第七章水电站的压力水管.ppt
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1、第七章水电站的压力水管,第一节 压力水管的功用与结构形式 第二节 压力水管的路线和布置形式选择 第三节 压力水管的水力计算与经济直径 第四节 明钢管的构造、附件及敷设方式 第五节 明钢管的支承结构 第六节 钢岔管 第七节 钢筋混凝土管,第一节压力水管的功用与结构形式,一、压力水管的功用与特点 功用:输送水能 特点:坡度陡,内水压 力大,靠近厂房,且承 受水击的动水压力,二、压力水管的结构形式与适用条件 (一)坝体压力管道 1.坝内埋管 2.坝后背管 (二)地面压力管道 1.钢管 2. 钢筋混凝土管 (三)地下压力管道,(一)坝体压力管道 1.坝内埋管,2.平式布置,3.竖井式布置,2.坝后背管
2、,坝内埋管的安装与大坝施工干扰较大,且影响坝体强度。为此,可使钢管穿过上部坝体后布置在下游坝坡上,成为坝后背管。这样布置的管道较布置在坝内时稍长,且管壁要承受全部内水压力,壁厚较大,用钢量多。常用于宽缝重力坝、支墩坝及薄拱坝的坝后式水电站。,(二)地面压力管道 1.钢管 钢管一般为钢板焊接而成。它具有强度高,抗渗性能好等优点,广泛应用于中高水头水电站和坝后式水电站。其适用水头范围可由数十米至几千米。高水头小流量、直径在1m以下的地面压力管道可采用无缝钢管,但造价较高。,2、钢筋混凝土管 钢筋混凝土管造价低,经久耐用,可就地制造,能承受较大外压,但管壁承受拉应力的能力较差。钢筋混凝土管可分为普通
3、钢筋混凝土管、预应力和自应力钢筋混凝土管、钢丝网水泥管和预应力钢丝网水泥管等。普通钢筋混凝土管一般适用于静水头和管直径的乘积60m2,且静水头不宜超过50m的中小型水电站;预应力和自应力钢筋混凝土管具有弹性好、抗拉强度高等特点,但制作要求较高。其适用范围可达m2,静水头可达150m。用以代替钢管,可节约钢材60%以上。位于岩石中的现浇钢筋混凝土管归于隧洞一类。,三、地下压力管道 当地形地质条件不宜布置成明管或电站布置在地下时,往往将压力管道布置在地面以下成为地下压力管道。 地下压力管道有地下埋管和回填管两种:埋入地层岩体中的压力水管称为地下埋管。回填管是在地面开挖沟槽,压力水管敷设在沟槽内后,
4、再以土石回填。,第二节压力水管的路线和布置形式选择,一、压力水管路线的选择 二、压力水管布置形式,一、压力水管路线的选择 压力水管路线选择的一般原则 : 1.管线尽量短而直。 2.管路沿线地质条件好。 3.明管路线应尽量避开山坡起伏大和其他危及管道安全的地段。 4.避免管道内产生局部真空。 5.管线倾角合适。,二、压力水管向水轮机的供水方式 压力水管向水轮机供水方式 1.单独供水 2.联合供水 3.分组供水 压力水管向厂房的引进方式 1.正像引进 2.侧向引进 3.谢向引进,第三节压力水管的水力计算与经济直径,一、压力水管的水力计算 沿程摩阻水头损失 局部水头损失 二、压力水管的经济直径 式中
5、 水轮机单机设计流量,m3/s; 经济流速,,三、管壁厚度初估,第四节明钢管的构造、附件及敷设方式,一、明钢管的构造 1. 接缝与接头 2. 弯管和渐缩管 3. 刚性环(加劲环) 4. 分岔管 二、明钢管的阀门和附件 (一).阀门 (二)附件 三、钢管的敷设方式,一、明钢管的构造 1.接缝与接头 焊接钢管是由辊卷成圆弧形的钢板用纵缝和横缝焊接而成,2.弯管和渐变管 弯管由钢板焊接而成。每一折线段两端径向线的夹角不宜超过10o,以5o7o为宜,夹角越小,水流条件越好,弯管的曲率半径不宜小于3倍管径。 渐缩管的收缩角不宜过大,但过小时,渐缩管过长将增加材料用量,通常采用=10o16o,为宜。渐缩管
6、与相邻管段之间常以横向焊缝连接。当渐缩管与弯管位置相近时,宜合并成渐缩弯管。分段式钢管的弯管和渐缩管均埋于镇墩中。,3.刚性环 当薄壁钢管不能抵抗外压和满足不了运输或安装的要求时,单纯增加管壁厚度来满足刚度要求往往是不经济的,可考虑加设刚性环,刚性环常用T形或槽形的型钢制作。,4、分岔管 分岔管有对称分岔和非对称分岔两种基本形式。当钢管为正向进水时,多采用对称分岔;侧向和斜向进水时,多采用非对称分岔。,二、明钢管的阀门和附件 (一)阀门 压力水管的进、出口要设置控制阀门。设置在水轮机前的阀门称主阀。水电站上常用的主阀形式有闸阀、蝶阀和球阀。,(二)附件 1、伸缩接头(伸缩节) 伸缩节的作用是使
7、钢管在温度变化时,能沿轴线自由伸缩,避免在管壁内产生很大的温度应力。常用的伸缩节为滑动套管式。,2、通气孔与通气阀 水头较低时,常采用通气孔或通气井,出口应在启闭室外并高于校核洪水位;进水口较深时,可采用通气阀。,3、进人孔与排水阀 为便于观察和检修管道内部,应当在压力钢管的适当位置设置进人孔,进人孔截面常做成直径不小于45cm的圆孔或短轴不小于45cm的椭圆孔。进人孔间距一般不超过150m。 为便于在检修钢管时将水放空,通常在压力钢管的最低点设置排水阀,进人孔,4、钢管的过流保护装置和防腐蚀措施,三、钢管的敷设方式 1、分段式。在相邻两镇墩之间设置伸缩接头。明钢管大都采用此种敷设方式。伸缩节
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