卡隆卡水电站钢岔管结构优化与设

根据卡隆卡水电站的工程规模和特点,选用内加强月牙肋钢岔管,利用自行编制的计算机辅助设计程序进行岔管体形的优化设计,并采用三维有限元法对所设计的岔管进行计算分析。计算结果表明,经过优化设计的钢岔管结构安全、合理,不仅可以满足运行要求,而且使最大管壁厚度减小为32mm,与直径的比值为2.3%,分别小于规范规定的36mm和t/d值为2.5%（Q390钢）,可以满足钢材冷加工的要求,解决了高水头、小直径钢岔管加工工艺上的困难。     

月牙肋岔管体形优化与设计

针对目前月牙肋岔管得到广泛应用的情况，根据新的《水电站压力钢管设计规范》DL/T 5141-2001，编制了内加强月牙肋岔管的体形优化设计程序。通过工程实例计算，表明该程序不仅有效地减小了工作量，提高了设计工作效率，而且大大提高了计算精度，可以为其它工程岔管的设计提供参考。     

月牙肋岔管设计浅析

月牙肋岔管是由三梁式岔管发展起来的一种新型岔管,其结构特点是用一个完全嵌入管体的月牙形肋板代替三梁岔管的U型梁,让管壁所受到的水压力作用在月牙板的形心上,按轴心受拉构件确定月牙板的轮廓尺寸,这样可以充分利用钢材的抗拉强度.浙江省湖南镇水电站3号岔管原设计为三梁式岔管,梁的计算应力为294 MPa.需要钢材30 t,后改为月牙肋岔管,肋板计算应力82 MPa,需要钢材4 t,其节约潜力之大是惊人的.近年来,在巴东小溪河电站压力管道岔管和鹤峰芭蕉河电站压力管道岔管的设计中,我们大胆采用了月牙肋岔管.小溪河电站岔管主支直径1.5 m,设计水头212 m,肋板采用宽320 mm,厚24 mm的16Mn钢,计算应力160 MPa＜[δ],岔管重4.2 t,芭蕉河二级电站岔管,主管直径为3.2 m,设计水头88 m,肋板采用16Mn钢,宽780 mm,厚30 mm,最大应力158 MPa＜[σ],岔管重13 t.这2个电站已正常运行数年.     

月牙肋岔管有限元结构计算基本原则与方法

岔管有限元结构分析过程中,单元类型的选择、网格密度的选取、模型范围的选取、闷头及支撑的模拟方式、边界约束条件等因素对计算结果和分析结论都有一定的影响.通过对上述各种因素进行系统地分析与研究,初步提出适合埋藏式月牙肋岔管有限元结构计算的基本规定,以供同行在月牙肋岔管有限元结构分析时参考.     

无梁岔管计算机辅助设计

针对目前岔管设计工作繁琐、工作量大的特点，编制了无梁岔管体形设计、有限元网格自动剖分及展开程序，从而实现无梁岔管计算机辅助设计，大大减小了岔管设计的工作量，提高了设计的精确度和效率，具有一定的实用性。通过工程实例，验证了程序的可靠性和稳定性。     

四川省朗达水电站高压钢岔管设计

结合郎达水电站岔管设计过程,将有限元引入岔管结构计算,并将其从复核性计算拓展到参与优选设计,不仅提高了工作效率和计算精度,而且能从结构安全度方面定量分析岔管运行工况及水压实验工况的应力状态。     

姚家平水利枢纽工程钢岔管结构型式选择与CFD研究

结合姚家平水利枢纽工程的总体布置,对主电站引水系统对称Y形和非对称Y形月牙肋钢岔管两种结构型式分别进行了三维有限元应力分析和CFD三维流场计算。计算结果表明：对称岔管两腰部位应力分布均匀,肋板尺寸较小;但在主支锥管相贯线内表面A点附近出现较大的应力集中现象,因此对称岔管满足强度所需的管壁厚度大于非对称岔管。在水力学方面,非对称岔管两支管的水头损失不相等,其中与主管同轴线的直支管水头损失最小,斜支管水头损失最大,但没超过对称岔管的0.358 m,说明从岔管部位水头损失和水流流态上看,非对称岔管也稍优于对称Y形岔管。综合考虑岔管结构和水力学特性以及工程地形等因素,建议姚家平水利枢纽工程中主电站引水发电系统选择非对称Y形岔管布置方案。     

月牙肋岔管有限元网格自动剖分程

根据空间线面相交原理，编制了月牙肋岔管有限元网格自动剖分程序，按照DXF格式实现网格图形的输出与显示，减小了月牙肋岔管网格剖分的工作量，提高了网格剖分的精确度和效率，具有一定的实用性。通过工程实例，验证了程序的可靠性和稳定性。     

富川水电站岔管设计数值仿真计算

富川水电站引水岔管为"卜"形月牙肋,属高水头、大HD值的岔管结构。设计、研究人员合作对岔管结构进行三维有限元数值仿真计算,研究分析在各种荷载组合下岔管结构管壳应力、月牙肋板应力,为岔管结构安全设计提供依据。     

钝角区腰线折角为零的月牙肋岔管研究

采用三维有限元方法对钝角区腰线折角为零的月牙肋岔管进行了受力分析,研究了钝角区腰线折角对岔管管壁与月牙肋应力的影响.结果表明:腰线折角对月牙肋的应力影响小;腰线折角为零的设计方案降低了钝角区的应力,改善了岔管基本锥的受力;维持基本锥壁厚不变,可通过增加过渡管的壁厚提高岔管承受内压的能力;主锥管与支锥管腰线共线,易于拼装...     

水电站厂内经济运行的二次寻优

针对水电站厂内经济运行中理论计算结果和实际运行情况存在偏差的问题,分析了存在偏差的原因,论述了二次寻优的原理,建立了可以在机组运行中自动实施的厂内经济运行二次寻优模型。实例应用表明:二次寻优较好的解决了理论计算结果与实际存在偏差的缺陷,具有很强的适用性和经济性。     

小型水电站励磁系统的改造和优化

针对同步发电机直流励磁机方式的缺点，提出以可编程序控制器（PLC）为控制器，采用PID控制策略，应用直流斩波技术对直流励磁机励磁方式进行改造和优化。该系统已在一小型水电站投入使用。     

小河水电站溢洪道体型优化试验研

小河水电站溢洪道试验泄流能力大于设计泄流能力，整体布置方案优化后泄流能力满足设计要求，并大大减小了工程量。针对溢流堰闸墩后产生的水冠以及出口消能段存在的问题，通过模型试验进行体型优化，取得了较为理想的成果。① 中墩由原来4.0m改成3.0m厚并在其后部以流线型尾墩相连接，基本消除了水冠，大大降低了冲击波高，泄槽水流稳定。② 经过窄缝式挑坎和斜切挑坎试验方案比较，斜切坎能够很好地适应溢洪道轴线与下游河道流态衔接，同时达到了消能和改善下游河道流态的目的。     

组合式沉井（箱）群在水电站设计中的应用

在江河湖泊的沿岸地带修建水电工程中的站房建筑物常常遇到深厚软弱地基，同时还受到周边环境的限制，致使工程实施困难，耗费较大。针对这个问题，根据工程实践提出了使用组合式沉井（箱）群技术的办法，并介绍了其技术特点。     

锦屏二级水电站差动式调压室体型优化

雅砻江锦屏二级水电站上游调压室是世界上规模最大的差动式调压室,其隧洞长度长,引用流量大,调压室内的升管隔板与大井底板将承受60～70 m的巨大差动压差,对其结构设计技术难度处于世界前列.对该调压室结构提出了两种方案,运用ABAQUS程序对两种方案进行了三维线性与非线性的有限元分析与比较,获得了调压室各个部位的应力分布、配筋图和裂缝情况等.结果表明:方案一较方案二具有较大的优越性,在实际工程中应用是完全可行的.     

峡口水电站泄水建筑物体型优化试

峡口水电站泄水建筑物体型优化试验研究结果表明：原设计表孔采用窄缝型式效果欠佳，采取大差动高低坎型式，其下泄水流在空中充分碰撞，明显提高消能效果，大大减轻对下游河道的冲刷；降低中表孔挑坎高程，可增大水舌碰撞角度，提高空中消能率；中孔出口斜坡段坡度改为-5后，可消除负压，更利于水舌扩散。     

白果水电站微机励磁系统的设计

介绍了基于Intel公司专用的16位微处理器80C196KC作为控制中心的同步发电机微机励磁系统，系统具有故障报警、运行状态实时显示、励磁限制等多种功能。能够完成发电机的快速起励建压，根据负载变化自动调节励磁电流，具有“恒机端电压励磁”、“恒励磁电流”、“恒功率因数励磁”等多种励磁方式。各控制方式之间可实现无振动切换。     

铜信溪水电站综合消能工设计

根据工程实际情况，设计采用宽尾墩结合消力池综合消能工布置设计，并对比设计进行了水工模型试验。试验结果表明，消力池内各级流量下均能形成稳定淹没水跃，消能率达到63%-83%，消能充分，投资节省。     

芭熏河一级水电站设计洪水复核研夯

针对芭蕉河流域无实测水文资料的情况,将邻近的凄水干流鹤峰水文站作为设计洪水分析研究的参证站,对历史洪水、洪水特征、暴雨特性、坝址地理参数等进行了分析,选取流量途径和暴雨途径2种方法推求了坝址处的设计洪水,对设计洪水成果进行了分析,并将成果与可行性研究阶段的成果进行了分析比较。对设计洪水的计算、分析与研究,为芭蕉河一级水电站安全鉴定、防洪评价奠定了基础,研究方法为类似的工程提供了参考,具有一定的实用性与借鉴意义。