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1、20212021学年水电站建筑学期末考试A卷参考答案及评分标准一, 名词说明共10分，每个2分1. 水电站：是指为了开发利用水能资源，将水能转换为电能而修建的工程建筑物和机械, 电气设备以及金属构造的综合体。2. 水轮机的设计流量：指设计水头下，水轮机发出额定出力时的流量。3. 围岩的综合单位弹性抗力系数：把原来不能承当环向拉应力的混凝土衬砌及有裂隙岩石当成能够承当环向拉应力的完整岩石后的相应等效单位弹性抗力系数值。4. 气蚀：指发生在水轮机流道内水体中的周期性的汽化, 开展, 溃灭等一系列动力过程，对水轮机过流部件产生破坏作用的现象。5. ZD440-LH-500：轴流定桨式水轮机，比转速为
2、440，立轴，混凝土蜗壳，转轮直径500cm。二, 填空题共20分，每空1分1. 冲击式水轮机主要分为 斗叶式 水轮机, 双击式 水轮机和 斜击式 水轮机三种类型。2. 水电站主厂房的一期混凝土主要包括底板, 尾水管 , 上下游墙 , 吊车梁 , 厂房构架 以及局部楼层的梁板。3. 水轮机的调速系统主要是由 调速器 , 油压装置 和 接力器 三大部件组成。4. 水轮机一次近似的相像公式分别为 转速 方程式, 流量 方程式和 出力 方程式。5. 常规水电站按集中水头方式的不同，可分为坝式水电站, 引水式 水电站, 混合式 水电站和 集水网道式 水电站。6. 水电站有压引水隧洞进水口的布置型式主要
3、包括 竖井 式, 塔 式, 岸塔 式和 岸坡斜卧 式共4种型式。三, 问答题1. 试述地面式压力管道的供水方式及各自的优缺点和适用范围。11分答：1单管单机单元供水 1分优点：水头损失小；事故损失小。 1分缺点：钢材用量大，造价贵，且占地面积大。 1分适用：管线较短造价增加不大；引用流量大。 1分 2单管多机联合供水 1分优点：省钢材，造价低。 1分缺点：水头损失大有分叉管； 分 事故影响面大总管损坏都停机； 分 阀门多，价格贵，且易漏水。 1分适用：高水头，小流量且线路较长的电站。 1分 3多管多机分组供水 1分优缺点和适用范围介于上述两者之间。 1分2. 简述地下式电站洞室的布置原那么。4
4、分，每条1分答：1主厂房纵轴线在地质条件较好处不破裂, 无大断层，尽可能垂直断层，垂直岩石走向； 2主厂房纵轴线及岩石最大主应力方向水平投影线夹角宜采纳较小角度；3洞室开挖后，洞顶及地外表间厚度不小于2到3倍开挖跨度，两洞室之间厚度大于最大洞室跨度； 4假设有穿插洞，最好垂直穿插。 3. 简述混流式水轮机的主要组成部件及各部件的作用。8分答：蜗壳：使水流形式适合于导水叶，以削减水头损失。 2分导水机构：限制流量；使水流按肯定的速度和方向进入转轮。 2分转轮：把从蜗壳引入水流的水能转换为转轮的旋转机械能。 2分尾水管：回收一局部附加动力真空；多利用静态真空；向下游排水。 2分4. 试述坝后式水电
5、站, 河床式水电站和引水式水电站中副厂房, 主变场和开关站相对于主厂房的布置位置。10分答：1主变场 坝后式电站：主厂房的上游侧。 1分 河床式电站：尾水平台上。 1分 引水式电站：当万kW，且主变台数为23台时，布置在主厂房一端；当万kW，且主变台数3台时，布置在主厂房上游侧 ；2分2副厂房 坝后式电站：一般布置在主厂房上游侧，假设上游侧无空地，那么布置在主厂房一端。 2分河床式电站：一般布置在厂房一端靠下游侧。 1分坝后式河岸引水或引水式电站：一般布置在厂房一端。 1分3开关站 坝后式电站：假设主厂房上游侧有足够空地，那么布置在此。 1分其它状况：岸边或山坡上的平地。 1分5. 简述混凝土
6、坝体压力管道进水口的布置要求。3分，每条1分答：1进水口顶高程必需在最低库水位以下倍事故闸门孔高； 2进水口闸门底坎在泥沙淤积高程以上； l 3考虑负水击后进水口段管顶各点最小应保持 2m水头。6. 简述绘制混流式水轮机转轮叶片出口速度三角形的条件及绘制方法。5分答：条件： 圆周速度U2的大小和方向， 1分相对速度W2的方向，即2 1分轴面分速度Vm2的大小和方向 1分出口断面绘制方法：在出口处B点画出圆周速度的大小和方向作U2，自U2末端作相对速度W2的方向线，连接B点及轴心O，在轴面上由B点截取轴面分速度的大小，并作U2的平行线，及W2方向线相交得到W2的大小，最终连接B点和W2末端即为肯
7、定速度V2的方向和大小。 2分四, 某有压引水式水电站最大引用流量Qmax=50m3/s，最大水头Hmax=34m，最小水头Hmin=28m；引水隧洞：长L1=400m，圆形断面直径D1=4m，糙率范围n1 ；压力管道：长L2=50m，圆形断面直径D2=，糙率范围n2=0.011，不考虑局部水头损失，在引水隧洞和压力管道间设一圆筒式调压室，共19分1试求调压室临界稳定断面积；2假设考虑其它影响因素后取调压室断面积为120m2，求水电站丢弃全部负荷时调压室内的最大水位上升值。解：1 H0=Hmin=28m； n1=0.012； n2 3分引水隧洞： 1分 1分 1分 0.91m 分压力管道： 1
8、分 1分 0.32m 分 2分2 2分 2分 1分试算得：Xmax0.205 2分m 1分五, 某地面式压力钢管采纳单管单机供水，其布置如下列图所示，钢管直径D=5m，管内最大流速Vmax=m/s，水击波传播速度C=1000m/s，管道末端装有冲击式水轮机，其针阀按直线规律关闭，关闭时间TS=5s，设管壁材料的允许应力为120MPa，依据既平安又经济的原那么，试初估BC段钢管管壁的构造厚度并运用锅炉公式计算B处内水压力作用下管壁的环向拉应力。10分解： ，为间接水击； 1.5分，为极限水击； 分 1分 1分 1分 1分 1分考虑2mm的防锈层厚度后，即得构造厚度为：11+2=13mm。 1分 1分