基普克水电站压力管道经济比选分析

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水电站压力管道最优管径序列的确定

水电站压力管道最优管径序列的确定
徐关泉;王金桃
【期刊名称】《河海大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】1990(000)003
【摘要】水电站压力管道的管径通常分段用解析法计算确定,由此所得的管径序列不能确定为最优序列.本文对用动态规划法决策露天钢管最优管径序列的方法进行了探讨,在该法的优化计算中,将具有N管段的管径作N维设计变量考虑、取整个管道的年费用最小为计算准则,而管道中的水击压力分布和流量过程则通过迭代计算同时确定.文中列有某工程算例的一些结果.计算表明该法所得最优管径序列可信,结果较解析法精确,计算工作量较枚举法小得多,是一种可靠而有效的确定最优管径序列的方法.
【总页数】6页(P85-90)
【作者】徐关泉;王金桃
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TV732.4
【相关文献】
1.确定输油管道翻越点后最优管径组合的简便算法 [J], 刘先涛
2.输油管道翻越点后最优管径组合的确定 [J], 刘先涛
3.水击约束条件下压力管道管径序列的优化方法 [J], 徐关泉;宋海聚
4.泵站工程压力管道最优管径的计算机求解 [J], 吴建华;孙文安
5.杉木人工林碳汇木材复合经济收益分析及最优轮伐期确定*--基于时间序列预测模型 [J], 林卓;吴承祯;洪伟;洪滔
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水电站压力管道学习分析

水电站压力管道介绍一压力管道的功用和类型 (2)（一）功用及特点 (2)（二）分类 (2)二压力管道的线路选择及尺寸拟定 (2)（一）供水方式 (2)（二）明管布置 (3)（三）线路选择 (3)（四）压力管道直径的选择 (4)三明钢管的敷设方式及附件 (4)（一）明钢管的敷设方式和支承方式 (4)（二）阀门及附件 (6)四作用在明钢管上的力 (9)（一）力和荷载种类 (9)五明钢管的结构分析 (10)（一）钢管管壁厚度估算 (10)（二）管身的应力分析 (10)（三）强度校核 (14)六明钢管的抗外压稳定 (15)（一）明钢管外压失稳的原因及失稳现象 (15)（二）光滑管段的稳定性 (15)（三）加劲钢管的外压稳定 (16)七分岔管 (17)（一）分岔管的功用、特点 (17)（二）岔管的布置形式 (17)（三）岔管的结构形式 (18)八地下埋管 (20)(一)地下埋管的布置与工作特点 (20)(二)地下埋管的抗外压失稳 (21)九混凝土坝体压力管道 (24)(一)混凝土坝体压力管道的特点、类型和布置 (24)(二)坝内埋管 (24)(三)下游面管道 (26)一压力管道的功用和类型（一）功用及特点1 功用压力管道是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水管。

2 特点(1) 坡度陡(2) 内水压力大，且承受动水压力的冲击(水击压力)(3) 靠近厂房。

严重威胁厂房的安全。

压力管道的主要荷载为内水压力，HD值是标志压力管道规模及技术难度的重要参数值。

当V=5~7m/s时，HD≈(0.15～0.18) NgH当Ng相同时，H愈大，HD愈大。

目前最大达5000m2。

目前最大直径的钢管是巴基斯坦的塔贝拉水电站第三期扩建工程的隧洞内明钢管，直径为13.26m。

（二）分类二压力管道的线路选择及尺寸拟定（一）供水方式1．单元供水：一管一机。

不设下阀门。

优点：结构简单(无岔管)、工作可靠、灵活性好，易于制作，无岔管缺点：造价高适用：(1) 单机流量大、长度短的地下埋管或明管；(2) 混凝土坝内管道和明管道2．联合供水：一根主管，向多台机组供水。

水电站调压井及压力管道竖井优化探讨

城市工程107产城水电站调压井及压力管道竖井优化探讨李春生阜新万钢建筑工程有限公司，辽宁阜新123000摘要：随着社会的发展，我国的各行各业的发展也有了很大的进步。

压力管道的设计工作是确保水电站正常运行的重要环节，因此，只有做好设计把关和设计资格认证才能够确保设计的压力管道的质量水平。

本文主要探讨了在水电站工程中设计压力管道的时候应该着重注意的几点问题。

关键词：水电站调压井；压力管道；竖井优化探讨1 水电站压力管道的位置设计1.1 综合考虑多种因素，比选最佳方案通常情况下，在设计压力管道的位置时应该综合考虑各种因素，例如地质、施工条件、地形、运行状况、水力学以及枢纽布置等，继而设计出几种可行方案，再通过分析各个方案的技术经济指标情况，然后从中选出最佳的设计方案。

1.2 符合整体的枢纽布置要求一般水电站内部设计的压力管道必须符合整体的枢纽布置要求，同时，铺设压力管道的地区还需要满足以下几个方面的条件，即岩体结构完整稳定、较好的水文地质状况、地质构造简单、上部岩石层足够厚、岩石足够坚硬以及方便施工等。

1.3 确保岩层和压力管道的管线之间的夹角较大通常在设计水电站的压力管道并铺设管线之前，应该测量岩层和预铺设的管线之间的夹角大小，确保夹角较大。

如果岩体的整体呈块状结构，那么夹角要大于30度；如果岩体呈层状结构，那么夹角要大于45度。

为了确保岩层的稳定，可以使铺设的管线方向尽可能地和最大水平地的应力方向保持一致。

2 优化措施分析2.1 通气洞及穹顶开挖支护通气洞开挖前应进行洞脸清理及防护，在洞口上方设截水天沟将水引至排水沟，洞口设护拱进洞，洞内根据实际地质情况进行支护。

开挖至调压井中心后开始进行穹顶扩挖。

穹顶扩挖由中心向四周进行开挖。

通气洞开挖至调压井井边时，先开挖5×5m的小洞至调压井中心，然后将中心位置扩至顶部。

在开挖过程中可根据围岩情况进行临时支护：φ22锚杆，长3m，间排距1.5m，拱部喷射C20砼厚度10cm，边墙5cm。

水电站压力管道的应用与研究

水电站压力管道的应用与研究发布时间：2023-02-17T08:44:42.785Z 来源：《工程建设标准化》2022年10月19期作者：翟献超[导读] 在水电站工程设计当中，水电站压力管道的设计应用是否科学合理以及管道的布置方式和管道材质也对于水电站的运行以及安全可靠性影响颇深翟献超中国葛洲坝集团第一工程有限公司湖北宜昌 443000摘要：在水电站工程设计当中，水电站压力管道的设计应用是否科学合理以及管道的布置方式和管道材质也对于水电站的运行以及安全可靠性影响颇深。

因此水电站压力管道的应用在水电站工程设计当中，应该受到高度重视。

本文通过对水电站压力管道的应用与研究进行分析，希望通过分析能为日后的水电站压力管道工程做出一定的贡献，也能为后续的水电站压力管道工作提供参考，实现水电站压力管道的可持续化发展以及通过更好地对水电站压力管道的应用来提升水电站的安全性以及可靠性。

关键词：水电站；压力管道；应用研究1.水电站压力管道的功能作为水电站工程设计当中的一大重要环节水电站压力管道的功能主要是从水库、调压室或者压力前池向水轮机输送水量，这也就造成了压力管道内的压力时刻处于高压状态，而压力管道又负责着水电站大部分水量的运输，且一般水电站压力管道的安装坡度相对较陡，也就导致了压力管道内的内水压力较大，同时压力管道一般在输送水的过程当中还将承受着高压水量的冲击，并且水电站压力管道一般都靠近工厂厂房，因此，一旦压力管道出现问题，就很有可能对厂房造成破坏，形成大量的经济损失【1】。

所以在设计水电站压力管道的方面对于其所使用的材料、加工工艺以及设计方法都有着特殊的要求。

只有使用耐高压的材料以及科学合理的加工工艺及设计方法才能够对于水电站压力管道的质量有所保障。

同时也能减少水电站压力管道因材料或加工工艺不合格所导致的安全隐患问题发生。

2.波纹管伸缩节在水电站压力管道上的应用水电站压力管道的设计应用，除了要考虑的水压之外，还需要对运行当中的温度应力进行考虑。

水电站压力钢管水锤压力的统计特征研究

c 的比值
= 0. 205 。
对于小样本的随机变量的分布模型检验 , 本文分别采用数理统计学中的 K S 法、 W 2 法、 U 2 法和 A D法 [ 10, 11] 进行了假设检验。对可靠度分析中常用的 3 种分布类型 , 即正态分布、对数正态分布和极值型分布, 取显著性水平 = 0. 05, 其检验结果如表 2 所示[ 12] 。由表 2 可以看出 , 在显著性水平 = 0. 05 下, 统计量值 < 1 均成立 , 因此上述 3 种常用分布均不临界值统计量值拒绝接受。根据有限比较法, 即临界值越小者, 检验接受水平越好。由表 2 所列结果可知 , 相对水锤的比值 K 的概率分布模型以对数正态分布和极
第21卷第 1期 2004年2月
长
江
科
学
院
院
报
Journal of Yangtze River Scientifi c Research Insti tute
Vol. 21 N o. 1 Feb. 2 0 0 4
文章编号 : 1001 5485( 2004) 01 0004 04
水电站压力钢管水锤压力的统计特征研究*
相对水锤的比值 K 分布模型检验
Probability distr ibution model inspection for ratio K of relative water hammer pr essure
正态分布对数正态分布统计量值临界值 0. 335 0. 281 0. 273 0. 414 1 2 5 4 统计量值 0. 095 0. 025 0. 025 0. 186 2 4 4 5 临界值 0. 301 4 0. 122 7 0. 113 0 0. 689 0 统计量值临界值 0. 315 0. 207 0. 224 0. 270 8 0 8 7 统计量值 0. 104 0. 036 0. 035 0. 240 5 0 2 6 极值型分布统计量值临界值 0. 346 0. 162 0. 220 0. 332 7 2 0 3

高水头小流量水电站压力钢管结构分析与设计论文

高水头小流量水电站压力钢管结构分析与设计摘要:hm水电站属于小流量、高水头的引水式电站，该电站压力管道部分全线采用地下埋管，调压井与主厂房之间采用一竖井一平洞连接。

本文结合压力钢管设计，对压力钢管主、岔、支管的总体布置、水力计算、管材及壁厚选择、结构设计进行分析。

关键词: 地下埋管竖井外水压力结构设计分析岔管abstract: hm hydropower station belongs to a small flow, high water head of water diversion type power station, the power of the pressure piping all buried pipes, surge tank and main building between the shaft well a flat a hole connection. combining with the design pressure pipe, steel pipe to pressure the bifurcation, pipe, the overall layout, hydraulic calculation, piping and wall thickness selection, structure design for analysis.keywords: buried pipes external water pressure of vertical shaft structure design analysis bifurcation pipe中图分类号：tu318文献标识码：a 文章编号：1 工程概况hm水电站发电引用流量19.71 m3/s,总装机容量为3×25mw，年发电量3.6125亿kw·h，其年利用小时数为4817h。

2 水力计算选定主管直径为3.0m、2.8m、2.6m和2.2m四种，支管直径1.2m，管道过最大引用流量19.71m3/s，主管的流速为2.79～5.16m/s，支管的流速为5.81m/s，相应坝前正常蓄水位1430.0m时，压力钢管的最大静水头为457m，在该水头下，电站带满负荷时，水头损失按9.67m计。

水电站压力管道设计

关键词：水电站；设计；压力管道中图分类号：TV732.4 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2016）12-0141-01
引言压力管道是从压力前池或者调压井向水轮机输送水量的钢管，管道集中了水电站全部的水头，内水压力大，靠近厂房，还承受动水压力的冲击，一旦压力管道遭到破坏，会直接威胁到厂房的安全。压力管道是水电站正常运行的重要环节，它的设计方法、材料和工艺都会直接影响到水电站的正常运行。因此在水电站建设的时候要合理设计压力管道，确保水电站的安全。 1 水电站压力管道的布置 1.1 选择最佳压力管道设计方案水电站的施工环境比较复杂，压力管道的布置在设计的时候应该充分考虑到各项因素，比如水电站的地质条件、地形地貌等情况。 1.2 压力管道的布置型式压力管道主要分为埋管、明管。埋管主要用于管线地形坡度陡，地质岩层较好的电站；明管适用于管线地形坡度较缓的电站。 2 水电站压力管道的管径大小、水利计算、管壁厚度计算 2.1 水电站压力管道经济管径计算高水头电站压力钢管通常按经济管径经验公式进行计算选定，即：
4 钢管刚度及强度校核钢管刚度校核按下式进行： δ≥D/130 管壁强度校核按第四强度理论进行（计算断面为钢管的最末端） (σx2+σθ2-σxσθ+3τθx2)1/2≤δR 式中：σx ——轴向应力（N/mm2） σθ ——环向应力（N/mm2） τθx ——剪应力（N/mm2） δR ——钢管的抗力限值（N/mm2）经计算，钢管壁厚≥D/130，即满足钢管的强度和刚度要求，不须设加劲环。 2.4 镇、支墩稳定及应力计算计算镇墩时考虑的作用力有水管自重轴向分力、温度变化引起的沿支墩面的摩擦力、水管转弯处的内水压力、伸缩节头边缝处的内水压力，其余作用力很小，可略而不计。计算镇墩稳定性时，抗滑稳定安全系数取较大值KC=1.5~2.0。作用于镇墩上的力取不利组合，发生于电站在设计水头满负荷运转后温度升高的条件下，将诸力迭加并分解为水平分力和垂直分力，按下式计算必需的镇墩重量和体积，按镇墩的砼体积拟定镇墩结构尺寸，再进一步校核其地基应力。按下式计算： K= f (Y G)

水电站压力管道

第八章水电站压力管道第一节压力管道的功用、类型一、功用和特点压力管道是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水管，一般为有压状态。

其特点是集中了水电站大部分或全部的水头，另外坡度较陡，内水压力大，还承受动水压力的冲击(水锤压力)，且靠近厂房，一旦破坏会严重威胁厂房的安全。

所以压力管道具有特殊的重要性，对其材料、设计方法和加工工艺等都有特殊要求。

压力管道的主要荷载为内水压力，管道的内直径D(m)和其承受的水头H(m)及其乘积HD值是标志压力管道规模及技术难度的重要参数值。

目前最大直径的钢管是巴基斯坦的塔贝拉水电站第三期扩建工程的隧洞内明钢管，直径为13.26m。

HD值最高的常见于抽水蓄能电站，已超过5 000m2。

二、分类压力管道可按照布置型式和所用的材料分类，见表8-1。

其中，明管适用于引水式地面厂房，地下埋管多为引水式地面或地下厂房采用，混凝土坝身管道则只能在混凝土坝式厂房中使用。

由于钢材强度高，防渗性能好，故钢管或钢衬混凝土衬砌管道主要用于中、高水头电站；而钢筋混凝土管适用于中小型电站。

(一) 钢管钢管按其自身的结构又可分为：(1) 无缝钢管。

其直径较小，适用于高水头小流量的情况。

(2) 焊接钢管。

适用于较大直径的情况。

焊接钢管由弯成圆弧形的钢板焊接而成，焊缝结构如图8-1所示，一般相邻两节管道的纵缝应错开一定角度，以避免焊缝薄弱点在同一直线上。

(3) 箍管。

当HD>1 000m2时，钢板厚度一般会超过40mm，其加工比较困难，因而在这种情况下常采用箍管。

箍管是在焊接管或无缝钢管外套以无缝的钢环(钢箍，称为加劲环)，从而使管壁和钢箍共同承受内水压力，以减小管壁钢板的厚度。

钢管所使用的钢材应根据钢管结构型式、钢管规模、使用温度、钢材性能、制作安装工艺要求以及经济合理等因素参照设计规范选定。

(二) 钢筋混凝土管钢筋混凝土管具有造价低、刚度较大、经久耐用等优点，通常用于内压不高的中小型水电站。

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１工程概况
基普克水电站位于基普克河出山口下游阶地上，为
引水式水电站。主要由引水渠首、引水渠道、压力前池、泄
中，最常见的管材有预应力钢筒砼管（ＰＣＣＰ）、球墨铸铁
管、钢管（无缝或焊接）、预应力钢筋砼管、玻璃钢夹砂管
Ｊｕ１．，２０１５
基普克水电站压力管道经济比选分析
潘秀玲
（水利部新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐８３００００）
［摘要］长管道水电站在管道投资占整个电站投资比重较大，因此合理选择管材、管径及布置方案极为重要。通过对国内比较成熟的管道管材分析，结合基普克水电站的实际情况，经过压力管管材、管径以及布置方式的比选，最终确定技术、经济等多方面因素最优的压力管道形
ａｎｄＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＫｉｐｋｅＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒ
ＰＡＮＸｉｕ— — ｌｉｎｇ
（ＸｉｎｊｉａｎｇＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｕｒｖｅｙａｎｄＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｕｒｕｍｑｉ８３００００，Ｃｈｉｎａ）
ｉｍｐｏｒｔａｎｔ．Ｔｈｉｓａｔｉｒｃｌｅｔｈｒｏｕｇｈｔｏｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃｐｉｐｅｓｍａｔｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｓｉｔｕａ — ｔｉｏｎｏｆｋｙｐｋｅｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｐｉｐｅ，ｐｉｐｅｄｉａｍｅｔｅｒａｎｄａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｍｏｄｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ
水陡坡、压力管道、厂房、升压站、尾水渠等组成。工程设
计规模：水电站装机容量４ＭＷ，为Ｖ等工程，规模为小（Ｕ）型。年平均发电量１４１３．６×１０ｋＷ－ｈ，保证出力
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｐｉｐｅｌｉｎｅｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｌｏｎｇｐｉｐｅｌｉｎｅｉｎｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｏｃｃｕｐｉｅｓｔｈｅｅｎｔｉｒｅｓｔａｔｉｏｎｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅｒ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｒｅａｓｏｎａｂｌｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｐｉｐｅｄｉａｍｅｔｅｒａｎｄｌａｙｏｕｔｉｓｖｅｒｙ
（ＦＲＰ）、塑料（硬聚氯乙烯）管（ＵＰＶＣ）等。

钢筋砼管糙率较大，承压能力较低，一般多用于５０ｍ以下的水头；塑料（硬聚氯乙烯）管（ＵＰＶＣ）承压能力低，重量轻，安装方便，主要用于小管径的农村供水工程。目前，国内外水电站长距离输水工程的管道主要有管材钢筒砼管（ＰＣＣＰ）、玻璃钢管、焊接钢管等。
ｎｏｌｏｙ，ｅｇｃｏｎｏｍｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎ；ｐｒｅｓｓｕｒｅｐｉｐｉｎｇ；ｐｉｐｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌ；ｔｈｅｄｉｍｅａｔｅｒｏｆａｐｉｐｅ
式。
［关键词］水电站；压力管道；管材；管径
［中图分类号］Ｔｖ７４［文献标识码］Ｂ［文章编号］１００６— ７１７５（２０１５）０７—０１０４— ０３
ＴｈｅＰｒｅｓｓｕｒｅＰｉｐｅＳｔａｔｉｏｎＥｃｏｎｏｍｉｃＡｎａｌｙｓｉｓ
第２１卷第７期２０１５年７月
水利科技与经济
ＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｃｏｎｏｍｙ
Ｖｏ１．２１Ｎｏ．７
ａｎｄｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄｕｌｔｉｍａｔｅｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｐｉｐｅｌｉｎｅｆｏｍｒｍａｎｙｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈａｓｔｅｃｈ —