学习指南 木文中关干掌据和了解是一个相对概念，主要是根据学时要求而定。另外由 于学时的限制有些部分的难点内容讲课时没有深入另外本学习指南中的章节与 课件内容章节有点不 一样，主要是这两年所选用教材不一样所至，但课件需掌据 的内容全部包括在内。 水力机械部分： 。绪论 学习本章的意义：了解水力发电在能源开发中的作用：了解世界水力发电的发展 以及我国水电建设的现状和发展，激发学生对从事水电工作的事业心和爱国心 了解水电站的类型及组成建筑物，从体系上掌握本课程包括的主要内容、特征 学习方法，建立学习的基本框架，对今后各章节学习具有指导意义。 ·第一章水轮机的主要类型及其构造 学习本章的意义：水电站厂房是一个能量加工厂，水轮机是能量转换的核心部件， 由于自然界水能资源条件的T差万别，各座水电站所利用的水头和流量差别也很 大，因此需要有各种类型的水轮机与之相对应，以便能充分、 有效地利用水能资 源 通过对本章的学习：掌握反击式、冲击式水轮机的划分原则，理解混流式 轴流式、水斗式水轮机水流的特点，掌握混流式、轴流式、水斗式水轮机的基本 构造：了解斜流式、贯流式、斜击式、双击式水轮机水流的特点及基本构造特点： 笔握水轮机型号的表示方法及各部分的含义。 本章内容：水轮机的工作参数、水轮机的主要类型、水轮机的基本构造以及水轮 机的型号及标称直行 本章重点：水轮机的主要类型及基本构造。 本章难点：水轮机的基本构造。 应注意的问题：反击式、冲击式水轮机的划分原则 。第二章水轮机的工作原理 学习本章的意义：水流在反击式水轮机转轮中的运动是一个复杂的三维复合运 动，对不同型式的水轮机由于转轮形状的不同，因而就必须分别研究其不同几何 特性下的水流运动规律，使其能高效地进行能量转换。通过对本章的学习：了解 水流在水轮机转轮中的运动：理解水轮机的基本方程式：理解水轮机效率的概念， 理解水轮机的最优工况的含义：理解尾水管的作用，学握尾水管的型式，了解具 主要尺计的伯定. 了解尾水管局部尺寸的变动 了解水轮机气蚀的物理过程，了 解气蚀类型， 握气蚀的防护指 解水轮机吸出高 的含义，掌握吸出高度的计算方法，理解水轮机安装高程的含义，掌握其计算方 去。 本章内容：水流在反击式水轮机转轮中的运动、水轮机工作的基本方程、水轮机 效率及最优工况、尾水管的工作原理、水轮机的气蚀、气蚀系数、吸出高及安装 高程
本章重点：速度三角形的概念、水轮机最优工况、尾水管的作用及型式、水轮机 安装高程 本章难点 尾水管的工作原理、水轮机气蚀 应注意的问题：水轮机安装高程的计算工况。 ·第三章水轮机的相似理论及模型综合特性曲线 学习本章的意义：水轮机在不同工况下运行时，各运行参数及这些参数之间的关 系称为水轮机的特性。这种特性关系到水轮机的设计、制造、选型和运行中的最 优化方案及限制条件等一系列问题。通过对本章的学习：了解几何相似、运动相 似、动力相似的含义，理解相似定律、单位参数的概念：了解水轮机效率换算 法，了解单位参数修正方法：理解水轮机比转速的概念，了解其计算方法：了解 水轮机工作特性曲线、转速特性曲线的概念，学握模型综合特性曲线的概念及作 用，了解云转综合特性曲线的作用及绘制方法。 本章内容：相似理论概述、水轮机的相似率、单位参数和比转速、水轮机的效率 换算与单位参数修正、水轮机模型纷 特性曲线 本章重点：水轮机相似条件及单位参数的概念：模型综合特性曲线的应用。 本章难点：比转速的概念及性质。 应注意的问题：比转速定义的工沉 ·第四章水轮机选样 学习本章的意义：由于各开发河段的水力资源和开发利用的情况不同，水电站的 工作水头和引用流雪 的 范围也不同，为了能使水电站经 安全和高效地运行 必须要有各种不同类型的水轮机相适应，合理选择水轮机是目的，应重视选择房 则。通过对本章的学习：了解水轮机选型设计的内容和基本资料，了解机组台数 和装机容量的选择，掌握水轮机型号和装置方式的选择，掌握反击式水轮机主要 参数的洗怪 本章内容： 水轮机的标准系列、水轮机选择、 水轮机工作特性曲线和运转综合特 性曲线、蜗壳型式及主要尺寸确定、尾水管的型式及主要尺寸确定。 本章重点：水轮机的选型设计。 本章难点：水轮机的选型设计。 应注意的同题：不同类型水轮机的比较 。第五章水轮机的调速设备 学习本章的意义：水电站向电力系统送电，要满足两方面的要求：即电压和烦率 对一定的水轮机来说，发电机的频率取决于机组的转速，因此调节机组的频率扇 是调节机组的转速。通过对小章的学习：了解水轮机调节的任务和基本概念、了 解调速器的组成以及调速器的选择方法。 本章内容：水轮机调节的基本概念、调速器的工作原理、调速器的类型与系列、 调速器的油压装置、水轮机调速设备的选择 本章重点：水轮机调节的任务、调速器的选择方法。 本章难点：水轮机调节的基本概念。 应注意的问题：有差调节和无差调节概念
水电站建筑物部分： ·第二章进水口及引水建筑物 学习本章的意义：进水口的任务是按发电要求引进流量，不同的开发方式，不同 的地形、地质条件应选择不同的进水口与之相对应 引水道的功用是集中落考 形成水头，并将水流输送到压力管道，然后将发电后的水排往下游。通过对本音 的学习：掌握进水口功用和要求：掌握进水口类型、特点及适用条件：理解临界 淹没深度的概念，掌握有压进水口位置、高程及尺寸的确定，了解进口处设备布 置要求。了解无压进水口、沉砂池特点及适用条件。了解渠道类型、功用、要求！ 了解压力前池作用、组成及布置。了解隧洞路线选择的响因素以及水力计算特 本章内容：进水口、沉沙池、引水道、压力前池。 本章重点：有压进水口尺寸确定。 本章难点：引水系统动能经济概念。 应注意的问题：有压和无压进水口的区别 第三章压力管道总论及明钢管 学习本章的意义：压力管道是从水库或引水道末端的前池或调压室，将水在有压 状态下引入水轮机的输水管。它的特点是：坡度陡：承压大，且承受动水压力： 靠近厂房。因此它的安全性和经济性受到特别重视，对材料、设计方法和工艺等 有不同于一般水工建筑物的特殊要求。通过对本章的学习：了解压力管道的功用 类型和特点：了解压力管道布置的基本原则，掌握各供水方式的特点和适用条件 了解钢管材料的性能、允许应力及管身构造：掌握明钢管的敷设方式，掌握镇 支墩的类型、作用及设计要求：掌握明钢管的闸阀及附件的布置要求：理解明钢 管的荷载、锅炉公式及管壁厚度的计算：理解跨中断面、支撑环附近断面及支撑 环断面的管身应力分析：理解明成管的外压稳定校核：理醒加劲环的作用 本章内容：压力管道功用和类型：压力管道的供水方式和水力计算：压力管道的 材料及强度 玉力管道的设施和构造：明钢管线路选择和布置：作用在钢管及域 座上的力和荷载：明钢管的结构分析：明钢管的抗外压失稳：镇墩和支墩结构分 析：明钢管的仲缩节、进人孔及排水孔。 本章重点：明钢管的管身应力分析和杭外压稳定校核 本章难点：明钢管的管身应力分析和抗外压稳定校核 应注意的问题 明钢 管荷载的方向：径向、轴向、法向。管身应力的方向：环向 (切阿)、径回、轴间 ·第四章地下埋管 学习本章的意义：地下埋管是水电站中应用最多的一种压力管道。国外己建和在 建的装机容量为100万kW以上的常规水电站中，采用地下埋管的就占40%左右。 全世界已建和在建的装机容量为100万kW以上的抽水蓄能电站，绝大多数采用 地下埋管。 上承受 头最高的和HD值最大 管道也是地 下埋管。我国已建 的水电站中，采用地下埋管的，最大装机容量90万k,最大设计水头724m, 最大管径8.8m。通过对本章的学习：掌强地下理管的布置形式：掌辉地下理管
的特点和构造：了解地下埋管钢衬承受内压时的强度计算：了解钢衬承受外压时 的稳定校核。堂根地下埋管抗外压稳定的措施 本章内容：地下埋管的特点和构造：地下埋管承受内压分析：地下埋管的抗外 失稳：地下埋管的改进途径。 本章重点：埋管钢衬承受内压时的强度计算和钢衬承受外压稳定计算。 本章难点：埋管钢衬承受内压时的强度计算和钢衬承受外压稳定计算。 应注意的问题：地下埋管的两个重要影响因素：围岩的弹性抗力系数和钢管外缝 隙值的选取。 ·第五章泥凝士坝体压力管道 学习本章的意义：对于混凝土坝坝式水电站，采用坝体压力管道输水和坝后式) 房，往往是最经济合理的布置方式。世界上已建和在建的装机容量为100万kW 以上的常规水电站中，有1/3采用坝体压力管道。而且其中装机400万kW以上 的最大的水由站中，右9本采用了文种管首由心应用广泛而日甘承受的水 量和管 经等 益提高，因而其技术问愿愈益受到重视 近年来也 得到了比较快的发展。通过对本章的学习：掌握混凝土坝体压力管道的特点与类 型：了解坝内埋管的布置及结构分析原理及方法：了解设软垫层的坝内钢管、混 凝土坝上游面管道、混凝土坝下游面管道的布置特点及与坝内钢管受力差别以及 不同的设计要求。 本章内容 混凝土坝体压力管道的特点与类型：坝内埋管的布置：坝内埋管结构 分析：设软垫层的坝内钢管：混凝土坝上游面管道：混凝土坝下游面管道 本章重点：混凝士坝体压力管道的布置方式、结构型式及特点。 本章难点：坝内埋管结构分析原理及方法。 应注意的问题：坝体压力管道的开裂问题（如坝内管设计时不允许管壁混凝土开 裂、而坝下游面管允许管壁混凝土开裂，但限制裂缝的开展宽度) 第六章分岔 学习本章的意义：采用集中供水和分组供水，都需设置分岔管。水流通过岔管时 水头损失大，并且岔管受力条件差，且靠近厂房，承受动静水压力最大，因此其 安全性十分重要。通过对本章的学习：掌握压力管道的分岔方式：了解岔管的特 点、体型设计、荷载及受力情况：了解各类岔管的基本构造。 木音内。 三梁岔管： 内加强月牙肋岔管贴边岔管、球形岔管和无梁盆管 本章重点：岔管的受力特点和 类岔管的基本构造。 本章难点：岔管的受力特点分析。 应注意的问题：岔管体型结构、工艺方面的要求和水力学方面的矛盾（如分岔角 大，水头损失大，但结构受力条件好一些，反之亦然)。 ·第七章有压引水系统非恒定流的物理现象及基本方程 学习本章的意义：水电站在实际运行中往往会遇到负荷突然变化的情况，因此需 迅速关闭或开启导叶，则在水电站中将不可避免地发生这样两种现象，即机组氧 速的变化和引水管道中水压力（即水锤）的变化。水锤调保计算就是合理选择号 叶启闭时间和启闭方式，使得水锤压力和机组转速变化都在规范允许范围内。通
过对本章的学习：掌握直接水锤和间接水锤的概念和判断条件：掌握调节保证计 算目的、标准以及计算条件：了解水锤波速：掌握基本方程的运用。 本章内容：有压引水系统水力过渡过程分析：基本方程式 本章重点：水锤基 本概念和水锤基本方程 本章难点：水锤传播、反射基本概念。 应注意的问题：水锤在水库端和阀门端的反射特点。 ·第八章水锤及调节保证计算的数值分析方法 学习章的音义，由干水锤基本做分方程是梦复杂的拟线性双曲线信微分方程 由于水电站有压引水系统某些边界条件难以处理，用解析法或图解法来进行 水锤调节保证计算有定的近似性，而用数值分所方法对水锤调保问题进行求 解，则具有以下特点：不必为了简化计算而附加许多假定条件：较易处理各种较 为复杂的边养条件：计算速度快，精度高。通过对本章的学习：掌握特征方程和 特征线方程的概念和应用：了解各类边界条件的处理方法：了解其计算步骤。 本章内容： 水锤基本方程的特征线解法：边界条件分析：机组转速变化的计算 计算步骤及程 设计 本章重点：水锤基本方程的特征线解法及边界条件分析。 本章难点：反击式水轮机的边界条件。 应注意的问题：特征方程和特征线方程的区别。 *注，由于学时限制，本部分内容一般放在水由站专题课中讲解 。第九章水锤及调节保证计算的解析方法 学习本章的意义：解析法的要点是采用数学解析的方法，引入一些符合实际的假 定，直接建立最大水锤压力和机组转速变化值的计算表达式，解析法计算精度虽 不如电算法，但简单易行，物理概念清楚，可直接得出结果，所以不少生产单位 在初步设计阶段还直接使用解析法进行水锤调保计算。通过对本章的学习：理解 直接水锤和间接水锤的概念、判别条件：掌握一相水锤和极限水锤的判别条件和 计算方法： 道特性变化处的反射 起始开 和开 度变化规律 对水锤的影响：了解水锤压强沿管长的分布规律以及开度变化终了后的水锤现 象：掌探水锤计算条件的选择以及减小水证压强的情施：了解复杂管道的水锤计 算解新方法。 本章内容：直接水锤和间接水锤：简单管的水锤计算：复杂管道的水锤计算解析 方法 水锤压力沿管长的分有 机组转速变化计算：减小水锤压力的措施」 重点 相水锤和极限水锤的计算 本章难点：水锤连锁方程的应用。 应注意的问题：一相水锤和极限水锤计算公式应用的前提条件：阀门开度依直线 规律变化。 。第十意调压密 学习本章的意义：减小水锤压力的有效措施之一是设置调压室。设置调压室后 水锤波在调压室处可以尽快发生反射，则减小了压力管道中水锤压力，另外可以
改善机组运行条件。通过对本章的学习：理解调压室的作用及其工作原理：理解 用压密某方程.堂担调压密设置条件及布署要求，堂根名种米刑围压富的构告 优缺点及适用条件 掌握简单式调压室水位波动计算的解 掌握简单式调 室水位波动的稳定计算（即托马断面的概念）：掌握调压室水力计算条件的选择 了解尾水调压室特点及布置要求。 本章内容：调压室的作用及其工作原理：其设置条件及位置选择：布置方式及类 型：水位波动计算：水位波动的稳定问题：水力计算条件：尾水调压室的水力计 算：调压室结构设计 本章重点：调压室基本布置方式及结构型式：调压室稳定断面。 本章难点：调压室基本方程的理解。 应注意的问题：调压室稳定断面计算时，引水道和压力水管糙率的取值问题。 。第十一章厂房总论 学习木音的音义.水由站厂房是水由站主要建施物之一，是悠水能转换为由能的 能量加工 一运行人员创造良好的工作环境：通过对本章的学习：提水电站房在务 布置需满足设备安装 组成：了解各种不同类型的厂房：了解主要机电设备和辅助设备的作用及布置要 我。 本章内容：厂房的任务和组成：厂房的类型：厂房的主要机电设备：厂房的水机 铺助设冬 本章重点：水电站厂房的组成：主要机电设备的布置要求 本章难点：主要机电设备的布置要求。 应注意的问题：水电站厂房枢纽的组成 。第十二章厂房的布置设计 学可木章的音义，水由站一房布署设计句话平面设计、刻面设计以及立面设计 它是水 机械、 建筑等专业技术人员相互配合， 共同进行的工作 人员需根据机电设备的运行要求，合理确定主 行初步的布置设计。通过对本章的学习：了解厂房机电设备，草握主厂房内部各 层的布置要求：掌握主厂房长、宽、高的毖响因素及尺寸确定：掌握主厂房的位 置洗择，了解引水道、尾水首及交通线路、副房、变压器场、高压开关站的布 置原则，掌握副厂房的组成：了解厂房辅助设备系统组成及布置要求 本章内容： 房的 布置设计所需的基本资料；主厂房的平面设计：主厂房的剖面 设计：厂房的立面设计：厂房辅助设备布置：厂房电气设备布置：厂房的通风、 空调、采暖与采光：副厂房的布置：厂区枢纽布置。 本章重点：主一房的纶廓尺寸及布置设计。 音难占.主一房的轮家尺十及布罟设十 应注意的问题：确定主厂房轮尺寸时，长 宽、高相互影 譬如欲降低厂房 的高度则必然会使厂房宽度增加，故确定厂房长、宽、高时应统筹兼顾，使厂房 轮饰整体上达到最优 ·第十三章厂房的构造和结构设计
学习本章的意义：水电站厂房比一般工业建筑复杂，水电站厂房上部结构与一般 工业建筑相同，而厂房下部结构体型庞大不规整，受力情况较为特殊和复杂，设 计理论尚未臻于完善，重要的工程还需通过模型试验与计算结果相验证。所以本 章将着重 绍 “房下部结构构造和结构计算等有关问趣。通过对本 章的 习： 握厂房结构的组成和荷载传力途径：了解屋顶、构架、吊车梁、外墙、楼板的布 置与构造，了解机墩、蜗壳、尾水管的体型与构造：了解主厂房 、二期混凝土 的划分原则及其相应的构件：了解厂房的分缝和止水。 至于厂房的结构计算部 分，由于学时限制，留待毕业设计时有针对性地讲解。 本章内容：厂 的组成和荷载传力途 一房混凝土浇筑的分期和分块：厂 房的分缝和止水结构：厂房上部结构构件结构计算：发电机机墩：蜗壳：尾水管。 本章重点：厂房结构的组成和荷载传力途径。 本章难点：厂房结构的组成和荷载传力途径。 应注意的问题：联合受力，设垫层以及充水加压的蜗壳其受力状态是不一样的。 ·第十四章地下厂房 学习本章的意义：由于地下岩石开挖技术的进步，高效能成套机械化设备以及喷 错支护等岩体加固新技术的采用，加快了地下工程的施工速度，提高了质量，降 低了造价，促进了地下水电站的建设。目前国内外已建成的地下水电站约有400 座，总装机容量约4500万kW。通过对本章的学习：掌握首部式、中部式、尾 部式地下厂房各自的优缺点和适用条件： 了解地下厂房的洞室的组成及布置要 求，了解主 房洞型，了解悬挂式、岩锚式、岩台式吊车梁的特点，了解地下厂 房的支护结构。 本章内容：地下厂房的优越性：地下水电站的总体布置：地下厂房的布置：地下 厂房的防潮、通风和照明：地下洞室的围岩稳定分析：围岩稳定分析的有限单元 法：洞室的支护分析。 本章重点： 地下一房主同家位器痛定 本章难点：地下厂房主洞室位置确定 应注意的问题：地下式厂房采用的吊车梁型式与地面厂房吊车梁型式的不同之 处。 。实践教学环节 水电站实我性教学环节包括： 1、课内的四次模型参观和实验演示，该部分内容见实验教学大纲。 2、水利水电工程认识实习和水电站生产实习，该部分内容见课程实习大纲。 水电站毕业实习 时问及地点：
时向一般分为两周，实习地点选在大中型水电站已建和在建工程 相的： 中业实习是列固、扩大和深化所学基础理论和专业知识的一个重要教学坏节，通过实习，从即论到实 较为系统地了解水利工彩的观划、设计以及工程诡工各个阶段的要求、设计的原则、使用的方法。从而 识到理论在设计中的运用，通过对已建工程设计的学习，吸收其经验教训，收集工程中使用的成功和先进 的范工技术，学习优秀的设计方法，为毕业设计和今后的工作打下良好的佛，同时增进对从事水电建设 事业的白堂感和壶仁感 内彩： 实习内容见水电站产实习大划