水电站压力管
课 程 设 计 学 院：水利学院 专 业：水利水电工程 科 目：水电站 课 题：水电站压力管道课程设计 姓 名： 学 号： 313174
云南农业大学水利学院2017年12月
设计说明
压力管道的设计步骤一般包括：（1）压力管功能布置；（2）压力管固定方法、设计；（3）压力管应力分析、计算；（4）压力管强度校核；（5）压力管抗外压稳定计算。
一、基本资料及参数
1、最大发电流量 ； 2、上游正常水位1000m； 3、下游设计尾水水位850m； 4、管轴线与水平线夹角 ；
5、上游正常水位至伸缩节水位差7m； 6、镇墩与地基摩擦系数 ； 7、支墩与管身摩擦系数 ； 8、伸缩节摩擦系数 ； 9.水轮机调节时间 。 二、压力管功能及布置 功能：从水库、前池或调压室向水轮机输送水量。 布置：采用明钢管敷设。
布置时要尽可能选择短而直的线路，明钢管敷设在陡峭的山坡上；尽量选择良好的地质条件，明钢管敷设在坚固而稳定的山坡上，支墩和镇墩尽量设在
坚固的岩基上，并清除表面覆盖层；尽量减少管道的起伏波折，避免出现反坡，利于管道排空，明钢管底部应高出地表至少0.6米，以便安装和检修；避开可能发生山崩或滑坡的区，明钢管尽量沿山脊布置，避免布置在山水集中的山谷中，若明钢管之上有坠石或可能崩塌的峭壁，要事先清除；首部设事故闸门，并考虑设置事故排水和防冲设施。
三、明钢管的固定、设计
1.明钢管的敷设
明钢管敷设在一系列支墩上，底部应高出地表0.65米。 明钢管宜做成分段式，在首尾设镇墩，两镇墩之间设伸缩节。伸缩节布置在管段的上端，靠近上镇墩处。敷设方式如图：
2.明钢管的设计
（1）管径的确定
采用经验公式——彭德舒公式来初步确定压力钢管的经济直径：
式中： 为钢管的最大设计流量， ；H为设计水头，m。 由基本资料得：
所以
压力钢管直径进制采用D=50mm为模,所以取D=2.05m。
（2）管长确定
上游正常水位1000m，闸门进口水位为993m，上游正常水位至伸缩节水位差7m，下游设计为水位850m。 取进口直管段长5m，出口直管段长5m。
斜管段垂直距离为993-850=143m，管轴线与水平线夹角 。所以斜管段长
所以，压力管道总长为
总
四、压力管水击计算
1.直接与间接水击的判断
明钢管水锤波速可近似的取为1000m/s，已知水轮机调节时间 。
所以
水轮机开度的调节时间 2. 第一项水击与极限水击判断
为起始开度，当电站满负荷运行时， ；当电站以部分负荷运行时 。 为水锤常数。当 时发生第一相末水锤，为第一相水击，除第一相水击以外的各种水锤现象统统归入极限水击一类。
，故为间接水击。
当电站满负荷运行时 ，所以为极限水击。 3.水击公式选择 阀门开度变化时管道中水流动量的相对变化率： 水锤的最大值： 所以
4.水击常数的计算
5.动水头计算
水电站压力管道布置设计
