《水力工程学—水电站》第八章 水电站压力管道

水电站 HYDROPOWER ENGINEERING 第八章水电站压力管道 压力管道的功用和类型 功用:从水库、压力前池或调压室将水流直接引入水轮机 满足发电要求。 ●工作特点:压力管道不仅要承受较大的内水压强,而且还要 承受水击压强;铺设的坡度较陡(一般不大于400);压力管 道靠近厂房,若发生事故会威胁厂房安全 ●布置方式 露天式(明管);多为引水式地面厂房采用 坝内式;多为坝后式及坝内式厂房采用。 地下式(隧洞式);为地下厂房或地面厂房采用

第八章 水电站压力管道 • 一、压力管道的功用和类型 • 功用：从水库、压力前池或调压室将水流直接引入水轮机， 满足发电要求。 • 工作特点：压力管道不仅要承受较大的内水压强，而且还要 承受水击压强；铺设的坡度较陡（一般不大于400）；压力管 道靠近厂房，若发生事故会威胁厂房安全。 • 布置方式 • 露天式（明管）；多为引水式地面厂房采用。 • 坝内式；多为坝后式及坝内式厂房采用。 • 地下式（隧洞式）；为地下厂房或地面厂房采用。 水 电 站 HYDROPOWER ENGINEERING

水电站 HYDROPOWER ENGINEERING ●管道材料 钢管(适用于中高水头电站) ·钢筋砼管(适用于内水压强不高HD≤50m2的中小型电站) ·木管(适用HD≤100m2) 二、压力管道的布置 线路选择 选择短而直的线路; 选择地质条件良好的线路; 减少管道转折起伏,避免压力管道中出现负压,转弯半径 应不小于3倍管径,管道顶线应在最低压强坡降线以下 2.0~3.0m 第八章

• 管道材料 • 钢管（适用于中高水头电站） • 钢筋砼管（适用于内水压强不高HD≤50m2的中小型电站） • 木管（适用HD≤100m2） • 二、压力管道的布置 • 线路选择 • 选择短而直的线路； • 选择地质条件良好的线路； • 减少管道转折起伏，避免压力管道中出现负压，转弯半径 应不小于3倍管径，管道顶线应在最低压强坡降线以下 2.0～3.0m。 水 电 站 HYDROPOWER ENGINEERING

水电站 HYDROPOWER ENGINEERING ●供水方式 单元供水:坝式电站多采用 联合供水:适用于水头较高、流量较小、水管较长的电站, 地下埋管通常采用 ·分组供水:适用于压力管道较长、机组台数较多和容量较 大的电站 引进方式 正向引水:水管轴线与厂房纵轴垂直,适用于中低水头电站 纵向引水:水管轴线与厂房纵轴平行。适用于水头较高的电站 ·斜向引水:水管轴线与厂房纵轴斜交 第八章

• 供水方式 • 单元供水：坝式电站多采用 • 联合供水：适用于水头较高、流量较小、水管较长的电站， 地下埋管通常采用 • 分组供水：适用于压力管道较长、机组台数较多和容量较 大的电站 • 引进方式 • 正向引水：水管轴线与厂房纵轴垂直，适用于中低水头电站 • 纵向引水：水管轴线与厂房纵轴平行。适用于水头较高的电站 • 斜向引水：水管轴线与厂房纵轴斜交 水 电 站 HYDROPOWER ENGINEERING

水电站 HYDROPOWER ENGINEERING 压力管道尺寸的拟定 经济直径 简化公式(8-1) °露天钢管的经济流速为40~6om/s;钢筋砼管经济流速 为25~40m/s ●管壁厚度 露天钢管 综合考虑钢管的强度、刚度及稳定性要求,确定管壁厚度 钢筋砼管 一般不小于10~15cm,可采用式(8-4)粗略估算 第八章

• 三、压力管道尺寸的拟定 • 经济直径 • 简化公式（8-1） • 露天钢管的经济流速为4.0～6.0m/s；钢筋砼管经济流速 为2.5～4.0m/s • 管壁厚度 • 露天钢管 − 综合考虑钢管的强度、刚度及稳定性要求，确定管壁厚度 • 钢筋砼管 − 一般不小于10～15cm，可采用式（8-4）粗略估算 水 电 站 HYDROPOWER ENGINEERING

水电站 HYDROPOWER ENGINEERING 四、钢筋砼管 ●铺设方式 轻型钢丝网水泥管支承在支墩上 其余钢筋砼管布置在连续式座垫上,在管道转弯和坡度改 变处设镇墩固定,斜坡段镇墩间距一般为20~30m,当 管道平直段太长时一般也应每隔150~200m设镇墩 ·两种铺设方式:1、直接铺设在土基上;2、支承在刚性座 垫上 ·不设伸缩节,只设伸缩缝 为减小温度应力及防冻,对地埋管要考虑管顶以上覆土厚 度:管径小于036m,管顶在冻土深度以下0.3m;当管径 大于06m,应在冻土深度以下05m。一般管顶离地面不 小于10m,在地震区不小于1520m 第八章

• 四、钢筋砼管 • 铺设方式 • 轻型钢丝网水泥管支承在支墩上 • 其余钢筋砼管布置在连续式座垫上，在管道转弯和坡度改 变处设镇墩固定，斜坡段镇墩间距一般为20～30m，当 管道平直段太长时一般也应每隔150～200m设镇墩 • 两种铺设方式：1、直接铺设在土基上；2、支承在刚性座 垫上 • 不设伸缩节，只设伸缩缝 • 为减小温度应力及防冻，对地埋管要考虑管顶以上覆土厚 度：管径小于0.6m，管顶在冻土深度以下0.3m；当管径 大于0.6m，应在冻土深度以下0.5m。一般管顶离地面不 小于1.0m，在地震区不小于1.5～2.0m 水 电 站 HYDROPOWER ENGINEERING

水电站 HYDROPOWER ENGINEERING ●钢筋砼管的构造 现浇管 分段设伸缩缝 接头及止水 接头有平口式和套管式 预应力钢筋砼管 管节型式 平口式 承插式 管节与阀门连接 拆卸节 第八章

• 钢筋砼管的构造 • 现浇管 − 分段设伸缩缝 − 接头及止水 – 接头有平口式和套管式 • 预应力钢筋砼管 − 管节型式 – 平口式 – 承插式 − 管节与阀门连接 − 拆卸节 水 电 站 HYDROPOWER ENGINEERING

水电站 HYDROPOWER ENGINEERING 五、钢管的材料、容许应力和管身构造 材料和容许应力 钢管的计算应力不大于钢材的容许应力 钢管的主要受力构件有管壁、加劲环、支承环及 支座的滚轮和支承板等 ●管身构造 无缝钢管 一般在0.6m以下,最大可达1.2m,适用高水头 小流量 无纵缝,用环向焊缝或法兰连成整体 第八章

• 五、钢管的材料、容许应力和管身构造 • 材料和容许应力 • 钢管的计算应力不大于钢材的容许应力 • 钢管的主要受力构件有管壁、加劲环、支承环及 支座的滚轮和支承板等 • 管身构造 • 无缝钢管 − 一般在0.6m以下，最大可达1.2m，适用高水头、 小流量 − 无纵缝，用环向焊缝或法兰连成整体 水 电 站 HYDROPOWER ENGINEERING

水电站 HYDROPOWER ENGINEERING 焊接管:应用最普遍 纵缝 环向缝 ·箍管:应用较少 当HD>1000m2时,钢板厚度一般会超过40mm, 对如此厚的钢板进行焊接和压卷很困难,常采 用箍管,由管壁与管箍共同承担内水压强。 在光滑的无缝钢管或焊接管上套管箍,可减小 壁厚。 直径一般不大于3.0m 第八章

• 焊接管：应用最普遍 −纵缝 −环向缝 • 箍管：应用较少 −当HD＞1000m2时，钢板厚度一般会超过40mm， 对如此厚的钢板进行焊接和压卷很困难，常采 用箍管，由管壁与管箍共同承担内水压强。 −在光滑的无缝钢管或焊接管上套管箍，可减小 壁厚。 −直径一般不大于3.0m 水 电 站 HYDROPOWER ENGINEERING

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思考题 1、压力水管的功用、特点是什么?压力水 管的类型有几种?各适用什么条件? 2、压力水管的线路选择布置原则是什么? ·3、压力水管的供水方式、引进方式、敷设 方式有哪几种?各自的优缺点和适用条件是 什么?

思考题 • 1、压力水管的功用、特点是什么?压力水 管的类型有几种?各适用什么条件? • 2、压力水管的线路选择布置原则是什么? • 3、压力水管的供水方式、引进方式、敷设 方式有哪几种?各自的优缺点和适用条件是 什么?