管道连接。
进口段和闸门段常合二为一,布置紧凑。
适用:
混凝土重力坝的坝后式厂房、坝内式厂房和河床式厂房。
进水口完整分类说明:
此分类表中的名称与教材中不完全一致。
1.污物问题2.泥沙问题3.气锤问题4.漩涡问题5.冰冻问题进水口运行中存在的问题进水口运行中存在的问题1、污物问题污物(impurity,trash)带来的问题主要是堵塞拦污栅,这是我国水电站进水口运行中最为普遍的问题。
约有半数以上的进水口曾发生不程度的拦污栅堵塞。
轻者,堵塞会加大拦污栅的水头损失,减少进水口的引进流量,严重者会造成栅条变形或被压断,拦污栅最大压差高达1112米。
盐锅峡水电站:
汛期有大量杂物被带到坝前,年总量在3000m3以上。
进水口迎水流布置,无任何额外防护设施。
1964年汛期,洪峰大、污物多,停机清污十分频繁,35天就要清污一次。
8月12日,污物来势凶猛,来不及清理,先是堵塞拦污栅,接着泥沙受阻淤积,致使栅体压差达到近7米,最终将拦污栅压垮,被迫停机600多小时,折合损失240万元。
1966年1967年两年内因停机清污所造成的损失达到1569万元。
黄坛口水电站由于地形条件不好,在进水口前形成大面积回流区,并出现漏斗漩涡。
洪水季节有大量污物堆积,厚度近1米,漂浮物一旦被吸入漩涡,就
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- 关 键 词:
- 水电站 建筑物