【摘 要】 本文重点介绍了调压室的作用及设置条件、布置形式和基本结构类型，调压室水位波动的稳定问题和调压室的水力计算条件。
　　【关键词】 调压室 稳定问题 水力计算
　　1 调压室的功用、要求
　　1.1 调压室的功用
　　（1）反射水击波。基本上避免了（或减小）压力管道传来的水击波进入压力引水道。
　　（2）减小水击压力（压力管道及厂房过水部分）。缩短了压力管道的长度
　　（3）改善机组在负荷变化时的运行条件。
　　1.2 调压室的基本要求
　　根据其功用，调压室应满足以下基本要求：
　　（1）调压室尽量靠近厂房，以缩短压力管道的长度。
　　（2）调压室应有自由水表面和足够的底面积，以保证水击波的充分反射；
　　（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，达到新的稳定状态；
　　（4）正常运行时，水流经过调压室底部造成的水头损失要小。为此调压室底部和压力管道连接处应具有较小的断面积。
　　（5）结构安全可靠，施工简单方便，造价经济合理。
　　2 调压室的工作原理
　　引水道—调压室系统中的水位波动现象与压力管道中产生的水击波动性质有很大的差别。调压室的水位波动主要是由于水体的往复运动引起，其特点是振幅小、变化慢、周期长。而管道水击过程是水击波的传播，振幅大、变化快，往往在很短时间内即消失，而前者往往长达几十秒到几百秒甚至更长。
　　3 调压室的类型
　　（1）简单圆筒式调压室
　　特点：断面尺寸形状不变，结构简单，反射水击波效果好。但水位波动振幅较大，衰减较慢，因而调压室的容积较大；在正常运行时，引水系统与调压室连接处水力损失较大。
　　适用：低水头小流量的水电站。
　　（2）阻抗式调压室
　　将圆筒式调压室的底部，用较小断面的短管或用较小孔口的隔板与隧洞及压力管道连接起来，这种孔口或隔板相当于局部阻力，即为阻抗式调压室。
　　特点：进出调压室的水流在阻抗孔口处消耗了一部分能量，可以有效地减小水位波动的振幅，加快了衰减速度，因而所需调压室的体积小于圆筒式。正常运行时水头损失小。
　　（3）双室式调压室
　　特点：双室式调压室是由一个竖井和上下两个储水室组成。
　　上室供丢弃负荷时储水用，一般在最高净水位以上，在正常运行时是空的。下室在正常运行时充满水，供增加负荷时补给水量用，应在调压室中最低静水位以下。竖井是用来连接上下室和引水道与压力管道的。刚丢弃负荷时，由于竖井断面较小，水位迅速上升，当水位达到上室时，其上升的速度放慢，从而减小波动振幅。当增加负荷时，水位迅速下降到下室中，并由下室补充不足的水量，因此限制了水位的下降。
　　适用：水头较高，要求的稳定断面较小，水库水位变化比较大的水电站。
　　上室的底部高程由水库最高水位控制，下室的顶部高程由水库的死水位控制。
　　（4）溢流式调压室
　　溢流式調压室顶部设有溢流堰。
　　当丢弃负荷时，调压室的水位迅速上升，达到溢流堰顶后开始溢流，限制了水位的进一步升高，有利于机组的稳定运行，溢出的水量，可以设上室加以储存，也可排至下游。
　　（5）差动式调压室
　　由两个直径不同的同心圆筒组成，中间的圆筒直径较小，上有溢流口，称为升管，其底部以阻力孔口与外室相通。
　　特点：外室直径较大，起盛水及保证稳定的作用，其断面由波动稳定条件控制。差动式调压室所需容积较小，水位波动衰减得也较快。但其构造复杂，施工难度大，造价高。
　　适用：地形和地质条件不允许大断面的中高水头水电站，在我国采用较多。
　　（6）气垫式或半气垫式调压室
　　在压力隧洞上靠近厂房的位置建造一个大洞室，室中一部分充水，另一部分充满高压空气。利用调压室中的空气压缩或膨胀，来减小水位涨落的幅度。
　　适用：深埋于地下的引水道式地下水电站。目前我国尚未采用。
　　4 调压室水位波动的稳定问题
　　调压室在任何工作情况下都应保证水位波动是逐渐衰减的，即称为稳定的。
　　水电站在正常运行中除有大的负荷变化外，也经常不断地发生较小的负荷变化，从而使调压室内水位产生很小的水位波动。由于调压室断面面积和引水道长度等因素的不同，这种波动可能出现二种情况：一种是波动发生后周期性或非周期性地衰减下去，调压室内随之达到新的稳定水位而不再波动。另一种是在发生小波动后，振幅不是衰减而是逐渐增大，引起机组工作的不稳定，这种现象称为调压室工作情况的不稳定现象，设计调压室时应避免这种情况。因此必须研究调压室水位波动的稳定条件及改善波动稳定途径。
　　托马稳定条件是在一些假定的基础上推导出来的，应用时必须根据水电站的情况作某些修正。
　　（1）大波动的稳定条件
　　如果调压室水位的波动幅值较大，则波动微分方程式不能认为是线性的了，因此托马条件不能直接应用于大波动。研究表明，如小波动稳定不能保证，大波动必然不能衰减。
　　（2）调压室底部流速水头的影响
　　对引水道而言，流速水头的作用与水头损失相似，它相当于加大了摩阻损失。但对水轮机来说，并不减小水电站的有效水头。
　　引水道的直径越大，长度越短，流速水头的影响也越显著。
　　（3）水轮机效率的影响
　　在前面假定水轮机的效率为常数，实际上水轮机的效率是随着水头和流量的变化而变化的。
　　水轮机效率、调速器和电力系统等因素对稳定断面的影响，一般只有在充分论证的基础上才加以考虑。
　　（4）电力系统的影响
　　对于单独运行的水电站，当调压室内水位变化而引起出力变化时，只能依靠本电站水轮机调速器的调节使出力保持常数。如果水电站在系统中运行，则可由系统中的各电站的机组共同来保证系统出力不变，因此可减小本电站流量变化的幅度，有助于调压室水位波动的稳定。
　　5 第七节调压室水力计算条件
　　5.1 水位波动的稳定性计算
　　由公式可以看出：
　　1.水头H0
　　1.上游水库水位：取正常发电可能出现的最高水位，一般按设计洪水位计算。
　　2.引水道的糙率：取可能的最小值。
　　3.计算工况：一般按丢弃全负荷考虑。即流量由Qmax减至空转流量Qxx（Q=0）。
　　5.3 最低涌波水位的计算
　　1.上游水库水位：取可能的最低水位。
　　2.引水道糙率：？取可能的最大值。
　　3.计算工况：
　　（1）在初步设计阶段，通常采用其余所有机组均满负荷运行，而最后一台机组投入运行的情况作为设计工况，但最后加入的容量应不小于电站总容量的1/3。
　　（2）对于一般的调压室，还应计算在最低库水位下丢弃全负荷后水位波动的第二振幅，以检验其是否低于增荷时的最低涌波水位。