水电站调压室设计规范条文说明据实际可行的运行工况研究拟定多台机连续开机的时间间隔分级增荷幅度全部机组丢弃负荷后重新开机的时间限制等合理的运行要求对无法控制的工况如增荷过程中的甩负荷则应根据实际需要修改调压室尺寸因压力水道糙率值难以准确预计因此本条规定计算调压室涌波水位时糙率按不利情况取值以策安全调压室基本尺寸的确定阻抗式调压室阻抗孔尺寸选择的基本要求是增加阻抗以后不恶化压力水道的受力状态能有效地抑制调压室的波动幅度及加速波动的衰减根据耶格尔所作的大量分析与计算以及我国河海大学的试验结果均说明当阻抗孔面积小于压力引水道面积的室底部的水击压力才会急剧恶化而孔口面积大于压力引水道面积的加速波动衰减的效果则不显著在特长的压力水道中收效更微附录图可供选择阻抗孔尺寸的参考表为国内外几个已建的阻抗式调压室阻抗孔的取值表
电站简称意大利埃多洛意大利塔洛罗台湾明湖日本新高濑川广州蓄能电站上下游调压室日本本川时压力管道末端及调压时对抑制波动幅度与中阻抗式调压室涌波计算部分阻抗式调压室阻抗孔的取值
阻抗孔直径隧洞直径差动式调压室设计按理想差动状态设计即在设计库水位丢弃负荷时大室最高涌波水位等于升管开始溢流的水位水库最低水位增负荷时大室最低涌波水位等于升管最初时段的下降水位以使调压室容积得到最合理的利用阻抗孔应设计成流进大室时具有较小的流量系数流出大室时具有较大的流量系数以减小大室容积水室式调压室上室容积按上游最高库水位丢弃负荷时的涌水量确定上室底板宜设置在最高静水位以上设有溢流堰的上室底板可以低于最高静水位但不宜低于调压室的运行水位水室式调压室在涌波过程中下室会出现明满流交替的工作状态必须妥善解决水位升高时的排气及保证水位降低过程中出流通畅因此要求下室的顶部做成背向竖井的斜坡下室底板做成倾向竖井的斜坡下室结构形状不宜过长如下室较长时应验算竖井水位降低时的下室供水能力防止因下室供水不畅造成竖井水位下降过快空气进入压力水道在多泥沙的河流上应考虑下室底部淤积的可能性及预留占据的容积如六郎洞电站曾出现过下室底板淤积的现象附录中及仅供水室式调压室涌波及容积作初步计算精确计算应采用数值积分法水电站调压室设计规范条文说明求解有长上室的调压室尚应按不稳定流计算考虑水面坡降的影响溢流式调压室因丢弃负荷时要排泄溢出水量应按最大溢流量设计排水明渠必要时还要考虑消能措施抽水蓄能电站调压室的设计
因抽水蓄能电站的工况复杂变化频繁水位变幅大需要选用涌波振幅小衰减快的调压室型式一般多采用阻抗式差动式水室式或混合型调压室不选用简单式调压室从现有统计资料看除美国的巴斯康蒂设在上水平段隧洞的调压室和意大利的埃多洛下游调压室由于特殊原因采用简单式外其余均非简单式具体见表国内外部分抽水蓄能电站调压室型式及尺寸表抽水蓄能电站调压室的涌波计算工况多而复杂除了应考虑相应于发电及抽水两种工况的丢弃负荷和水泵断电导叶拒动情况外还要考虑调压室涌波水位的动态组合问题因此和中规定了抽水蓄能电站调压室涌波计算的八种情况广州抽水蓄能电站十三陵抽计算抽水蓄能电站调压室的最高最低涌波水位时压力水道的糙率取值发电工况丢弃全部负荷时与常规水电站调压室涌波水位计算时的取值相同即压力水道的糙率取小值抽水工况突然断电时则须进行分析以引起最不利涌波水位时的糙率值作为取值的标准本条列出了抽水工况突然断电导叶全拒动调压室涌波计算的三种方法抽水蓄能电站输水系统过渡过程的特征线法较复杂需涉及整个压力水道系统并将调压室作为边界条件处理进行计算可应用计算机程序进行分析目前已有成熟软件可资应用本规范仅将较简便的图解法和简算法列入附录抽水蓄能电站压力水道为双向水流为防止抽水工况机组进气本条规定下游调压室的最低涌波水位及压力尾水道顶部的安全高度与常规水电站上游调压室的要求相同表
序号电站简称广蓄调压室部位上游调压室水蓄能电站两个电站调压室涌波水位计算的经验说明考虑这些工况是必要的国内外部分抽水蓄能电站调压室型式及尺寸表
型式引水隧洞内径高阻抗孔内径有关尺寸及数据竖井内径高上室内径长阻抗上室式竖井与隧洞连接管内径下游调压室阻抗上室式尾水隧洞内径长阻抗孔内径竖井内径高上室断面为长竖井与隧洞之间连接管内径十三陵上游调压室阻抗水室式上室内径高高隧洞内径高下室内径长竖井内径台湾明湖上游调压室阻抗上室式径竖井内径上室内径高阻抗孔内隧洞内径竖井内径高下室长内径同竖井隧洞内径日本奥吉野上游调压室水室式日本新高濑川上游调压室阻抗式数隧洞内径竖井内径进出相同高阻抗孔内径流量系水电站调压室设计规范条文说明续表
序号电站简称日本奥美浓日本沼原日本本川调压室部位上游调压室上游调压室上游调压室型式下部斜井内径隧洞内径竖井内径高长有关尺寸及数据上部竖井内径上室内径高高下室内径长阻抗式阻抗水室式水室式上室宽竖井内径下室宽斜井内径高高高长高高长长隧洞内径长阻抗孔内径高尾日本本川下游调压室阻抗上室式上室宽竖井内径水隧洞内径意大利普列森扎诺上游调压室差动式地面以下内径高地面以上内径高结构比较复杂属于升管与大室分别与隧洞连接型式上游调压室阻抗上室式竖井内径抗孔内径下游调压室简单式差动水室式竖井内径两井中心距上室容积下游调压室双井水室式高隧洞内径高约连接管内径与隧洞同与尾水隧洞相同大室内径上室断面宽高长阻意大利埃多洛意大利奇奥塔斯上游调压室升管内径下室容积两个竖井各为内径中部下室容积中心相距顶部上室容积上下室与两竖井连通大室内径隧洞内径与奇奥塔斯共意大利洛维娜法国大屋法国蒙特齐克法国格兰德迈松上游调压室差动上室式升管内径厂房共下游调压室上游调压室下游调压室阻抗式双井上室式竖井内径尾水洞直径上室上室直径上游调压室阻抗式竖井内径高高高高上室长隧洞内径隧洞内径分别为隧洞内径尾水隧洞主管内径宽深阻抗竖井和井高隧洞内径分段为高容积和竖井内径长两竖井之间设公用美国巴斯康蒂美国腊孔山英国迪诺威克上游调压室下游调压室上游调压室简单式竖井内径断面阻抗上室式竖井内径内径高度水电站调压室设计规范条文说明调压室的结构设计构造观测及运行要求锚杆钢筋网混凝土衬砌属于半柔性结构具有加强围岩整体稳定性与良好的抗裂防渗性能既能减少因糙率影响造成的水头损失又可满足内压作用下的限裂要求近年来在地下建筑物中发展较快可在围岩条件较好的调压室结构中予以考虑湖南镇水电站调压室大室直径原为双层钢筋混凝土衬砌厚度混凝土衬砌厚度节省了一半混凝土及大量钢筋方便了施工后改为锚杆钢筋网钢筋混凝土衬砌是过去应用最多的一种结构经验较多是常用的结构型式调压室结构采用锚杆喷混凝土支护在国内尚无先例主要是由于调压室靠近厂房或边坡需考虑渗漏对边坡安全影响之故鉴于国外已有高压竖井不加衬砌的实例有条件的采用锚喷支护应是可行的差动式调压室大室与升管的最大水位差一种是大室水位最高升管水位最低一种是大室水位最低升管水位最高两种情况在设计中都必须考虑地下建筑物具有良好的抗地震的能力已为国内外许多实践资料所证实因此在地下建筑物中多不强调抗震计算与校核只采取适当加强其整体性和刚度等抗震措施即可但对位于差动式调压室大室内的升管及地面上的塔式结构则必须按水工建筑物抗震设计规范的要求进行抗震计算调压室承受明显的不对称荷载常见的主要为围岩的构造压力尤其对于高边墙的矩形结构多用于下游调压室应进行偏压荷载的结构计算和稳定分析并采取相应的结构措施如加设锚杆或采取横撑等调压室内升管闸门槽通气孔等容易削弱调压室结构因此首先应注意合理布置同时对关键部位的结构尺寸构造措施及钢筋配置应予加强以确保建筑物的安全调压室边坡的稳定与否关系到调压室与电站的安全应进行分析并做好边坡的加固处理如加设锚杆喷混凝土及排水等在调压室顶部应做好运行安全保护设施曾有电站因石头从调压室升管落入压力水道引起水轮机导叶被卡住的事故在寒冷地区的调压室应防止结冰以免影响调压室的作用及结构工作状态当闸门设在调压室内特别是利用闸门井作为差动式调压室升管时应考虑水击波涌波与闸门之间的相互不利作用需采用适当措施如合理拟定升管尺寸加强闸门井或升管结构增加门叶刚度和重量及选择合适的启闭机等以确保运行安全水工建筑物的原型观测资料是最宝贵的工程资料因此做好观测设计并提出电站运行后进行及时观测及资料整理的要求是很必要的观测设计内容应结合水力学结构及地质等条件考虑鉴于曾发生过机组试运行期间连续快速丢弃负荷增加负荷与设计工况不一致而导致调压室发生事故的实例因此要求调压室设计中应根据电站运行特性调压室设计条件等因素合理提出调压室运行包括试运行和正常运行的要求和限制条件以确保电站与调压室的运行安全
水电站调压室设计规范DL T5058-1996条文说明
