水电站习题.docx

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水电站习题

水电站习题

单元一

一、填空题

1．水电站生产电能的过程是有压水流通过水轮机，将水能转变为旋转机械能，水轮机又带动水轮发电机转动，再将旋转机械能转变为电能。

2．就集中落差形成水头的措施而言，水能资源的开发方式可分为坝式、引水式和混合式三种基本方式，此外，还有开发利用海洋潮汐水能的潮汐开发方式。

3．坝式水电站较常采用的是河床式水电站和坝后式水电站。

4．引水式水电站据引水建筑物的不同又可分为无压引水式水电站和有压引水式水电站两种类型。

5．水电站枢纽的组成建筑物有：

挡水建筑物、泄水建筑物和进水建筑物、输水建筑物、平水建筑物、厂房枢纽建筑物六种。

二、读图题

1．写出下列水电站的类型和开发方式

（河床式水电站）（坝式）（坝后式水电站）（坝式）

2．写出下列水能资源的开发方式

（坝式）（无压引水式）

（有压引水式）（潮汐开发方式）

三、选择题

1．水电站枢纽的组成建筑物有以下六种，请选择他们的主要功能。

挡水建筑物（E），泄水建筑物（A），进水建筑物（D），输水建筑物（C），平水建筑物（F），厂房枢纽建筑物（B）。

A用以宣泄洪水或放空水库的建筑物

B是发电、变电、配电、送电的中心，是电能生产的中枢

C用来向水电站输送发电流量

D用来从河道或水库按发电要求引进发电流量

E用以截断水流，集中落差，形成水库的拦河坝、闸或河床式水电站的厂房等水工建筑物

F在水电站负荷变化时用以平稳引水建筑物中流量和压力的变化，保证水电站调节稳定的建筑物

2．我国水能资源的特点有（ABD）

A蕴藏丰富，分布不均

B开发率低，发展迅速

C开发率高，发展迅速

D前景宏伟

3．水力发电的特点是（ABCDEFH）

A水能的再生

B水资源可综合利用

C水能的调节

D水力发电的可逆性

E机组工作的灵活性

F水力发电生产成本低、效率高

G水力发电生产成本高、效率低

H有利于改善生态环境

四、论述题

1．水电站有哪些基本类型？

根据水能开发方式的不同，水电站有不同的类型：

（一）坝式水电站：

采用坝式开发修建的水电站称为坝式水电站。

坝式水电站按大坝和水电站厂房相对位置的不同又可分为河床式、闸墩式、坝后式、坝内式、溢流式等，在实际工程中，较常采用的坝式水电站是河床式水电站和坝后式水电站。

（二）引水式水电站：

在河道上游坡度较陡的河段上，不宜修建较高的拦河坝，用坡度比河道坡度缓的渠道集中水头，此外，当遇有大河湾时，可通过渠道或隧洞将河湾截直获得水头，所修建的水电站称为引水式水电站。

引水式水电站据引水建筑物的不同又可分为无压引水式水电站和有压引水式单元二

一、填空题

1．水轮机是将水能转变为旋转机械能的动力设备。

根据水能转换的特征，可将水轮机分为反击式和冲击式两大类。

2．混流式水轮机的转轮直径是指转轮叶片进口边的最大直径；轴流式水轮机的转轮直径是指转轮叶片轴线相交处的转轮室内径。

3．水轮机的引水室有开敞式与封闭式两大类。

4．封闭式进水室中水流不具有自由水面，常见的有：

压力槽式、罐式、蜗壳式三种。

二、名词解释

1．HL240—LJ—250：

表示混流式水轮机，转轮型号为240，立轴，金属蜗壳，转轮标称直径为250cm。

2．2QJ30—W—：

表示一根主轴上有两个转轮的切击式水轮机，转轮型号为30，卧轴，转轮标称直径为150cm，每个转轮有2个喷嘴，设计射流直径为15cm。

3．设计水头：

水轮机发出额定出力的最小净水头。

4．包角φ：

自蜗壳鼻端（尾端）断面为起点到蜗壳进口断面（垂直于压力管道轴线的断面）之间的夹角

称为蜗壳的包角。

5．尾水管高度：

自水轮机导水机构下环顶面至尾水管底板平面之间的垂直距离。

6．水轮机出力：

指水轮机主轴输出的功率，以

表示，单位KW。

=9.81

。

三、选择题

1．请选择下列哪些为反击式水轮机（BDEG），哪些为冲击式水轮机（ACFH）。

A切击式B混流式C双击式D贯流式

E轴流式F斜击式G斜流式H水斗式

2．请选择反击式水轮机的主要过流部件。

主要过流部件按水流流经的方向进行填写，（B）→（D）→（A）→（F）。

A转轮B蜗壳C喷嘴

D座环与导叶E折流板F尾水管G机壳

3．请选择冲击式水轮机的主要过流部件。

主要过流部件按水流流经的方向进行填写，（C）→（E）→（A）→（G）。

A转轮B蜗壳C喷嘴

D座环与导叶E折流板F尾水管G机壳

四、读图题

1．请写出下列各图转轮的类型。

（冲击式）（灯泡贯流式）

（斜击式）（轴流式）

（混流式）（轴流定桨式）

（轴流转桨式）（斜流式）

2．请写出下列水轮机过流部件的名称。

（座环与导叶）（金属蜗壳）

（弯曲型尾水管）

五、简答题

1．反击式水轮机的主要过流部件各有何作用？

导水部件转轮是水轮机的核心部件，作用是将水能转变为旋转机械能。

导水部件的主要作用是根据机组负荷变化来调节进入水轮机转轮的流量，以达到改变水轮机输出功率与外界负荷平衡之目的，并引导水流按必须的方向进入转轮，形成一定的速度矩。

水轮机的引水部件由称为引水室，其功用是将水流均匀平顺轴对称地引向水轮机的导水机构，进入转轮。

泄水部件尾水管的作用为：

①将通过水轮机的水流泄向下游；②转轮装置在下游水位之上时，能利用转轮出口与下游水位之间的势能

2；③回收利用转轮出口的大部分动能（

）。

2．为什么高水头小流量电站一般采用金属蜗壳，低水头大流量电站采用混凝土蜗壳？

金属蜗壳：

由铸铁、铸钢或钢板焊成，材料强度大，但造价高，故适用于较高水头（

>40m）小流量的水电站和小型卧式机组。

混凝土蜗壳一般适用于水头在40m以下大流量的水电站，因水头较大时，只用混凝土材料不满足强度要求，需要在混凝土中加设大量钢筋和金属衬板，则造价高，不经济。

3．当水头H，流量Q不同时，为什么反击式水轮机转轮的外型不相同？

混流式水轮机转轮为适应不同水头和流量的要求，其形状不同，以

表示转轮进水口边最大直径，

表示出口边最大直径，进口边高度用

表示。

高水头，流速大，流量较小，所需进水和出水断面均较小，故，所需用转轮的

、

均较小；低水头，流量大，所需进水和出水断面较大，则所用转轮的

、

大。

六、计算

1．某电站水轮机采用金属蜗壳，最大包角为345○，水轮机设计流量Q○=10m3/s，蜗壳进口断面平均流速

=4m3/s，试计算蜗壳进口断面的断面半径

。

解：

=

=

=0.874m

水电站两种类型。

（三）混合式水电站：

混合式水电站常建造在上游具有优良库址，适宜建库，而紧接水库以下河道坡度突然变陡，或有大河弯的河段上，水电站的水头一部分由坝集中，一部分由引水建筑物集中，因而具有坝式水电站和引水式水电站两个方面的特点。

（四）潮汐水电站：

潮汐水电站是利用大海涨潮和退潮时所形成的水头进行发电的。

（五）抽水蓄能电站：

抽水蓄能电站是装设具有抽水和发电两种功能的机组，利用电力低谷负荷期间的剩余电能向上水库抽水储蓄水能，然后在系统高峰负荷期间从上水库放水发电的水电站。

单元二

一、填空题

1．水轮机是将水能转变为旋转机械能的动力设备。

根据水能转换的特征，可将水轮机分为反击式和冲击式两大类。

2．混流式水轮机的转轮直径是指转轮叶片进口边的最大直径；轴流式水轮机的转轮直径是指转轮叶片轴线相交处的转轮室内径。

3．水轮机的引水室有开敞式与封闭式两大类。

4．封闭式进水室中水流不具有自由水面，常见的有：

压力槽式、罐式、蜗壳式三种。

二、名词解释

1．HL240—LJ—250：

表示混流式水轮机，转轮型号为240，立轴，金属蜗壳，转轮标称直径为250cm。

2．2QJ30—W—：

表示一根主轴上有两个转轮的切击式水轮机，转轮型号为30，卧轴，转轮标称直径为150cm，每个转轮有2个喷嘴，设计射流直径为15cm。

3．设计水头：

水轮机发出额定出力的最小净水头。

4．包角φ：

自蜗壳鼻端（尾端）断面为起点到蜗壳进口断面（垂直于压力管道轴线的断面）之间的夹角

称为蜗壳的包角。

5．尾水管高度：

自水轮机导水机构下环顶面至尾水管底板平面之间的垂直距离。

6．水轮机出力：

指水轮机主轴输出的功率，以

表示，单位KW。

=9.81

。

三、选择题

1．请选择下列哪些为反击式水轮机（BDEG），哪些为冲击式水轮机（ACFH）。

A切击式B混流式C双击式D贯流式

E轴流式F斜击式G斜流式H水斗式

2．请选择反击式水轮机的主要过流部件。

主要过流部件按水流流经的方向进行填写，（B）→（D）→（A）→（F）。

A转轮B蜗壳C喷嘴

D座环与导叶E折流板F尾水管G机壳

3．请选择冲击式水轮机的主要过流部件。

主要过流部件按水流流经的方向进行填写，（C）→（E）→（A）→（G）。

A转轮B蜗壳C喷嘴

D座环与导叶E折流板F尾水管G机壳

四、读图题

1．请写出下列各图转轮的类型。

（冲击式）（灯泡贯流式）

（斜击式）（轴流式）

（混流式）（轴流定桨式）

（轴流转桨式）（斜流式）

2．请写出下列水轮机过流部件的名称。

（座环与导叶）（金属蜗壳）

（弯曲型尾水管）

五、简答题

1．反击式水轮机的主要过流部件各有何作用？

导水部件转轮是水轮机的核心部件，作用是将水能转变为旋转机械能。

导水部件的主要作用是根据机组负荷变化来调节进入水轮机转轮的流量，以达到改变水轮机输出功率与外界负荷平衡之目的，并引导水流按必须的方向进入转轮，形成一定的速度矩。

水轮机的引水部件由称为引水室，其功用是将水流均匀平顺轴对称地引向水轮机的导水机构，进入转轮。

泄水部件尾水管的作用为：

①将通过水轮机的水流泄向下游；②转轮装置在下游水位之上时，能利用转轮出口与下游水位之间的势能

2；③回收利用转轮出口的大部分动能（

）。

2．为什么高水头小流量电站一般采用金属蜗壳，低水头大流量电站采用混凝土蜗壳？

金属蜗壳：

由铸铁、铸钢或钢板焊成，材料强度大，但造价高，故适用于较高水头（

>40m）小流量的水电站和小型卧式机组。

混凝土蜗壳一般适用于水头在40m以下大流量的水电站，因水头较大时，只用混凝土材料不满足强度要求，需要在混凝土中加设大量钢筋和金属衬板，则造价高，不经济。

3．当水头H，流量Q不同时，为什么反击式水轮机转轮的外型不相同？

混流式水轮机转轮为适应不同水头和流量的要求，其形状不同，以

表示转轮进水口边最大直径，

表示出口边最大直径，进口边高度用

表示。

高水头，流速大，流量较小，所需进水和出水断面均较小，故，所需用转轮的

、

均较小；低水头，流量大，所需进水和出水断面较大，则所用转轮的

、

大。

六、计算

1．某电站水轮机采用金属蜗壳，最大包角为345○，水轮机设计流量Q○=10m3/s，蜗壳进口断面平均流速

=4m3/s，试计算蜗壳进口断面的断面半径

。

解：

=

=

=0.874m