水电站(含水力机械)A(附答案)

2020-03-02 03:08:09 来源：范文大全收藏下载本文

名

姓

号

学

封

级

班

密

2010年秋季学期

《水电站（含水力机械）》试卷A

本试卷共4页；满分100分；考试时间:120分钟

一、单项选择题 (本大题共15小题，每小题1 分，共 15 分)

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题前括号内。错选、多选或未选均无分。

（ A ）

1、同时将水流的动能和势能（包括位能和压能）转变为转轮的旋转机械能的水轮机

是

A、反击式水轮机B、冲击式水轮机C、可逆式水轮机D、双击式水轮机

（ C ）

3、水电站的工作水头为10m，适用的水轮机的型式是

A、混流式B、轴流式C、贯流式D、斜流式

(D )

4、对上游坡降较缓而下游相对较陡的河道，从集中落差的角度，适合开发的水电站

形式是

A、坝式B、引水式C、岸边式D、混合式

（ A ）

5、水轮机比转速与汽蚀系数的关系是

A、比转速越大，汽蚀系数越大B、比转速越大，汽蚀系数越小 C、比转速不随汽蚀系数变化D、比转速越小，汽蚀系数越大（D ）

6、工作闸门的作用是

A、机组故障时，迅速截断水流B、调节进入水轮机的流量

C、检修闸门及门槽检修时用于挡水D、机组故障和调速器失灵时，迅速截断水流 ( B )

7、明钢管上支墩的作用是

A、承受水重和管重轴向分力B、承受水重和管重法向分力 C、固定压力水管D、减小镇墩处的轴向力（D）

8、地下埋管的钢衬承受的外压荷载，不包括

A、地下水压力B、接缝灌浆压力C、回填混凝土压力D、温度荷载

（C ）

9、下列水电站中，没有采用坝下游面钢衬钢筋混凝土管道的是

A、五强溪B、李家峡C、凤滩D、萨扬舒申斯克

（ C ）

6、已判定某水电站在一定的初始开度范围内发生极限水击，在此范围内，当初始开

度τ0增大时，会使水击压力()。

A、增大B、减小C、不变D、无法确定

（ A ）

11、厂房基础与地基接触，若厂房有高低跨荷载悬殊，可能引起地基不均匀沉陷，

为防止沉陷时相互牵制造成墙壁和构件开裂，需要设缝，此缝称为 A、沉降缝B、施工缝C、伸缩缝D、纵缝

（ A ）

12、求调压室最高涌浪时，上游库水位取()。

A、最高水位

B、设计水位

C、正常蓄水位

D、死水位

（ B ）

13、设置在过流建筑物的坎中，在与水流垂直方向设置引水廊道，其上覆盖拦污栅，

水从廊道引入，这种进水口型式是

A、表面式B、底部拦污栅式C、坝式D、岸式

（ C ）

14、阀门全关时对传来的水击波做()反射。

A、同号等值

B、同号减值C、异号等值

D、异号减值

（ B ）

15、推力轴承位于转子下方，并有上下导轴承的发电机类型是

A、悬式B、普通伞式C、半伞式D、全伞式

二、多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）

在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。

（ABCDE）

1、调压室的基本结构型式除了简单圆筒式还有的型式为

A、水室式B、溢流式C、差动式D、气垫式E、阻抗式

（ ABCE ）

2、下列属于有压进水口设备的是

A、检修闸门B、通气孔C、充水阀D、压力钢管E、拦污栅

（ABCD ）

3、水电站装配场的面积主要取决于1台机组解体大修时放置的主要部件为

A、发电机转子B、水轮机转轮C、水轮机顶盖D、发电机下机架E、发电机定子

（ ABD）

4、下列措施中，能减少水锤压力的有

A、缩短压力管道的长度B、延长有效关闭时间C、减小压力管道断面积 D、改变调速器调节程序E、调节水轮机的转速

（ BCD）

5、按管身与敦座间相对位移的特征，可将支墩分成的型式有

A、联动式B、滑动式C、滚动式D、摆动式E、自动式

姓

号

学

班

三．填空题(本大题共9小题，每空1分，共10分)

请在每小题的空格中填上正确答案。填错、不填均无分。

1轮机引用流量最大。

2、水流输入功率转变为轴功率的过程存在着各种损失，这些损失主要是水力损失、容积损失、

机械损失，其中主要损失是水力损失。

3、有压进水口的主要类型有岸式、坝式、塔式共三种。

4、常采用的明钢管引近厂房的方式有正向引近、纵向引近和斜向引近三种方式。 5等组成。 6直接相关。 7最大部件尺寸而定。 8

9、。

四．名词解释(本大题共5小题，每小题3分，共15 分)

1水轮机吸出高度：指水轮机转轮叶片背面压力最低点至下游水位的垂直距离Hs。、

2、第二波动振幅：丢弃全负荷时，调压室中的水位达到最高涌波水位后，水位开始下降。下降到最低值称为第二振幅。

3明钢管外压失稳：引水管道在机组负荷变化过程中产生负水锤使管道内产生负压，或者在钢管防空时由于通气孔失灵而产生真空；钢管在管外大气压作用下可能丧失稳定，管壁被压扁的现象。

4、托马稳定断面：保证调压室水位波动稳定所需要的最小断面。

5、围岩的抗力系数：围岩中某给定半径的圆形孔口受均匀内压作用下，孔周发生1cm径向位移值时所需的均匀内压值。

五．问答题(本大题共5小题，每小题6分，共 30 分)

1、.ZZ560—LH—900型水轮机各符号的含义是什么？答：(1)“ZZ”表示轴流式水轮机；

(2)“560”表示水轮机的比转速为560，或转轮型号； (3)“LH”表示立柱混凝土蜗壳；

(4)“900”表示转轮直径为900cm。A2页

2、怎样确定明钢管管壁结构厚度？

答：（1）利用锅炉公式初拟内水压力作用下的计算壁厚：100HD

0

2(mm)；

（2）考虑锈蚀、磨蚀及钢板厚度误差的机构厚度：HD

1

10022(mm)，进位取整；

（3）钢管在制造、运输与安装上的构造要求之一的壁厚：100HD

2

24(mm)；

（4）钢管在制造、运输与安装上的构造要求之二的壁厚：36(mm)；（5）初步确定明钢管管壁的结构厚度：max1,2,3；（6）验算钢管在1个大气压作用下的抗外压稳定：。

3、坝内埋管在平面上的布置形式有哪几种？各适用什么情况？

答：布置形式主要是：①坝内埋管布置在坝段中央；②坝内埋管在平面上转向一侧

①适用于当厂房与坝体之间设有纵缝，厂房机组段间横缝与坝段横缝相互错开时，这样管外两侧混凝土较厚且受力对称。

②适用于坝与厂房见不设纵缝而厂坝联成整体时，由于二者的横缝也必须在一条直线上，管道在平面上不得不转向一侧。此时钢管两侧外包混凝土厚度不同，对结构受力不利。

4、按照集中落差的方式不同，水电站的开发分为几种基本方式？各种水电站有何特点及适用条件？

答：按照集中落差的方式不同，水电站的开发分为坝式水电站、引水道式水电站和混合式水电站三种基本方式。

坝式水电站的优点是调节性能好、水头高，但淹没多、移民工作量大，适用范围广。引水道式水电站的优缺点刚好与坝式水电站相反，淹没少，但调节性能差，适用于坡降大的河段，或河道裁弯引水和跨流域引水。

混合式水电站综合了坝式水电站和引水道式水电站的特点，适用于河段上游部分有良好筑坝建库条件，下游部分坡降大时。

5、怎样确定主厂房的机组间距？（提示：机组间距为相邻两机组中心之间的间距；若用符号表示公式，请说明符号的含义）。答：（1）蜗壳层：L01=蜗壳沿“+X”轴向尺寸（L+X）+蜗壳沿“+X”轴向外包砼厚度（δ+X）

+蜗壳沿“-X”轴向尺寸（L-X）+蜗壳沿“-X”轴向外包砼厚度（δ-X）

（2）尾水管层：L02=尾水管宽度（B）+左边墩结构厚度（δ1）

+右边墩结构厚度（δ2）

（3）水轮机层：L03=机墩内径（D）+2×机墩壁厚（δ3）+人行通道（A1）+机电设备尺寸

（A）

（4）发电机层：L04=风罩内径（D0）+2×风罩壁厚（δ4）+人行通道（A2）（5）主厂房机（5）主厂房机组间距：L0=max{ L0

1、L0

2、L0

3、L04}

姓

号

学

级

班

密

六、论述题(本大题共1小题，第小题10分，共10分)

1、如图所示的简单管中，管长为L，正常运行时上游水位为H0，管道中

的水流速度为V0, 管道直径为D0，水的密度为ρ0。请说出当不计管道摩阻损失时，突然关闭阀门A后管道内的水锤现象。(水锤波速用符号c表示，重点说明水体和管道的状态变化过程)

答案：

当阀门突然关闭后，阀门处的流速瞬时变为零，管道中的水体由于惯性作用，仍以流速V0流向阀门，首先使靠近阀门dx长的一段水体受到压缩，在该段长度内，流速减为零，水头增至H0 +△H，水的密度增至ρ0+△ρ，管径增至D0 +△d。由于dx上游水体未受到阀门关闭的影响，仍以流速V0流向下游，使靠近dx上游的另一段水体又受到压缩，其结果使流速、压强、水的密度和管径变化与dx段相同。这样，整个压力管道中的水体便逐步被压缩。水头变化△H称水锤压强，其前峰的传播速度称水锤波速。

当时间t=L/c时，水锤波传到B点。B点的左边为水库，压强不变，右边的压强比左边高△H，不能平衡，管道中的水体被挤向水库，其流速为V0，使管道进口的压强恢复到初始状态H0 ，水的密度和管径也恢复到初始状态ρ0和D0.可以看出，水锤波在B点发生了反射，反射波的绝对值与入射波相同，均为△H，但符号相反，即由升压波反射为降压波，故B点的反射规律为异号等值反射，这是水库对水锤波反射的特点。

B点的反射波以速度c向下游传播，反射波所到之处，消除了升压波的影响，使管道中水的压强、密度和管径都恢复到初始状态，但流速方向与初始状态相反。

当t=2L/c时，管道中的压强虽恢复正常，但其中的水体仍以流速V0向上游流动，由于阀门是关闭的，要求流速为零，故此向上游的流速V0必然在阀门处引起一个压降△H，可以看出，水库反射波在阀门处再一次发生反射，其数值和符号均不变，即降压波仍反射为降压波，故A点的反射规律为同号等值反射，这是阀门完全关闭状态下的反射特点。

阀门处的反射波仍以速度V0向上游传播，所到之处，管道内压强降为H0-△H，管径减为D0-△d，水的密度变为ρ0-△ρ，流速变为零。

当t=3L/c时，阀门的反射波到达B点，B点右边管道中的压强比左边水库低△H，压强仍不能平衡，水库中的水体必然以流速V0挤人水管，使水管的压强逐步恢复正常。可见，水库将阀门反射回来的降压波又反射成升压波，以速度c传播回去，其值仍为△H，这是符合水库的“异号等值”反射规律的。

当t=4L/c时，水库第二次的反射波又到达A点，此时整个压力管道中的压强和流速都恢复到初始状态。因此，时间t=4L/c称为水锤波的“周期”。此后水锤现象又重复以上过程。

七、计算题(本大题共1小题，每小题10分，共10分)

要求写出主要步骤及结果。

1、某水电站装置HL220-LJ-410型水轮机，设计水头为53.2m，水轮机汽蚀系数σ=0.133，下游正常尾水位为242.5m，b0为0.25，试计算不发生汽蚀的最大允许吸出高度（0.022,k1.1）及确定其安装高程。

解：

H

S10.0

900()Hr10.0242.5

900

(0.1330.022)53.2