当前课程知识点：水能与水资源利用 > 第八章 水电站水利枢纽 > 第三节 水电站引水建筑物 > 第三节 水电站引水建筑物（2）
各位同学
大家好
上次课我们开始学习水电站引水建筑物
水电站引水建筑物主要包括进水口、引水道、
压力前池、调压室以及压力水管等
上次课我们已经讲解了有压进水口和无压进水口
以及有压进水口的四种基本形式
坝式、洞式、墙式和塔式进水口
本次课我们将继续学习水电站引水建筑物的引水道、
压力前池、调压室及压力管道
引水道分为有压和无压两种形式
常见的有
有压引水隧洞和渠道
首先我们介绍有压引水隧洞
这是一种有压引水道
所谓有压是指隧洞内的水体除承受大气压外
还承受一定的水头压力
有压隧洞运行时沿程充满水
保持有压状态
内水压力通过隧洞壁传递到周围山体
当进水口在水面以下时
如有压引水式水电站和混合式水电站
其后衔接的一定为有压引水隧洞
有压引水隧洞过流量大、能以较短的
路径集中较大水头
其断面多为圆形
山岩内壁需要衬砌
以防止漏水
此外
在计算断面的经济直径时
经济流速多取2.5-4.0m/s
关于有压引水隧洞
我们简单介绍到这里
接着
我们介绍渠道
渠道是最简单的无压引水道
所谓无压是指水体具有自由水面
水面与大气相通
水体仅承受大气压
不同于有压隧洞
除大气压外还承受水头压力
渠道由于其构造简单
施工维修方便
相对于隧洞施工技术难度和成本一般都要低
因此
在无压引水系统中使用较为普遍
但是
使用渠道这种无压引水结构时
在渠道末端与压力管道衔接的地方
需要设置压力前池作为过渡建筑物
从无压引水渠道过渡到有压引水管道
压力前池是水电站无压引水系统中一定要设置的建筑物
所以下面我们紧接着介绍压力前池
刚才讲了压力前池的位置
而且说是一定要设的
那它到底有什么构造
并起到什么作用呢
下面我们分3个方面介绍压力前池的功能及其相应构造
（1）分配和缓冲调节流量功能
压力前池
自渠道末端至有压引水管进水口逐渐
加宽加深而成的蓄水建筑物
其可以将引水渠道引来的流量均匀分配给各有压引水管
并根据水电站负荷变化
缓冲调节进入有压引水管的流量和引水渠的来水
如电站突然增加负荷
引用流量增大
超过渠道来水
这时压力前池内的水量可以临时补充差值
或电站突然减小负荷
引用流量小于渠道来水
则前池也可以临时容纳多余流量
从而缓冲和协调来水和泄水间的矛盾
（2）泄洪功能
压力前池设有溢流堰和泄水陡槽
当前池内无法容纳多余来水时
多余水量可通过溢流堰及其后的泄水陡槽下泄
并返回到下游河道中
避免漫顶
（3）拦截排除漂浮物、泥沙和冰
压力前池内设有拦污栅、排沙廊道及排冰道
可以拦截和排除渠道内的漂浮物、泥沙或冰块
避免其进入有压管道或淤积压力前池
此外
若空间允许
可以在靠近压力前池的上游设置日调节池
对渠道来水进行更大程度的调蓄作用
提高电站保证率
并且可使无压引水式水电站具备担任峰荷的能力
学习完压力前池
我们下面学习
紧接在压力前池后面的有压引水管道
压力水管
压力水管
是从水库、压力前池或调压室向水轮机
输送水量的有压引水管道
电站的发电水头主要集中在这一段
因此
其特点是承受大部分或全部水头
内水压力大
同时
受地形影响
坡度陡
靠近厂房
施工难度大
施工质量要求高
此外
压力水管紧接水轮机
在负荷发生变化
水轮机引水流量跟着变化时
压力水管内会发生水锤现象
因此
需要尽量缩短其长度
减小水击压力和改善水轮机运行条件
根据布置位置
压力水管可分为露天式、隧洞式和坝内式三种
根据供水方式
压力水管可分为单独供水、分组供水和
联合供水三种方式
三种方式各有优缺点
单独供水方式
一台机组一根管
供水可靠
运行灵活
各机组间互不干扰
但需钢材多
主要用于单机引用流量大
管路短的大型水电站
因此
在引用流量较小、管道线路较长时
可采用联合供水方式
联合供水方式
用一根总管
在其末端分叉成若干支管
分别接到各台机组
可节约钢材
降低造价
但需要设置复杂的分叉管
每台机组需要设置闸门
总管道检修时所有机组都要停止运行
因此
运行条件较差
所以
产生了分组供水方式
分组供水介于单独供水和联合供水之间
多根总管
一根总管连接几台机组
降低造价成本的同时
也可降低机组间的相互干扰
适用于压力水管长、机组台数多和容量大的电站
在介绍完无压引水道、压力前池和
压力水管组成的引水系统后
我们还需要补充调压室这个建筑物的内容
当引水道采用有压隧洞连接压力水管时
从进水口到水轮机的整条管道都是有压的
这样会引起有压管道过长而水击压力增加的问题
根据研究
有压水管越长
流速越大
水击压力就会越大
因此为了降低水击压力
工程上会在有压引水道上设置调压室作为减压措施
调压室相当于在密闭的管道上开了一个天窗
让密闭在管道中的有压水在这里变为自由水
可有效截断水锤向上游的传播
降低水锤对管道的水击压力
调压室一般在靠近厂房的
有压引水道上方的山体中开挖竖井而成
根据其布置位置
可分为上游调压室
设置在厂房上游
下游调压室
设置在下游压力尾水道上
上下游调压室
厂房上下游压力水道都较长时
上下游都设置调压室
上游双调压室
上游压力引水道太长
可在上游设置两个调压室
如图中所示
按照结构形式
主要有简单圆筒式、阻抗式、双室式、
溢流式以及差动式等几种
同学们
我们这次课的内容就讲解到这里
本次课我们主要讲解了两种引水建筑物组合
无压引水渠道+压力前池+压力水管组合和
有压引水隧洞+调压室+压力水管组合
温故而知新
请同学们在课下对相关知识进行复习
谢谢大家观看
下次课再见
-第一节 水资源与水能资源
--水资源与水能资源
-第二节 水能资源的分布及特点
-第一节 水资源的综合利用
-第二节 水力发电
--第二节 水力发电
-第三节 水能资源的开发方式
--小节测试
-第四节 河流的综合利用规划和梯级开发
-第一节 水文的基本概念
-第二节 累积频率计算
-第三节 设计年径流量推求
--讨论：为什么不能直接利用经验频率曲线进行设计年径流量的推求？
-章节测试
-第一节 水库特性
--第一节 水库特性
-第二节 兴利调节的作用及分类
-第三节 设计保证率和设计代表期
-第四节 径流调节计算
-第一节 水能计算的目的和方法
-第二节 水电站保证出力和多年平均发电量
-第三节 电力系统负荷及容量组成
--第三节小节测试
-第四节 各类电站工作特性
-第五节 水电站在电力系统中的运行方式
-第一节 水电站最大工作容量的确定
--讨论：说说电站除了设置最大工作容量为何还要设置备用容量才能满足正常供电的要求？
-第二节 电力系统备用容量的确定
-第三节 水电站重复容量的选定
-第四节 水电站装机容量的选择
-第五节 以发电为主的水库特征水位的选择
-第一节 水电站群的分类及补偿特性
-第二节 梯级水电站群的径流调节和补偿调节
-第三节 并联水电站群的补偿调节
-第四节 水电站群参数选择
-第一节 水电站水利枢纽概述
-第二节 水电站挡水建筑物
-第三节 水电站引水建筑物
-第四节 泄水建筑物和其他建筑物
-章节测试
-第一节 水电站厂房的任务、组成及类型
-第二节 水电站厂区枢纽布置
-第三节 厂房设备及布置
-第四节 水电站厂房的建设流程
-第五节 主厂房的轮廓尺寸
