4 引水发电洞洞径选择

河口村水库发电洞设计流量为19.8m3/s,经济流速2.0~4.0m/s之间;但考虑水库装机规模小,仅为11.6MW,在当地电网中所占比例极小,因此初设阶段按不设置调压室的原则,选取3.0m、3.5m和4.0m3种洞径进行方案比选。

所选洞径是否满足不设置调压室的要求,按《水电站调压室设计规范》(DL/T 5058—1996)中式(3.1.2-1)作初步判别:

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式中:Tw为压力水道中水流惯性时间常数,s;Li为各段压力水道(包括蜗壳及尾水管)的总长度,m;vi为各段压力水道内的平均流速,m/s;g为重力加速度,m/s2Hp为水电站设计水头,m;[Tw]为Tw的允许值,一般取2~4s。3种洞径计算成果见表1。

表1 不同洞径断面计算成果表

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由表1可知,3种洞径计算的Tw均满足规范要求。从水流条件看,洞径4.0m时,洞内流速为1.58m/s,相对偏低;洞径3.0m和3.5m的洞内流速均在经济流速范围内。从施工角度考虑,三者洞径差别不大,施工方法相似;从工程投资看,在洞线选定的前提下,主洞工程投资与洞径成正比,洞径越大,工程投资越大;最终结合水机调保计算成果,确定发电洞主洞按3.5m设计。