灯泡贯流式机组流道混凝土分期施工与承载特性研究

结合某灯泡贯流式水电站厂房工程实际,建立了包括基岩在内的地面厂房结构有限元模型,然后模拟实际工程中的分期施工方式,考虑接触非线性分析了厂房流道一、二期混凝土在不同接缝面处理方式下的承载特性。研究表明:流道一、二期混凝土接缝面植入钢筋或采用二期混凝土嵌入一期混凝土的方案均有利于提高一、二期混凝土的整体性,降低流道二期混凝土内拉应力大小和分布范围。因此灯泡贯流式水电站厂房流道一、二期混凝土接缝面处理建议采用二期混凝土嵌入一期混凝土的方案,并考虑接缝面植筋,以充分发挥一期混凝土的承载力,保证机组的安全稳定运行。     

灯泡贯流式水轮机流道尺寸计算软件设计

针对灯泡贯流式水轮机流道尺寸的计算进行软件开发与设计,实现自动生成流道尺寸图和厂房剖面图的功能。利用C#编程语言和.NET平台技术对其进行编程,包括水轮机的初步选型、灯泡比、导叶高度、进口管宽度、机组间距、转轮室喉管直径、尾水管进口直径、尾水管长度、当量锥角的计算等;利用线性拟合方法对尾水管进口直径的计算进行了整合推导;利用GDI+绘图技术结合AutoCAD二次开发实现绘图功能和CAD图纸的导出。实例验证软件较好地实现了灯泡贯流式水轮机流道尺寸的准确计算,并生成了完整的流道尺寸CAD图和厂房剖面CAD图,对贯流式水轮机的设计工作具有一定的指导意义。     

考虑地基辐射阻尼的灯泡贯流泵房

根据测点的脉动压力时程,构造整个流道的脉动压力场,通过三维有限元数值模拟对淮阴三站泵房进行了水力振动时程分析,计算了新型的灯泡贯流泵房的动力响应。和常规无质量地基模型的计算结果作对比,考虑地基辐射阻尼会使泵房的动力响应值最大降低50%左右,地基辐射阻尼对淮阴三站动力响应的影响比较显著。同时,根据相关控制标准,对泵房振动进行评价,为工程抗振设计提供依据。     

考虑地基辐射阻尼的灯泡贯流泵房水力振动分析

根据测点的脉动压力时程,构造整个流道的脉动压力场,通过三维有限元数值模拟对淮阴三站泵房进行了水力振动时程分析,计算了新型的灯泡贯流泵房的动力响应.与常规无质量地基模型的计算结果作对比,考虑地基辐射阻尼会使泵房的动力响应值最大降低50%左右,地基辐射阻尼对淮阴三站动力响应的影响比较显著.同时,根据相关控制标准,对泵房振动进行评价,为工程抗振设计提供依据.     

基于变权云模型的灯泡贯流式水轮机状态评估方法

为了对灯泡贯流式水轮机的运行状态做出客观评价,基于云模型提出了灯泡贯流式水轮机状态评估的多重指标体系,并建立了部件级-设备级的多层灯泡贯流式水轮机综合评估模型.通过引入云理论直接得到各指标对贯流式水轮机各状态等级的隶属度,从而列举出每个设备的隶属度矩阵,并结合变权理论来确定各指标的组合权重,再由加权平均算子转化为对应的评分,即得到了灯泡贯流式机组的运行健康状态.结合实例研究发现,此方法简单易行,可操作性强,在水轮机部件级评估方面较传统方法更加准确,为灯泡贯流式水轮机状态检修工作提供了新的途径.     

基于CATIA的贯流式水轮机过流部件的强度分析

贯流式水电站是开发低水头水力资源较好的方式,随着水力资源向低水头、大容量方向发展,越来越多的人开始深入贯流式水轮机的研究,由于贯流式水轮机特有的结构功能特性及适应的水头段,近年来的发展比较迅速,随着容量的发展,其强度分析将是重要的研究问题,灯泡贯流式水轮机是贯流式水轮机的主要类型之一。运用CATIA软件和有限元分析方法对灯泡贯流式水轮机关键部件的强度及变形量进行分析计算,从而保证灯泡贯流式水轮机的安全可靠运行。     

基于大涡模拟的贯流式水轮机压力脉动分析

基于大涡模拟的Smagorinsky-Lilly动态亚格子模型,分别对灯泡贯流式水轮机的7个不同工况进行了非定常计算,得到了每个工况下流道内关键位置处测点的压力脉动信息。研究表明:该贯流式机组流道内压力脉动均含有转频分量,且距离转轮越近脉动越强;转轮区压力脉动最强,且脉动频率为叶片通过频率的自然数倍(5 n fn);尾水管的压力脉动主要由尾水涡带引起,叶片转频的影响可以忽略,尾水管中心区域的脉动强度大于外围;流道内压力脉动总体强度与水头和出力呈近似线性的正相关,而与流量、效率没有显著关联。     

MPC方法在灯泡贯流式水电站厂房结构分析中的应用

为准确分析灯泡贯流式水电站厂房及其管形座结构，采用MPC方法模拟机组荷载，成果清楚地反映了在自重、水荷载、机电荷载等作用下厂房及其管形座的应力分布。分析成果得到应用，对工程的设计有一定的指导意义。     

贯流式机组在南水北调工程中的应用研究

根据南水北调工程中许多泵站扬程特低的特点，分析了不同结构型式的贯流式机组结构型式、水力性能和技术经济指标，指出在特低扬程的泵站可以采用轴伸贯流式、竖井贯流式和灯泡贯流式等多种结构型式，其关键在于必须解决水导轴承的材料和润滑方式以及齿轮箱的使用寿命和噪音等问题。     

垫层蜗壳三维非线性有限元分析

结合某水电站,建立垫层蜗壳三维有限元整体模型,采用ANSYS有限元软件对三维模型进行钢筋混凝土非线性计算,确定有限元计算中利用线弹性计算的拉应力配筋的合理性。并根据钢筋混凝土非线性计算的结果对裂缝宽度进行验算。考虑混凝土开裂的三维非线性有限元计算结果表明设计提出的蜗壳厚度和按线性计算得到的配筋,在结构自重、设备重量及内水压力作用下,其应力均低于钢材的允许应力。通过不同工况下不同垫层厚度的计算对比分析,可以初步认定管道外包混凝土最大裂缝宽度是垫层最小厚度取值的控制因素,根据此控制因素,可初步选定垫层的最优厚度取为3cm。设计采用的蜗壳外包混凝土厚度和机墩尺寸具有足够的刚度,可以满足机组运行稳定的要求。     

谟武水电站灯泡贯流机组现地控制单元设计

灯泡贯流机组具有技术参数高，运行性能优越，可靠性高，并能节省土建投资等诸多优点，已在低水头电站广泛使用。目前，国产灯泡贯流机组现地控制单元采用计算机的极少，作者介绍福建省顺昌县谟武电站灯泡贯流机组现地控制单元的设计，并对有关问题进行探讨，供国内同类型电站设计时参考。     

灯泡贯流泵装置的三维流动数值模拟

为了配合南水北调东线工程淮阴三站灯泡贯流泵装置的优化水力设计研究工作,对该站前、后置灯泡贯流泵装置内部流动的数值计算方法进行了初步研究;参照该站初步设计阶段初步拟定的机组结构形式,建立了前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置几何型体数学模型;分别对两种装置内部的流动进行三维湍流数值模拟,得到了前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置的内、外水力特性;讨论了两种灯泡贯流泵装置进、出水流态的主要特征.计算结果表明：采用数值计算的方法研究灯泡贯流泵装置内部的三维流动及贯流泵装置的水力性能是可行的;淮阴三站前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置初步设计方案的能量性能尚不能满足南水北调工程的要求,需通过进一步的优化计算,争取实现可能的最高装置效率.     

梯级水电站水量平衡的研究

针对三个梯级水电站出现的水量计算不平衡的现象，通过对这三个水电站的日常水情调度数据的分析和对库区河段的明渠非恒定流计算，探讨了水量计算不平衡的原因，并给出了这些水电站的水位流量关系特性，对其他流域梯级水电站有一定参考作用。     

覆盖层厚度对闸室结构影响分析

在进行水闸设计时,覆盖层厚度的不同对闸室结构应力的计算结果有着很大影响。目前针对含有一定厚度覆盖层的地基,运用得较成熟的分析方法是弹性地基梁法,而在使用该方法时,又可由覆盖层厚度情况分为两种假定：“文克尔”型地基和“半无限大弹性体”型地基。对于这一应用范围的假定,其合理性目前还没有较系统的研究,本文结合ANSYS大型有限元分析软件,以福堂水电站2 #泄洪闸为基本计算结构,通过改变覆盖层厚度,建立多个有限元计算模型,根据计算结果分析覆盖层厚度变化后对闸室结构位移和应力的影响,从中找出规律,探讨弹性地基梁法对于应用范围假设的合理性,有限元分析所得的覆盖层主要影响范围较之传统的弹性地基梁法认为的范围要小,即传统的弹性地基梁法考虑得偏于保守。     

不同流量工况灯泡贯流泵压力脉动混沌特性

灯泡贯流泵机组振动来源十分复杂,为了分析机组振动规律,从流场压力脉动出发,分析其混沌特性,从而指出贯流泵站机组振动特征源自流场压力脉动特性的影响.为了研究不同工况下灯泡贯流泵压力脉动混沌特性,在贯流泵机组叶轮导叶、灯泡体壁面和流道内部设置压力脉动监测点,通过相空间重构、最大Lyapunov指数、相轨迹图、分形标度、关联维数分析各工况下各个监测点压力脉动信号混沌特性.结果表明：泵机组内部特定位置压力脉动信号最大Lyapunov指数大于0,信号具有混沌特性;3种流量工况下,叶轮进口处监测点压力脉动信号关联维数为2.00～2.50,叶轮出口处为1.80～2.00,导叶出口处为1.20～1.50,流道内普遍大于2.00,不同流量下关联维数亦有差异,可以通过关联维数判断泵机组是否有偏工况运行以及是否存在异常水力脉动的情况,研究结论可为泵站防治异常水力振动提供参考.     

大型灯泡式贯流泵CFD计算

大型灯泡式贯流泵在国内的研究与运用远远滞后于水轮机,导致国内低扬程泵站的选型一直突破不了传统的结构模式。为了研究解决国内低扬程泵结构选型问题,结合南水北调东线工程的蔺家坝泵站大型灯泡贯流泵,对适用低扬程工况的大型灯泡式贯流泵结构形式、流道水力损失、压力分布、流速分布进行了流体数值计算,并与模型试验作了比较。结果表明,流体数值计算的结果与试验数据非常接近,这为今后国内低扬程泵站设计选型提供了参考。     

梯级水电站电力参数远程监测系统

介绍了适合于我国实际情况的梯级水电站电力参数远程监测系统的建立，讨论遥测系统的组成、电力参数测量的硬件实现方法、交流采样及电力参数的计算、电力参数测量的误差分析，主要给出了远程终端电力参数监测部分的具体设计和实现措施。     

大型贯流式泵站快速门加速启动过渡过程

为研究大型贯流式泵站机组闸门加速启动过程中的外特性参数变化及流态变化,对灯泡贯流泵机组进行三维建模,采用Fluent软件中的UDF来控制闸门的启动过程,使用铺层法动网格技术来控制闸门处网格生成与消灭,并设定S-A模型作为湍流模型,对灯泡贯流泵机组启动过程进行瞬态数值模拟.计算结果表明:当贯流泵机组快速门以10倍设计速度启动时,机组的转速与流量将以更快的速度达到额定转速与额定流量,同时瞬间最大倒灌流量相比未加速启动时增加了30%.当贯流泵机组处于倒流状态时,靠近轮毂处叶轮叶道压力面的压强呈现出从叶轮进水边向出水边逐渐递增的分布规律.当机组处于零流量的临界状态时,混乱的流态导致压力集中及脱流现象加重,叶轮进水边负压区范围扩大且程度加深.     

小型水电站更新改造中的冲击式机组选择

国内一大批小型水电站进入了更新改造期,鉴于这类水电站机组选型的特殊性,本文旨在通过分析比较冲击式水轮机和斜击式水轮机的性能特性,为冲击式机组替代斜击式机组提供了理论依据和实例佐证。同时根据工程实例,提出了冲击式水轮机比较选型的考虑因素和方法,为小水电站更新改造中的冲击式机组比较选型提供了范例。