罗家店水电站压力明管的计算与应力分析
2011-08-13曹春顶石立恒
黑龙江水利科技 2011年4期
孟 莹,曹春顶,石立恒
(1.佳木斯河道管理处,黑龙江佳木斯154000;2.黑龙江省水利水电勘测设计研究院,哈尔滨150080;3.桦川县悦来灌区管理站,黑龙江桦川154300)
1 工程基本概况
罗家店水电站工程位于东宁县,东宁县供电系统是区域性独立电网,随着东宁县经济迅速发展,各行各业用电需求不断提升,用电高峰期严重缺电,电力电量供需矛盾日益突出,为合理开发利用绥芬河流域水能资源缓解当地供电与需求的矛盾,罗家店水电站装机容量1.5万kW,多年平均发电量4 073万kW·h,发电年保证率90%。罗家店水电站工程主要由挡水建筑物、泄水建筑物、电站引水系统、电站厂房组成。挡水建筑物为浆砌石重力坝,泄水建筑物为浆砌石溢流坝,坝长104 m;电站引水系统设在坝址上游660 m山体内,进水口为岸塔式,压力管道总长185.8 m。
2 水锤波引起特殊荷载的确定
2.1 水锤波传播速度的确定
水锤波的传播速度与管壁材料、厚度、管径以及水的弹性模量等有关。其传播速度可表示为:

式中:Ew为水的体积弹性模量;γ、r分别表示水的容重、管道半径;K为管道的抗力系数。
2.2 水锤形式的确定
水锤的产生形式有直接水锤和间接水锤。间接水锤是指当阀门关闭过程结束前,水库异号反射回的降压波已到达阀门外,如果Ts≥2L/a,这种水锤称为间接水锤,可以按以下公式进行计算:

作用在压力明管上的特殊荷载按作用力方向可分为径向荷载、垂直管轴向荷载、平行管轴向荷载。
3 压力钢管厚度与强度计算
压力管道钢板衬砌计算采用《水电站压力钢管设计规范》中公式及要求进行设计。……
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