水电站气垫式调压室结构调整水力计算研究

气垫式调压室是性能优越的水锤和涌波控制设施,既能满足发电需要又能兼顾生态环境效益。由于地质条件限制,对电站气垫式调压室结构进行了调整,运用瞬变流理论和计算方法,对设有气垫式调压室的四川某水电站进行大波动和小波动过渡过程分析,结果表明调整后的气垫式调压室满足设计规范要求,机组调节保证计算满足设计规范要求,系统小波动也是稳定的,并具有较好的调节品质。优化了引水发电系统的整体布置,节约了工程投资,具有较好的经济效益。     

尾水管长度对调压室阻抗孔尺寸影响研究

尾水调压室是具有长有压尾水管道水电站的重要水工建筑物,其布置形式主要为阻抗式,选择合理的阻抗孔口尺寸对于充分发挥调压室水力性能具有重要的意义。根据调压室规范给定的阻抗式调压室阻抗孔尺寸的选择准则,采用特征线法结合FORTRAN语言编写程序,模拟并分析了不同尾水隧洞长度对尾水调压室阻抗孔尺寸选择的影响。结果表明:在一定范围内,尾水调压室下游的有压管线长度越长,隧洞水压力会有所增加,尾水调压室水位波动也会加强,而尾水进口到尾水调压室的距离影响不大。当尾水道总长度一定时,尾调越接近下库,所需阻抗孔尺寸越大。结论对工程实际具有一定指导意义。     

福堂水电站闸室结构有限元分析

结合ANSYS大型有限元分析软件,以福堂水电站2号泄洪闸为基本计算结构,并拟定地基模拟范围,建立了单孔闸段的三维有限元计算模型,分析了泄洪闸室结构在完建期和正常蓄水位两种工况下的位移和应力分布特征;对比分析了两种工况下,位移变换趋势和应力变换情况。     

T形三通管计算模型对尾水进口压力和调压室涌浪的影响

针对含尾水调压室的抽水蓄能电站,以特征线法和瞬变流理论为理论基础,在考虑尾水调压室长连接管水体惯性作用及管壁弹性的基础上,在T形三通管节点处分别建立了基于恒定局部水头损失系数、Gardel公式、试验资料的3种计算模型.结合工程实例,应用T形三通管节点处的3种计算模型对水电站的过渡过程进行了数值模拟;采用Gardel公式和试验资料,计算了过渡过程中不同时刻点的局部水头损失系数,研究了不同计算模型对尾水进口压力水头和涌浪水位的影响.结果表明:基于恒定局部水头损失系数的计算模型其阻抗作用最小,对应的尾水进口最小压力和最高涌浪最大;基于试验资料的计算模型其阻抗作用最大,对应的尾水进口最小压力和最高涌浪最小;基于Gardel公式的计算模型次之.     

尾水调压室位置对抽水蓄能电站过渡过程的影响

尾水调压室位置的选择与优化是电站设计中影响调节保证计算的重要因素。基于特征线法针对调压室不同的位置分别建立了某抽水蓄能电站的输水系统和水轮机调节系统的水力-机械数值仿真模型,对由于位置变化带来的机组过渡过程进行敏感性分析。仿真结果表明:当尾水调压室位于岔管之前时,由于布置位置更靠近机组且每条支管都直接与调压室相连,对于相继甩负荷工况下尾水管真空度有较为明显的改善作用;不同大小的阻抗孔面积对于过渡过程计算也有相应的影响。通过调压室位置选择为机组过渡过程中尾水管真空度优化提供了研究思路和依据。     

考虑水轮机特性项的尾水调压室临界稳定断面公式研究

为了进一步研究水轮机特性对于调压室临界稳定断面的影响,结合调压室及水道局部模型、发电机及负荷局部模型、调速器局部模型,利用传递函数的思想,推导出了包含水轮机特性项的尾水调压室稳定断面直接表达公式,其中水轮机特性项可直接采用经验公式进行估算;实际工程案例分析表明,与规范公式相比,该公式计算结果与数值分析结果更为一致,安全性更高,因此采用推导的考虑水轮机特性的尾水调压室稳定断面公式有利于保障实际工程的安全。     

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.     

瀑布沟水电站泄洪洞进口闸室结构

考虑三维初始应力场，采用三维非线性弹塑性有限单元法，分析了闸室结构整体和闸室典型断面的受力特性；估算了混凝土衬砌裂缝宽度，按极限状态进行了抗震分析；计算分析了结构整体受力特性，分析了结构抗震的薄弱部位；结合抗震规范要求，针对性地提出了闸室结构抗震措施，建议设计应考虑从结构体型、混凝土标号、加强配筋等方面采取措施，可保证结构抗震安全。     

高海拔地区小水电站尾水工程设计的改进

地处海拔2000米以上的高原山区,兴修水电站时,普遍会遇到水轮机允许吸出高度是负值的处理问题。为防止水轮机气蚀,当Hs为负值时,对于卧轴水轮机尾水位必须高于水轮机转轮最高点相应的数值,所以在厂配尾水管的出口处要专设尾水渠和尾水升井以满足上述要求。但这要开挖很深的尾水坑,使用大量钢筋混凝土材料,化费一笔无益的投资。我们在石丫口电站施工中,仅为处理Hs=-0.2米而设置尾水渠和升井化费投资     

组合工况下的调压室最高涌浪计算

具有调压室的长引水发电系统运行工况复杂,组合工况下调压室涌浪幅值往往大于常规工况。从调压室基本微分方程出发,利用非线性振动渐进法理论,结合已有甩负荷涌浪计算的显式公式,推导了阻抗式调压室在先增后甩组合工况下最高涌浪的计算显式公式。该公式不仅具有较高精度,而且形式简单,便于工程应用。     

不含调压室的长引水管道水电站小波动稳定分析

具有长引水管道的中小型水电站,设置调压阀、爆破膜等调压措施后对大波动过渡过程中的内水压力变化和转速上升均能有较好的控制,但对机组的运行稳定性并无改善。通过假定水流为刚性水体,推导长距离输水管道系统理想水轮机下小波动微分方程组系数矩阵及其特征方程系数,根据Routh-Hurwitz稳定性判据,分别讨论了Tw和Ta以及PID调速器参数对小波动稳定域的影响,从而合理整定调速器的参数,保证小波动稳定。     

超长引水隧洞上下游双调压室电站水力过渡过程计算研究

为研究长引水隧洞水电站的运行稳定性,结合巴基斯坦Neelum Jhelum水电站,建立了封闭管道不定常流动模型,给出了水轮发电机组以及阻抗式调压井的边界条件,优化了机组导叶关闭和启动规律,根据优化结果,进行了过渡过程计算分析,计算表明:选定的机组参数和导叶关闭规律既能满足引水系统在极端工况下甩负荷的要求,也能满足机组负荷调整时转速的稳定性要求,还能满足机组并网后负荷变化时对稳定性的要求,为电站引水系统的设计提供了参考依据,也为电站后期经济、安全优化运行提供了理论依据。     

漳平火电厂尾水电站技改方案探讨

通过对尾水电站存在问题的分析，认为电站装机容量和单机容量偏大是赞成机组效率低下和电站弃水的主要原因，提出了良分利用原水轮机过水充道及机电设备的基础上，通过调整水轮机桨叶结构优化转轮水力性能，解决了低负荷时机组无法运行而赞成电站弃水的问题。     

数值模拟在水电站尾水壅高问题中的应用

尾水附近过流断面束窄导致壅高尾水而影响发电效益时,常规解决方法是通过模型试验来确定最优疏挖方案,该方法成本较高,时间较长。采用catia建立河道三维数值模型,采用有限体积法对河道水面线和流场进行数值模拟计算,通过对比疏挖前河道的数值计算结果与实测资料,反演合理的数值模型和计算参数,通过不同方案的结果对比确定最优疏挖方案。结果表明数值计算结果与实测资料吻合良好,采用的数值模型和边界条件合理。结合实测资料采用数值模拟方法能高效低廉的解决水电站尾水壅高问题,在同类工程问题中具有借鉴意义。     

不同特征水位对水电站库尾淤积分布模拟研究

以澜沧江流域某电站为例,针对初步拟定的不同正常蓄水位和汛期运行控制水位,采用数学模型和物理模型相互印证相互结合的方法,计算分析建库后不同特征水位对库尾淤积分布的影响。研究发现,库区淤积量随汛期控制水位和正常蓄水位的升高而增加,且汛期控制水位的影响程度相对较大;库尾淤积分布较天然情况表现为滩面淤积略有增加。研究成果可为水库特征水位选择兼顾生态保护提供依据。     

水电站尾调井对通风设备影响的数值模拟研究

通风系统是水电站地下厂房的重要辅助设施。水电站甩负荷时,尾水调压井液面波动对地下厂房内的通风设备会产生较大影响。本文利用数值模拟的方法,建立了水电站通风系统模型,并对某电站的数值仿真。仿真结果表明,只要通风系统设计合理,尾水调压井液面波动对通风设备的影响可以控制在设备允许的范围内。     

高寒地区调峰水电站冬季发电尾水淹地问题探讨

黑河市西沟水电站，距黑龙江36km，属高寒地区。西沟水电站是一座混合式开发的水利枢纽工程。1987年7月7日开工，1991年11月7日发电受益，通过几年的运行效果良好。西沟电站是调峰电站，停机和开机都很频繁。每年12月至来年3月，因天气寒冷，停机超过初，尾水到黑龙江36km段就要结冰，过水断面不断缩窄或堵寒。这时就出现发电尾水淹地的问题，农民每年都要因尾水淹地上访索赔，给电站工作和经济效益都造成一定的损失。要下次发电量超过上次的发电量就会出现两种情况：（1）尾水把原来过水断面形成的冰盖或冰凌冲走或冲向两边，发电时间长，…     

向家坝水电站1号尾水隧洞开挖初期变形监测分析

由于隧洞工程的特殊性、复杂性和隧洞围岩的不确定性,对隧洞围岩及支护结构等结构进行监控量测是保证隧洞工程质量、安全的必不可少的手段。向家坝尾水隧洞施工具有跨度大、断面大,施工干扰大等特点。本文介绍了向家坝水电站尾水隧洞施工期的监测方法,并对其监测数据进行浅析,可供类似工程参考。     

双溶滩水电站尾水位问题使机组出力受阻的对策

1　概况双溶滩水电站位于保靖县西乡河 (花垣河 )下游 ,是花垣河流域梯级开发的最末一级小水电工程 ,其正常蓄水位与上游狮子桥电站尾水衔接 ,下游尾水位与凤滩水电站水库回水位衔接 ,枢纽距上游狮子桥水电站 8.5 km ,离保靖县城 17km ,于 1992年初动工兴建 ,1996年 5月投产发电。双溶滩水电站是一座低水头大流量的径流式电站 ,其坝址多年平均流量 74 .8m3 / s,水库正常蓄水位 2 16 .8m,其库容为 72 1万 m3 ,有日调节能力 ;电站装机 2× 4 MW,设计水头 11.1m,单机引用流量 4 4.8m3 / s,设计多年平均发电量 4 185万 k W·h,工程总投资 4 80…     

水电站调压井特征线法水力计算研究

调压井特征线法水力计算不仅可以计算出调压井的涌浪水位波动过程,而且可以计算有压管道各计算断面的压力,并且可以计算出水轮发电机组的过渡过程,可以同时完成电站调节保证计算和小波动稳定性计算分析,因此特征线法方法对调压井水力计算具有重要作用。通过水电站调压井特征线法水力学计算,结果表明:选用合适调压井结构尺寸和合理水轮机导叶启闭时间,调速器具有较好的动态品质指标,蜗壳压强值和机组转速上升值均在经济合理的范围内,满足相关要求,保证了水电安全运行。