項目10水錘及調壓室1水錘現象和研究水錘的目的2減小水錘壓強的措施3調壓室項目10水錘及調壓室10.3調壓室一、調壓室的功用為了改善水錘現象，常在有壓引水隧洞（或水管）與壓力管道銜接處建造調壓室。調壓室利用擴大的斷面和自由水面反射水錘波，將有壓引水系統分成兩段：上游段為有壓引水隧洞，調壓室使隧洞基本上避免了水錘壓力的影響；下游段為壓力管道，由于長度縮短了，從而降低了壓力管道中的水錘值，改善了機組的運行條件。二、調壓室的基本要求（1）調壓室的位置應盡量靠近廠房，以縮短壓力管道的長度。（2）能較充分地反射壓力管道傳來的水錘波。（3）調壓室的工作必須是穩定的。（4）正常運行時，水頭損失要小。（5）工程安全可靠，施工簡單方便，造價經濟合理。三、調壓室的設置條件初步分析時，可用壓力引水道中水流慣性時間（也稱水流加速時間）TW常數

來判斷。1、設置上游調壓室的條件式中TW——壓力引水道中水流慣性時間常數，

Li——包括蝸殼和尾水管的壓力引水道各段長度，

Vi——各段管道中水流速度，

HP——水電站設計水頭，[TW]——TW的允許值。三、調壓室的設置條件尾水調壓室的功用是縮短尾水道的長度，減小甩負荷時尾水管中的真空度，防止水柱分離。2、設置下游調壓室的條件式中Lw

——壓力尾水道的長度，Ts——水輪機導葉的有效調節時間，

Vw0——穩定運行時壓力尾水管中的流速，

Vwj——水輪機轉輪后尾水管入口處的流速，

Hs——水輪機的吸出高度。四、調壓室的工作原理調壓室具有較大的容積和自由水面，它將有壓系統非恒定流現象分為性質不同而又互相聯系的兩部分：一是壓力管道的水錘現象，另一個是“水庫—引水道—調壓室”的水流波動現象。丟棄全負荷Q變為0壓力管道中發生水錘

水流繼續流入調壓室

調壓室水位升高

流速逐漸降低到為0，此時水位最高

反向流動，水位下降

水位與水庫持平，水流慣性使得繼續流向水庫，直到V=0再次向下游流動，循環往復。增加負荷，與其相反。五、基本布置方式1、上游調壓室（引水調壓室）特征位于廠房上游引水道上。適用：廠房上游有壓引水道較長，應用最廣泛。五、基本布置方式2、下游調壓室（尾水調壓室）特征位于廠房下游尾水洞上。適用尾水隧洞較長，需設置尾水調壓室以減小水錘壓力，特別是防止丟棄負荷時產生過大的負水錘，尾水調壓室應盡可能靠近廠房。五、基本布置方式3、上下游雙調壓室特征當采用中部地下廠房時，上下游都有較長的壓力水道，在廠房上下游均設置調壓室。五、基本布置方式4、上游雙調壓室特征水位波動的衰減由兩個調壓室共同保證，增加一個調壓室可以減小另一個調壓室的斷面。六、基本類型1、簡單圓筒式調壓室特征斷面尺寸形狀不變，結構簡單，反射水錘波效果好。但水位波動振幅較大，衰減較慢，因而調壓室的容積較大；在正常運行時，引水系統與調壓室連接處水力損失較大。適用于低水頭小流量電站。六、基本類型2、阻抗式調壓室特征將圓筒式調壓室底部改為阻抗孔口，這種孔口或隔板相當于局部阻力，即為阻抗式調壓室。可以有效減小水位波動振幅，加快衰減速度，由于阻抗的存在，水錘波不能完全反射，壓力引水道中可能受到水錘的影響。六、基本類型3、雙室式調壓室特征雙室式調壓室是由一個豎井和上下兩個儲水室組成。丟棄負荷時，水位迅速上升，當水位達到上室時，其上升速度放慢，從而減小波動振幅。增加負荷時，水位迅速下降到下室中，并由下室補充不足的水量，因此限制了水位的下降。六、基本類型4、溢流式調壓室特征當丟棄負荷時，調壓室的水位迅速上升，達到溢流堰頂后開始溢流，限制了水位的進一步升高，有利于機組的穩定運行，溢出的水量，可以設上室加以儲存，也可排至下游。六、基本類型5、差動式調壓室特征外室直徑較大，起盛水及保證穩定的作用，其斷面積由波動穩定條件控制。所需容積較小，水位波動衰減得也較快。但其構造復雜，施工難度大，造價高。適用于地形和地質條件不允許大斷面的中高水頭水電站，我國采用較多。六、基本類型6、氣墊式或半氣墊式調壓室特征在壓力隧洞上靠近廠房的位置建造一個大洞室，室中一部分充水，另一部分充滿高壓空氣。利用空氣的壓縮或膨脹，來減小水位漲落的幅度。適用于表層地質條件不適于建造常規調壓室的情況下深埋于地下的引水式地下水電站。我國已在四川自一里、小天都等水電站設計中采用了氣墊式調壓室方案。七、水位波動計算的目的（1）求出最高水位和最低水位及水位變化過程，從而確定調壓室的頂部和底部高程及壓力管道的進口高程。 （2）解析法簡單，可直接求出最高和最低水位，但公式推導過程中引入了各種假定，故精度較差，不能求出水位波動的全過程，在初步擬定調壓尺寸時采用。八、影響波動穩定的主要因素1、水電站水頭的影響水電站水頭越小，要求的穩定斷面越大。中低水頭的水電站多采用簡單式、差動式或阻抗式調壓室；高水頭水電站中，主要受振幅控制，多采用雙室式調壓室。調壓室的穩定斷面采用水電站正常運行時可能出現的最低水頭進行計算。八、影響波動穩定的主要因素2、引水糙率的影響引水系統糙率愈大，水頭損失系數α愈大，雖然H1=H0-hw03hwm0隨糙率的增大而減小，但其影響遠比α小。因此，為了安全，計算Fk時應采用可能的最小糙率。八、影響波動穩定的主要因素3、調壓室位置的影響由H1=H0-hw0-3hwm0可知，在引水線路不變的情況下，調壓室愈靠近廠房，H1愈大，有利于水位波動的衰減。因此，調壓室應盡量靠近廠房。八、影響波動穩定的主要因素4、調壓室底部流速水頭的影響對引水道而言，流速水頭的作用與水頭損失相似，相當于加大了摩阻損失。但對水輪機來說，并不減小水電站的有效水頭。引水道直徑越大，長度越短，流速水頭影響越顯著。調壓室底部的流速水頭將對波動穩定是有利的。但由于調壓室底部水流狀態紊亂，故不能考慮全部流速水頭的作用。八、影響波動穩定的主要因素5、調壓室效率的影響前面假定水輪機的效率為常數，實際上水輪機的效率隨著電站水頭和流量的變化而變化。水輪機效率、調速器和電力系統等因素對穩定斷面的影響，一般只有在充分論證的基礎上才加以考慮。八