第一节 调压室的功用、要求及设置调压室的条件

    一、调压室的功用
    为了改善水锤现象，常在有压引水隧洞（或水管）与压力管道衔接处建造调压室，如图13-5所示。调压室利用扩大的断面和自由水面反射水锤波，将有压引水系统分成两段：上游段为有压引水隧洞，调压室使隧洞基本上避免了水锤压力的影响；下游段为压力管道，由于长度缩短了，从而降低了压力管道中的水锤值，改善了机组的运行条件。
    根据上面的分析，调压室的功用可归纳为似下三点：
    （1）反射水锤波。基本上避免（或减小）压力管道中的水锤波进人有压引水道。
    （2）缩短压力管道的长度。从而减小压力管道及厂房过流部分中的水锤压力。
    （3）改善机组在负荷变化时的运行条件及系统供电质量。
    按照人们的习惯，调压室的大部分或全部设置在地面以上的称为调压塔，如黑龙江省的镜泊湖水电站的调压塔；调压室大部分埋在地面之下者，则称为调压井，如官厅、乌溪江等水电站的调压井。
    二、对调压室的基本要求
    根据调压室的功用，调压室应满足以下基本要求：
    （1） 调压室的位置应尽量靠近厂房，以缩短压力管道的长度。
    （2） 能较充分地反射压力管道传来的水锤波。调压室对水锤波的反射愈充分，愈能减小压力管道和引水道中的水锤压力。
    （3） 调压室的工作必须是稳定的。在负荷变化时，引水道及调压室水体的波动应该迅速衰减，达到新的恒定状态。
    （4） 正常运行时，水头损失要小。为此调压室底部和压力管道连接处应具有较小的断面积，叔减小水流通过调压室底部的水头损失。
    （5） 工程安全可靠，施工简单方便，造价经济合理。
    上述各项要求之间会存在一定程度的矛盾，所以必须根据具体情况统筹考虑各项要求，进行全面的分析比较，审慎地选择调压室的位置、型式及轮廓尺寸。
    三、设置调压室的条件
    如前所述，在有压引水系统中设置调压室后，一方面使有压引水道基本上避免了水锤压力的影响，减小了压力管道中水锤压力，改善了机组运行条件，从而减少了它们的造价；但另一方面却增加了设置调压室的造价，所以是否需要设置调压室应进行方案的技术经济比较来决定。我国《水电站调压室设计规范（报批稿）》建议以下式作为初步判别是否需要设置上游调压室的近似准则

式中．L-压力水道（包括蜗壳及尾水管）长度，m；
    V-压力水道中的平均流速，m/s ；
    g-重力加速度，；
    H-设计水头，s；
    -压力水道的惯性时间常数，s。
    当<2-4s，可不设调压室。
    对于在电力系统单独运行或机组容量在电力系统中所占比重超过50％的电站，宜用小值；对比重小于10％-20％的电站，可取大值。
    计算时，采用的流量与水头应为相互对应值，即采用最大流量时，应用与之相对应的额定水头；若采用最小水头，应用与之相对应的流量。
    在有压尾水道中，为了避免水轮机停机时连续水流的间断，不设尾水调压室的尾水道的临界长度可按下式初步确定

式中-压力尾水道的长度，m；
    -水轮机导叶关闭时间，s；
    V-恒定运行时尾水道中之流速，m/s；
    -尾水管进口流速，m/s；
    ▽-水轮机安装高程，m；
    Hs—水轮机吸出高度，m。
    最终通过调节保证计算，机组丢弃全负荷后尾水管进口的最大真空度不宜大于8m水柱。