水電站課程教學(xué)大綱

1、水電站課程教學(xué)大綱一、課程的地位、作用和任務(wù)水電站是水利水電工程建筑專業(yè)中一門(mén)綜合性很強(qiáng)、涉及知識(shí)面很廣的必修專業(yè)課。學(xué)生在學(xué)習(xí)了水力學(xué)和水工建筑物等多門(mén)專業(yè)理論的基礎(chǔ)上，通過(guò)本課程的理論學(xué)習(xí)及認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)訓(xùn)手段，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生解決中小型水電站規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工等實(shí)際問(wèn)題的能力，成為動(dòng)手能力強(qiáng)、上崗適應(yīng)快的實(shí)用型高等專業(yè)人才。本課程的基本任務(wù)是：1、通過(guò)本課程的系統(tǒng)教學(xué)，使學(xué)生掌握水電站中水輪機(jī)的選型、水電站引水建筑物和水電站廠房的結(jié)構(gòu)布置、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟。2、掌握水輪機(jī)的工作原理和主要參數(shù)之間的關(guān)系、模型水輪機(jī)和原型水輪機(jī)的相似原理、蝸殼尾水管的型式及主要尺寸

2、的確定；掌握水電站輸水系統(tǒng)的水力計(jì)算、穩(wěn)定計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算和部份主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)計(jì)算；掌握水電站廠房的類型、特點(diǎn)、布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理。3、理解水電站的型式、特點(diǎn)、構(gòu)造要求和工作條件。了解廠區(qū)布置中各部分的要求及相互關(guān)系。4、能用手工和計(jì)算機(jī)進(jìn)行一般水電站設(shè)計(jì)計(jì)算和繪制設(shè)計(jì)圖紙。二、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求水利機(jī)械部分（一）水輪機(jī)的主要類型及其構(gòu)造1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握水輪機(jī)的工作參數(shù)和類型。（2）理解水輪機(jī)型號(hào)各組成部分的含義。（3）了解水輪機(jī)的基本構(gòu)造。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)組織學(xué)生觀看有關(guān)水電站的錄像和水輪機(jī)實(shí)體模型，增加學(xué)生對(duì)水電站和水輪機(jī)的感性認(rèn)識(shí)；樹(shù)立熱愛(ài)水利專業(yè)，立

3、志為水利事業(yè)奮斗終身的專業(yè)思想。（二）水輪機(jī)的工作原理1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握水輪機(jī)汽蝕的產(chǎn)生和類型，掌握水輪機(jī)汽蝕系數(shù)、吸出高度及安裝高程的計(jì)算。（2）要求學(xué)生理解水輪機(jī)及尾水管的工作原理。（3）要求學(xué)生了解水輪機(jī)工作的基本方程式和水輪機(jī)的效率及最優(yōu)工況。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生能繪制水流在水輪機(jī)中運(yùn)動(dòng)的速度三角形，能計(jì)算水輪機(jī)的吸出高度和安裝高程。（三）水輪機(jī)的相似理論及模型綜合特性曲線1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握水輪機(jī)的相似律、單位參數(shù)和比轉(zhuǎn)速的表達(dá)式及含義，掌握水輪機(jī)的模型綜合特性曲線及運(yùn)用。（2）要求學(xué)生理解水輪機(jī)效率換

4、算及單位參數(shù)的修正。（3）要求學(xué)生了解水輪機(jī)的模型試驗(yàn)及水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速和軸向力。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生能繪制水輪機(jī)的模型綜合特性曲線和根據(jù)模型綜合特性曲線確定水輪機(jī)的參數(shù)。（四）水輪機(jī)選擇1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握水輪機(jī)型號(hào)選擇和主要參數(shù)的確定，掌握蝸殼、尾水管的型式及主要參數(shù)的確定。（2）要求學(xué)生理解水輪機(jī)的工作特性曲線和運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線。（3）要求學(xué)生了解水輪機(jī)的系列型普。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生能確定水電站水輪機(jī)的型號(hào)和主要參數(shù)，能繪制水輪機(jī)的模型綜合特性曲線和運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線。（五）水輪機(jī)的調(diào)速設(shè)備1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求通過(guò)教學(xué)，要求

5、學(xué)生掌握水輪機(jī)調(diào)速設(shè)備的選擇方法和步驟，理解水輪機(jī)調(diào)節(jié)的基本概念，了解調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特性及水輪機(jī)調(diào)速器的基本工作原理，了解調(diào)速器的類型與系列和調(diào)速系統(tǒng)的油壓裝置。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，要求學(xué)生能選擇水輪機(jī)的調(diào)速設(shè)備。（六）葉片式水泵1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握水泵的汽蝕與安裝高度計(jì)算和水泵的選擇。（2）要求學(xué)生理解葉片式水泵的類型及工作參數(shù)、水泵的特性及運(yùn)行工況。（3）了解水泵工作的基本方程式。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生能選擇水泵的類型，確定水泵的工作參數(shù)。（七）水泵水輪機(jī)1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握水泵水輪機(jī)的選擇。（2）要求學(xué)

6、生理解可逆式水泵水輪機(jī)的類型、水泵水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)與特性、渡槽的總體布置、渡槽與兩岸連接、渡槽的伸縮縫與支承的構(gòu)造。（3）要求學(xué)生了解水泵水輪機(jī)的理論基礎(chǔ)。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，要求學(xué)生選擇水泵水輪機(jī)。水電站建筑物部分（一）緒論1教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握水電站的類型及組成建筑物，理解水力發(fā)電的特點(diǎn)，了解世界及我國(guó)水力發(fā)電建設(shè)的基本情況。2能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)，要求學(xué)生在給定水電站水頭及地形地質(zhì)條件情況下選擇水電站的類型。（二）進(jìn)水口及引水道建筑物1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握進(jìn)水口的類型、功用及設(shè)施；掌握引水道的型式及要求、壓力前池的功用及組成。（

7、2）要求學(xué)生理解沉沙池的工作原理。（3）要求學(xué)生了解動(dòng)力渠道非恒定流的特點(diǎn)。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生能設(shè)計(jì)水電站進(jìn)水口、引水渠道和壓力前池。（三）壓力管道總論及明鋼管1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握明鋼管的選線、布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、抗外壓穩(wěn)定分析、鎮(zhèn)墩和支墩的尺寸確定及結(jié)構(gòu)分析。（2）要求學(xué)生理解壓力管道的功用和類型、壓力管道的供水方式和水利計(jì)算。（3）要求學(xué)生了解壓力管道的材料及強(qiáng)度。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生能設(shè)計(jì)壓力管道中的明鋼管。（四）地下埋管1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握地下埋管承受內(nèi)壓分析、地下埋管的抗外壓失穩(wěn)。（2）

8、要求學(xué)生理解地下埋管的特點(diǎn)和構(gòu)造。（3）要求學(xué)生了解地下埋管的改進(jìn)途徑。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生能設(shè)計(jì)地下埋管。（五）混凝土壩體壓力管道1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握壩內(nèi)埋管的布置、壩內(nèi)埋管的結(jié)構(gòu)分析。（2）理解混凝土壩體壓力管道的特點(diǎn)和類型。（3）了解設(shè)軟墊層的壩內(nèi)埋管、混凝土壩上游面和下游面管道的特點(diǎn)。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，要求學(xué)生能設(shè)計(jì)混凝土壩體壓力管道。（六）分岔管1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握分岔管的功用、特點(diǎn)和要求及分岔管的布置型式、結(jié)構(gòu)型式。（2）要求學(xué)生理解岔管的荷載及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。（3）了解三梁岔管、內(nèi)加強(qiáng)月牙

9、肋岔管、貼邊岔管、球形岔管和無(wú)梁岔管等的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力特點(diǎn)。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生能選擇岔管的型式，確定岔管的尺寸和岔管結(jié)構(gòu)計(jì)算。（七）有壓引水系統(tǒng)非恒定流的物理現(xiàn)象及基本方程1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握水錘的概念、產(chǎn)生水錘的原因和水錘的傳播過(guò)程。（2）要求學(xué)生理解水輪機(jī)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)、進(jìn)行水錘及調(diào)節(jié)保證計(jì)算的目的、調(diào)節(jié)保證計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算調(diào)節(jié)、調(diào)壓室水位波動(dòng)現(xiàn)象。（3）要求學(xué)生了解水錘基本微分方程、調(diào)壓室的基本方程和水輪機(jī)組轉(zhuǎn)速方程。2、能力培養(yǎng)：要求通過(guò)本章的教學(xué)，要求學(xué)生能計(jì)算水錘波的傳播速度、校核水錘壓力大小和轉(zhuǎn)速變化是否符合要求。（八）水錘及調(diào)節(jié)保證

10、計(jì)算的數(shù)值分析方法大專程度本章可不講。（九）水錘及調(diào)節(jié)保證計(jì)算的解析方法1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握直接水錘和間接水錘的判別、簡(jiǎn)單管道的水錘計(jì)算、減小水錘壓力的措施。（2）要求學(xué)生理解復(fù)雜管道水錘計(jì)算的解析方法和水錘壓力沿管長(zhǎng)的分布。（3）要求學(xué)生了解機(jī)組轉(zhuǎn)速變化的計(jì)算。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生能計(jì)算任意時(shí)刻任意斷面的水錘及閘門(mén)處的最大水錘相對(duì)值和絕對(duì)值。（十）調(diào)壓室1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握調(diào)壓室的設(shè)置條件及位置選擇、調(diào)壓室的布置方式及類型。（2）要求學(xué)生理解調(diào)壓室的作用及其工作原理、調(diào)壓室水力計(jì)算條件。（3）要求學(xué)生了解調(diào)壓室水

11、位波動(dòng)計(jì)算、調(diào)壓室水位波動(dòng)的穩(wěn)定問(wèn)題、尾水調(diào)壓室的水力計(jì)算和調(diào)壓室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生能確定類型和布置方式。（十一）廠房總論1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握廠房的主要機(jī)電設(shè)備和廠房的水機(jī)輔助設(shè)備。（2）理解廠房的任務(wù)和組成。（3）了解廠房的類型。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，要求學(xué)生能選擇廠房的類型，確定廠房的主要機(jī)電設(shè)備和水機(jī)輔助設(shè)備。（十二）廠房的布置設(shè)計(jì)1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握廠房平面尺寸和剖面尺寸的計(jì)算原理和方法、廠房的輔助設(shè)備布置、廠房電器設(shè)備布置、副廠房的布置和廠區(qū)樞紐布置。（2）要求學(xué)生理解廠房布置設(shè)計(jì)所

12、需的基本資料、廠房的通風(fēng)和采光等問(wèn)題。（3）了解廠房的立面設(shè)計(jì)。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生能根據(jù)機(jī)電設(shè)備的布置要求確定廠房的平面尺寸和剖面尺寸。（十三）廠房的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握廠房結(jié)構(gòu)的組成和荷載傳力途徑、廠房混凝土澆筑的分期和分塊、廠房的分縫和止水。（2）要求學(xué)生理解廠房上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件和發(fā)電機(jī)機(jī)墩的結(jié)構(gòu)計(jì)算。（3）要求學(xué)生了解蝸殼和尾水管的結(jié)構(gòu)計(jì)算。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，要求學(xué)生能設(shè)計(jì)廠房的分縫和止水，計(jì)算廠房的荷載和對(duì)廠房進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算及穩(wěn)定分析。（十四）地下廠房1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求（1）通過(guò)教學(xué)，要求學(xué)生掌握地下水電站的

13、總體布置、地下廠房的布置和地下廠房的防潮、通風(fēng)、照明等布置。（2）要求學(xué)生理解地下廠房的優(yōu)越性。（3）了解地下洞室的圍巖穩(wěn)定分析及圍巖穩(wěn)定分析的有限元法、洞室的支護(hù)分析。2、能力培養(yǎng)要求通過(guò)本章的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生能布置地下廠房。三、學(xué)時(shí)分配建議學(xué)時(shí)分配建議表序號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配講 課課內(nèi)實(shí)踐小 計(jì)水利機(jī)械部分1水輪機(jī)的主要類型及其構(gòu)造3142水輪機(jī)的工作原理443水輪機(jī)的相似理論及模型綜合特性曲線444水輪機(jī)選擇6285水輪機(jī)的調(diào)速設(shè)備226葉片式水泵227水泵水輪機(jī)22水電站建筑物部分1概論222進(jìn)水口及引水建筑物223壓力管道總論及明鋼管102124地下埋管225混凝土壩體壓力管道226分岔

14、管227有壓引水系統(tǒng)非恒定流的物理現(xiàn)象及基本方程228水錘及調(diào)節(jié)保證計(jì)算的解析方法64109調(diào)壓室2210廠房總論2211廠房的布置設(shè)計(jì)62812廠房的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2213地下廠房2214復(fù)習(xí)2215機(jī)動(dòng)2616合計(jì)691180四、說(shuō)明（一）本教學(xué)大綱適用于招收高中畢業(yè)生、學(xué)制為三年的高職水利水電工程建筑專業(yè)。完成課程的最少時(shí)數(shù)為80學(xué)時(shí)。（二）課程與其他課程的銜接和分工水電站是水利水電工程專業(yè)中一門(mén)綜合性強(qiáng)、應(yīng)用知識(shí)面廣的專業(yè)課。本課程應(yīng)在學(xué)生學(xué)習(xí)了工程制圖、工程測(cè)量、水文、地質(zhì)、建材和各種力學(xué)（包括工程力學(xué)、水力學(xué)和土力學(xué)）等課程之后才能開(kāi)課。（三）各教學(xué)單元的重點(diǎn)、難點(diǎn)和深廣度的教學(xué)說(shuō)明1、水利機(jī)械（1）這部分的重點(diǎn)內(nèi)容是水輪機(jī)的類型、工作原理、構(gòu)造、相似原理、特性曲線、水輪機(jī)選型、蝸殼和尾水管型式選擇及尺寸確定、調(diào)速器選擇。其他內(nèi)容可作一般性介紹或簡(jiǎn)單介紹。（2）本部分習(xí)題課應(yīng)介紹一包括水輪機(jī)選型、蝸殼尾水管型式尺寸確定和調(diào)速器選擇的綜合性實(shí)例。2、水電站的輸水系統(tǒng)（1）這部分的重點(diǎn)內(nèi)容是明鋼管的布置、支承型式、尺寸擬定和結(jié)構(gòu)計(jì)算及水錘的概念和用解析法計(jì)算簡(jiǎn)單管道和復(fù)雜管道的水錘值。其他內(nèi)容可作一般性介紹或簡(jiǎn)單介紹。（2）本部分習(xí)題課應(yīng)介紹一包括明鋼管結(jié)構(gòu)計(jì)算、