水电站调压室的基本类型
《水电站》11 调压室
x0 ln(1 xm ) xm
式中
h x 0 w0 S
Zm xm S
xm的符号在静水位以上为负，以下为正。
LfV02 S 为“引水道-调压室”系统特性系数。 2 gFhw0
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2．波动第二振幅(Z2) 丢弃负荷后，调压室中水位先升高到最高水位Zm 。 随后又降到最低幅值Z2，Z2称为第二振幅。
位于厂房上游引水道上。适用：厂房上游有压 引水道较长，应用最广泛。
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2、下游调压室(尾水调压室)
位于厂房下游尾水洞上。适用尾水隧洞较长， 需设置尾水调压室以减小水击压力，特别是防止 丢弃负荷时产生过大的负水击，尾水调压室应尽 可能靠近厂房。
尽量靠近厂房，以缩短压力管道的长度。 应有自由水表面和足够的底面积，以保证水锤
波的充分反射；
调压室的工作必须是稳定的。负荷变化时，引
水道及调压室水体的波动应该迅速衰减；
正常运行时，水流经过调压室底部造成的水头
损失要小。
结构安全可靠，施工简单方便，经济合理。
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(5) 差动式调压室 由两个直径不同的同心圆筒组成，中间的圆筒直径较 小，上有溢流口，称为升管，其底部以阻力孔口与外 室相通。 特点：外室直径较大，起盛水及保证稳定的作用，其 断面积由波动稳定条件控制。 所需容积较小，水位波动衰减 得也较快。但其构造复杂，施 工难度大，造价高。 适用：地形和地质条件不允许 大断面的中高水头水电站，我 国采用较多。
降水位与水库持平，水流惯性使得继续流向水
库，直到V=0 再次向下游流动，循环往复。
第十章 调压室
调压室的投资(土建投资) 几乎占引水系统投资 的1/4-1/5，因此是否设置调压室，必须在电站调节 保证计算及电站稳定运行综合分析的基础上，并考 虑水电站在电力系统中的作用、地形及地质条件、 压力管道的布置等因素，进行技术经济比较分析。
二、调压室的设置条件
1、上游调压室的设置条件 初步分析时，由水流加速时间(压力引水道的惯 性时间常数)Tw判断：
Tw
L V T
i i
gH p
w
(6-1)
Li—压力引水道(包括蜗壳和尾水管)各段之长度； Vi—上述各段水道相应的流速； g—重力加速度； Hp—水轮机的设计水头； [Tw ]—Tw的允许值，一般取2~4s。
当调压室水位到达最高水位 之前，水锤压力早已衰减消失， 两者最大值一般不会出现。
10.2 调压室的设置条件及位置选择
一、调压室的基本要求 (1)应有自由水面和足够的底面积。以保证水锤 波充分反射。 (2)内水位波动都是逐渐衰减的，且越快越好。
(3) 调压室内波动振幅小，频率低。可减小调压 室的高度，并有利机组运行。
2、下游调压室的设置条件
尾水调压室的功用是缩短尾水道的长度，减小 甩负荷时尾水管中的真空度，防止水柱分离。 以尾水管内不产生液柱分离为前提，条件为：
Lw 5Ts (8 Hs ) Vw0 900 2 g
2 Vwj
5Ts Lw (8 ，只有在必要的情况下才进 行联合分析。
二、调压室的功用(讲过了) 反射水锤波、 缩短了压力管道的长度、改善机 组运行条件。
调压室
三、调压室的工作原理
引水道-调压室水位波动现象的研究目的：确定 调压室的断面和高度。
水电站调压室设计规范
水电站调压室设计规范Specification for design of surge chamber of hydropowerstation中华人民共和国电力行业标准水电站调压室设计规范主编部门：电力工业部华东勘测设计研究院批准部门：中华人民共和国电力工业部中华人民共和国电力工业部关于发布《水电站调压室设计规范》电力行业标准的通知电技［1996］733号各电管局，各省、自治区、直辖市电力局，水电水利规划设计总院，各有关单位：《水电站调压室设计规范》电力行业标准，经审查通过，批准为推荐性标准，现予发布。
其编号为：DL/T5058－1996该标准自1997年5月1日起实施。
请将执行中的问题和意见告水电水利规划设计总院，并抄送部标准化领导小组办公室。
1996年10月31日目次1总则2术语、符号3调压室的设置条件及位置选择4调压室的基本布置方式、基本类型及选择5调压室的水力计算及基本尺寸的确定6抽水蓄能电站调压室的设计7调压室的结构设计、构造、观测及运行要求附录A压力水道水头损失计算公式附录B调压室的涌波计算公式附录C抽水蓄能电站水泵工况断电、导叶拒动时的调压室涌波计算方法本规范用词规定附加说明1总则1.0.1水电站调压室是压力水道系统中一项重要建筑物，为体现国家现行的技术经济政策，积极慎重地采用国内外先进技术和经验，统一调压室设计的标准、要求，特制定本规范。
1.0.2本规范适用于大、中型水利水电枢纽工程中常规水电站和抽水蓄能电站调压室设计，小型水电站的调压室设计可参照执行。
1.0.3水电站调压室设计应根据地形、地质情况、压力水道的布置、机电特性和运行条件等资料，经综合论证，做到因地制宜、经济合理、安全可靠。
1.0.4水电站调压室设计除必须遵守本规范的规定外，还应符合SDJ12—78《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)》(试行)及补充规定、SD134—84《水工隧洞设计规范》、SDJ173—85《水力发电厂机电设计技术规范》(试行)、DL/T5057—1996《水工混凝土结构设计规范》、SDJ10—78《水工建筑物抗震设计规范》(试行)等现行的国家、行业有关标准与规定。
水锤及调压室—调压室
T
w
Liv gH p
i
T w
式中
TW ——压力引水道中水流惯性时间常数， Li ——包括蜗壳和尾水管的压力引水道各段长度， Vi ——各段管道中水流速度， HP ——水电站设计水头，[TW] ——TW的允许值。
三、调压室的设置条件
2、设置下游调压室的条件
尾水调压室的功用是缩短尾水
L 道的长度，减小甩负荷时尾水 w
二、调压室的基本要求
（1）调压室的位置应尽量靠近厂房，以缩短压力管道的长度。 （2）能较充分地反射压力管道传来的水锤波。 （3）调压室的工作必须是稳定的。 （4）正常运行时，水头损失要小。 （5）工程安全可靠，施工简单方便，造价经济合理。
三、调压室的设置条件
1、设置上游调压室的条件
初步分析时，可用压力引水道中 水流惯性时间（也称水流加速时 间）TW常数 来判断。
由H1=H0-hw0-3hwm0可知，在引水线路不变的情况下，调压室愈靠近厂房， H1愈大，有利于水位波动的衰减。因此，调压室应尽量靠近厂房。
F
Fk
2g (H0
Lf hw0
3hwm0 )
八、影响波动稳定的主要因素
4、调压室底部流速水头的影响 对引水道而言，流速水头的作用与水头损失相似，相当于加大了摩阻损 失。但对水轮机来说，并不减小水电站的有效水头。 引水道直径越大，长度越短，流速水头影响越显著。调压室底部的流速 水头将对波动稳定是有利的。但由于调压室底部水流状态紊乱，故不能 考虑全部流速水头的作用。
室，室中一部分充水，另一部分充满高压空
气。利用空气的压缩或膨胀，来减小水位涨
落的幅度。适用于表层地质条件不适于建造
常规调压室的情况下深埋于地下的引水式地
水电站教程课件 第十章 调压室
运行后渗水对围岩及边坡稳定的不利影响，以免由于地下水位的改变而导致围岩失稳坍塌。
（4）由于扩建电站或电站运行条件改变等原因，必须增设副调压室时，其位置宜靠近
主调压室。
243
第二节 调压室的基本布置方式及类型
一、调压室的基本布置方式
根据调压室与厂房相对位置的不同，调压室在压力水道中有以下 4 种基本布置方式。 1.上游调压室 调压室布置在厂房上游的压力水道上，如图 10-1（a）所示，也称引水调压室，它适用 于厂房上游引水道较长的情况，这种布置方式应用最为广泛。 2.下游调压室 调压室布置在厂房下游的压力水道上，如图 10-1(b)所示，也称尾水调压室。当水电站 厂房下游具有较长的有压尾水道时，需在尾水道设置下游调压室以减小尾水道中的水击压 力，特别是防止丢弃负荷时产生过大的负水击，下游调压室也应尽可能地靠近厂房。 电站正常运行时，下游调压室的稳定水位高于下游水位，其差值等于调压室至尾水道出 口的水头损失。下游调压室的水位变化过程与上游调压室相反。当丢弃负荷时，水轮机流量 减小，调压室需要向尾水道补充水量，因此水位首先下降，达到最低点后再开始回升；在增 加负荷时，下游调压室水位首先开始上升，达最高点后再开始下降。下游调压室的水力计算 基本原理与上游调压室相同，应用时要注意符号的方向。 3. 上、下游双调压室系统 当水电站厂房的上、下游都有较长的压力水道时，需在厂房的上、下游分别设置调压室 而成上、下游双调压室系统，用以减小水击压力和改善机组的运行条件，如图 10-1 (c)所 示。 丢弃全部负荷时，上、下游调压室的工作互不影响，可分别进行水力计算。当增加负荷 或丢弃部分负荷时，水轮机的流量发生变化，两个调压室的水位都将发生变化，而任一个调 压室的水位的变化，均将引起水轮机流量新的改变，从而影响到另一个调压室的水位的变化， 两个调压室水位变化的相互制约和相互诱发，使整个引水系统的水力现象大为复杂。特别是 当引水道和尾水道的特性接近时，可能发生共振。因此设计上、下游双调压室时，不能只限 于推求调压室水位波动的最大、最小值，而应该求出波动的全过程来研究波动的衰退情况。 4.上游双调压室系统 在上游较长的有压引水道中，有时需设置两个调压室而成上游双调压室系统，如图 10-1(d)所示。靠近厂房的调压室对于反射水击波起主要作用，称为主调压室。靠近上游的 调压室用以反射穿过主调压室的水击波，改善压力水道的工作条件，帮助主调压室衰减水位 波动，降低主调压室高度，称为辅助调压室。辅助调压室愈接近主调压室，所起的作用愈大， 反之愈小。引水系统波动的稳定由两个调压室共同承担，增加一个调压室的断面可以减小另 一个调压室的断面，但两个调压室所需的断面之和应大于只设置一个调压室时所需的断面。 当引水道中有施工竖井可以利用时，采用双调压室方案可能是经济的。 上游双调压室系统一般用于电站扩建，原调压室容积不够而增设辅助调压室。有时因结 构、地质等原因，需设置辅助调压室以减小主调压室的尺寸，或当压力水道中有施工竖井可 以利用时，采用双调压室方案可能是经济的。 上游双调压室水位之间相互制约和相互诱发的作用很大，因而水位波动非常复杂，整个 波动并不呈简单的正弦曲线，因此，应合理选择两个调压室的位置和断面，使引水系统的波 动能较快地衰减。
调压室
调压井科技名词定义中文名称：调压井英文名称：surge shaft 定义：位于地面以下的调压室。
也称压力井，水电站的调压井是起到调节水压的作用。
由于发电站的引水管道较长，当机组运行中突然甩负荷关闭导叶时，由于水流的惯性作用，有很大的水锤效应，易损毁发电设备，如无调压井，水锤会击毁导水叶和其它过流部件。
调压井的作用就是让水锤有一个释放的通道，以减小过流部件的压力。
调压室对引水式水电站的有压引水道或地下式厂房的较长有压尾水道，为了减小水击压力，并改善机组的运行条件而建造的水电站平水建筑物(见水电站建筑物)。
它利用扩大了的断面和自由水面反射水击波的特点，将有压引水道分成两段：上游段为有压引水隧洞，下游段为压力水管。
由于设立调压室，使隧洞基本上可避免水击压力的影响,同时也减小压力水管中的水击压力,从而改善机组的运行条件。
按照习惯，当调压室部分或全部设置在地面以上时称为调压塔；调压室大部分埋设在地面以下时，则称为调压井。
有时在具有较长有压引水道，而机组引用流量又较小的水电站上，也可采用调压阀（能自动启闭使压力水管的水流分流排出的一种机械设施）代替调压室。
调压室工作原理（图1）为一具有调压室的水电站引水系统（见水电站引水建筑物）。
当水电站以某一固定出力运行时，水轮机所引用的流量Q0保持不变。
调压室稳定运行的水位比上游低，为Q0通过引水道时所产生的水头损失。
当水电站丢弃全部负荷时,水轮机的流量变为零,压力水管中发生水击现象，水流将随之停止流动。
此时引水隧洞中的水流由于惯性作用仍继续流向调压室，使调压室水位升高,引水隧洞始末两端的水位差随之减小,流速也逐渐减慢。
当调压室的水位达到水库水位时，水流由于惯性作用仍继续流向调压室，使调压室水位继续升高，直至引水隧洞内的流速减小到零为止，此时调压室水位达到最高点。
由于这时调压室的水位高于水库水位，在引水隧洞的始末又形成了新的水位差，所以水流反向水库流去，调压室中水位开始下降。
水电站调压室设计规范[DL T5058-1996]条文说明
![水电站调压室设计规范[DL T5058-1996]条文说明](https://img.taocdn.com/s3/m/aabf3f136529647d2628524b.png)
>中华人民共和国电力行业标准水电站调压室设计规范条文说明目次总则调压室的设置条件及位置选择调压室的水力计算及基本尺寸的确定抽水蓄能电站调压室的设计总则为了在今后调压室的设余座调编制过程中也参照了国外的调压室规范和因此小型水电站的调压室设调压室的设置条件及位置选择调压室的设置条件置调压室说明以压力水道的水流惯性时间常数取长湖电站机组容量万达图是根据美国垦务局和田纳西流域管理局使用的与调速性能关系图按我国法定机组的加速时间常数达值达国外设置调压室的初步判据见表一般较小和流速不均匀分布修正系数表国外设置调压室条件的初步判据与各地大气压力都把水头作为代替调压室的位置选择越能减少压力管道及机组所承受的水为了水力联系密切本条为调压室的基本布置方式本条为调压室的基本类型简单式与阻抗式的区别水室式而完全用双室的实例溢流式专指调压室顶部设有溢流堰泄水的型式不包括有溢流堰的水室式与有溢流堰升差动式亦可与大室相邻分开设置阻抗孔可设在大室与升管之间气垫式我国采用混合型调压室的有及优缺点应注意各种调压室的基本特点简单式调压室结构最简单反射水击波效果最好溢流式调压室当丢弃负荷时具差动式调压室具有溢流和阻抗调压室的优点调压室内的压缩空气大大削减了水调压室的水力计算及基本尺寸的确定调压室的稳定断面面积随着电力系统容量的增大和电器装置的完善国内外均有一些电站在设计中考虑系统或调速器的作用等而采用了小于托马条件的调托马公式的形式现在常见的有以下几种式中的气体体积调压室的涌波计算水击主要对压力管道影响较大孔尺寸选择恰当时是存在的根据以往设计台增至台或由全部负荷时在调压室涌波水位计算中特别是波动周期较长的调压室在上一工况未稳定时另一工况和在设计中应根后重新开机的时间限制等合理的运行要求调压室基本尺寸的确定时压力管道末端及调压时对抑制波动幅度与表表部分阻抗式调压室阻抗孔的取值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大室最低涌波水位等于升管最初时段的下降水必要时还要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和发电工况丢弃全算法列入附录表国内外部分抽水蓄能电站调压室型式及尺寸表续表调压室的结构设计混凝土衬砌厚度调压室结构采用锚杆喷混凝土支护在国内尚无先例有条件的采用锚喷支护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的要求进行抗震并做好边坡的加固处与闸门之间的相互不利作用并提出电站运行。
调压室(1)
调压室。
– 主调压室：对于反射水击波起主要作 用。
– 副调压室：用以反射越过主调压室的 水击波。
– 引水道有施工竖井时，是经济的。
• 辅助调压室有时是因为电站扩建及结 构、地质的原因设置辅助调压室以减 小主调压室尺寸。
5．其它布置方式
– 并联系统 – 串、并联（混联）系统 – 当采用两条并列引水系统引水或当两个水位相近的
击波的反射不如简单式。
3．双室式调压室
– 竖井：断面较小 – 上室：甩负荷时蓄水之用 – 下室：增加负荷和上游低水位甩负荷第二振幅补水之用。 – 适用：水头较高，水库工作深度较大的电站，宜做成地下结构。
4．溢流式调压室
– 特点：顶部设溢流坝，用以限制甩负荷时的最大水位升高。 – 溢流式：常用双室式+溢流堰
5．差动式调压室
– 特点：由大、小两个竖井组成（同心、一侧、大井之外）
6．气垫式调压室（气压式、空气制动式、封闭式）
– 特点：利用封闭气室中的空气压力制约水位高度及其变幅。
7．组合式的调压室
– 根据具体情况，取上述两种或两种以上型式构成。
第二节 调压室的工作原理和基本方程
一、调压室的工作原理
丢荷→流量Q→0
ii ) 求流速变化
④
求流速变化：V1
(Z1
hw1 )
由假定设
(Z1
hwo
)
⑤ 从I点作平线于 v (Z hw ) 的直线与Z=Z 1水平线交于
Ⅱ点, 线段Z 1Ⅱ即为△V1，Ⅱ点的横在标即为V2（△t1末, 即△t 2初）
• △t2
⑥ 由Ⅱ点作垂线，与hw=f ( v )相交于Ⅱ′点，即 hw2=f ( v2 )
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水电站调压室的基本类型
(1) 简单圆筒式调压室
特点：断面尺寸形状不变，结构简单，反射水击波效果好。
但水位波动振幅较大，衰减较慢，因而调压室的容积较大；在正常运行时，引水系统与调压室连接处水力损失较大。
为了克服上述缺点，可采用有连接管的圆筒式调压室。
适用：低水头小流量的水电站。
(2) 阻抗式调压室
将圆筒式调压室的底部，用较小断面的短管或用较小孔口的隔板与隧洞及压力管道连接起来，这种孔口或隔板相当于局部阻力，即为阻抗式调压室。
特点：进出调压室的水流在阻抗孔口处消耗了一部分能量，可以有效地减小水位波动的振幅，加快了衰减速度，因而所需调压室的体积小于圆筒式。
正常运行时水头损失小。
由于阻抗的存在，水击波不能完全反射，压力引水道中可能受到水击的影响。
(3) 双室式调压室
特点：双室式调压室是由一个竖井和上下两个储水室组成。
上室供丢弃负荷时储水用，一般在最高净水位以上，在正常运行时是空的。
下室在正常运行时充满水，供增加负荷时补给水量用，应在调压室中最低静水位以下。
竖井是用来连接上下室和引水道与压力管道的。
刚丢弃负荷时，由于竖井断面较小，水位迅速上升，当水位达到上室时，其上升的速度放慢，从而减小波动振幅。
当增加负荷时，水位迅速下降到下室中，并由下室补充不足的水量，因此限制了水位的下降。
适用：水头较高，要求的稳定断面较小，水库水位变化比较大的水电站。
上室的底部高程由水库最高水位控制，下室的顶部高程由水库的死水位控制。
(4) 溢流式调压室
溢流式调压室顶部设有溢流堰。
当丢弃负荷时，调压室的水位迅速上升，达到溢流堰顶后开始溢流，限制了水位的进一步升高，有利于机组的稳定运行，溢出的水量，可以设上室加以储存，也可排至下游。
(5) 差动式调压室
由两个直径不同的同心圆筒组成，中间的圆筒直径较小，上有溢流口，称为升管，其底部以阻力孔口与外室相通。
特点：外室直径较大，起盛水及保证稳定的作用，其断面由波动稳定条件控制。
差动式调压室所需容积较小，水位波动衰减得也较快。
但其构造复杂，施工难度大，造价高。
适用：地形和地质条件不允许大断面的中高水头水电站，在我国采用较多。
(6) 气垫式或半气垫式调压室
在压力隧洞上靠近厂房的位置建造一个大洞室，室中一部分充水，另一部分充满高压空气。
利用调压室中的空气压缩或膨胀，来减小水位涨落的幅度。
适用：深埋于地下的引水道式地下水电站。
目前我国尚未采用。