地下式水電站調(diào)壓室交通洞過渡過程中的風(fēng)速模擬

本文針對(duì)南方某大型水電站,進(jìn)行水力機(jī)組甩負(fù)荷大波動(dòng)過渡過程模擬。在計(jì)算軟件matlab的支持下,模擬出了壓力變化曲線和轉(zhuǎn)速變化曲線,繼而得出引水系統(tǒng)最大壓力升高和蝸殼末端最大轉(zhuǎn)速升高。通過電站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果之間的對(duì)比,驗(yàn)證二者之間的一致性,這種模擬和對(duì)比結(jié)果也可以為同類型水電站的調(diào)節(jié)保證計(jì)算和穩(wěn)定性分析提供一定的參考。

對(duì)洪家渡水電站引水系統(tǒng)在設(shè)置尾水調(diào)壓室和取消尾水調(diào)壓室兩種情況下的過渡過程進(jìn)行了計(jì)算研究.計(jì)算表明,通過考慮機(jī)組特性、優(yōu)化機(jī)組導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律及合理整定調(diào)速器參數(shù),該水電站取消尾水調(diào)壓室的方案是可行的,其各設(shè)計(jì)參數(shù)控制值基本上能滿足設(shè)計(jì)要求.計(jì)算成果已作為該電站設(shè)計(jì)方案比較的依據(jù)之一

超長(zhǎng)引水隧洞水電站設(shè)置氣墊式調(diào)壓室可以有效抑制過渡過程中調(diào)壓室涌浪振幅，但蝸殼壓力的變化規(guī)律也因氣墊式調(diào)壓室的影響變得更為復(fù)雜。本文通過數(shù)值計(jì)算方法，分析了設(shè)氣墊式調(diào)壓室超長(zhǎng)引水隧洞水電站大波動(dòng)過渡過程中，導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間、引水隧洞水流慣性、壓力管道水流慣性及調(diào)壓室參數(shù)∥等因素對(duì)蝸殼最大動(dòng)水壓力的影響；并與常規(guī)調(diào)壓室進(jìn)行對(duì)比，討論了氣墊式調(diào)壓室對(duì)超長(zhǎng)引水隧洞水電站甩負(fù)荷過渡過程中反射水擊波特性的作用。結(jié)果表明：氣墊式調(diào)壓室對(duì)水擊波的反射效果不如常規(guī)調(diào)壓室，且氣墊和涌浪壓力之和最大值大于常規(guī)凋壓室最大水壓力，更容易發(fā)生蝸殼最大動(dòng)水壓力，此壓力由調(diào)壓室壓力極值決定、不受導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律控制的影響。

為了減小水電站輸水系統(tǒng)過渡過程中產(chǎn)生的水錘壓力,常常會(huì)在輸水系統(tǒng)中設(shè)置調(diào)壓室。通過基于不考慮水體彈性的理論推導(dǎo)以及考慮水體彈性的數(shù)值模擬,對(duì)無調(diào)壓室及有調(diào)壓室兩種方案下輸水系統(tǒng)小波動(dòng)的過渡過程進(jìn)行比較分析,以便較為全面地對(duì)設(shè)置調(diào)壓室或不設(shè)置調(diào)壓室是否會(huì)對(duì)水電站輸水系統(tǒng)小波動(dòng)的過渡過程產(chǎn)生影響展開研究。研究結(jié)果表明:在相同布置條件下,無調(diào)壓室及有調(diào)壓室兩種方案的輸水系統(tǒng)的小波動(dòng)過渡過程均是穩(wěn)定的；設(shè)置有調(diào)壓室的輸水系統(tǒng)小波動(dòng)的過渡過程要優(yōu)于未設(shè)置調(diào)壓室的輸水系統(tǒng)小波動(dòng)的過渡過程。從研究結(jié)果來看,設(shè)置調(diào)壓室對(duì)水電站輸水系統(tǒng)的小波動(dòng)過渡過程具有改善作用。

該文介紹了具有長(zhǎng)引水隧洞電站調(diào)壓室組合涌波計(jì)算方法,并以白瀨電站為例,介紹如何選擇最不利的組合涌波疊加工況

長(zhǎng)引水系統(tǒng)水力計(jì)算的主要內(nèi)容和根本實(shí)質(zhì)就是計(jì)算調(diào)壓室的大、小波動(dòng)及水力干擾過渡過程,以確定調(diào)壓室的斷面結(jié)構(gòu),這是重點(diǎn),也是難點(diǎn)。介紹了基于非恒定流過渡過程的計(jì)算方法,并據(jù)此計(jì)算方法結(jié)合渡口壩電站工程實(shí)例優(yōu)化了調(diào)壓室的設(shè)計(jì)方案。

與常規(guī)調(diào)壓室相比,氣墊式調(diào)壓室有其獨(dú)特的水力特性,其對(duì)過渡過程影響和常規(guī)調(diào)壓室也有所不同。本文分別從大波動(dòng)、小波動(dòng)以及水力干擾三方面入手,討論氣墊調(diào)壓室水力性能對(duì)水電站過渡過程的影響。

冗各水電站在施工階段進(jìn)行水力過渡過程計(jì)算時(shí),通過對(duì)不同的運(yùn)行組合工況進(jìn)行分析,選取了適合該電站的工況進(jìn)行計(jì)算.通過計(jì)算,推薦采用導(dǎo)葉兩段關(guān)閉的關(guān)機(jī)規(guī)律,計(jì)算結(jié)果滿足規(guī)范要求.電站施工后,引水系統(tǒng)參數(shù)略有調(diào)整,根據(jù)調(diào)整后的數(shù)據(jù),按照電站運(yùn)行后的甩負(fù)荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)及關(guān)閉規(guī)律,對(duì)水力過渡過程計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)算,其結(jié)果基本與實(shí)際情況吻合.

利用相關(guān)程序,對(duì)四川毛爾蓋水電站進(jìn)行了水力過渡過程計(jì)算。通過對(duì)導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算、調(diào)壓室波動(dòng)計(jì)算、大波動(dòng)過渡過程計(jì)算、小波動(dòng)計(jì)算以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定分析,驗(yàn)證了該電站引水發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是合理、可行的。

文中通過對(duì)宏發(fā)水電站進(jìn)行水力過渡過程計(jì)算,為突破調(diào)壓井托馬斷面提供了依據(jù),在降低施工難度,節(jié)約工程投資的同時(shí),保證電站的安全運(yùn)行。

冗各水電站在施工階段進(jìn)行水力過渡過程計(jì)算時(shí),通過對(duì)不同的運(yùn)行組合工況進(jìn)行分析,選取了適合該電站的工況進(jìn)行計(jì)算。通過計(jì)算,推薦采用導(dǎo)葉兩段關(guān)閉的關(guān)機(jī)規(guī)律,計(jì)算結(jié)果滿足規(guī)范要求。電站施工后,引水系統(tǒng)參數(shù)略有調(diào)整,根據(jù)調(diào)整后的數(shù)據(jù),按照電站運(yùn)行后的甩負(fù)荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)及關(guān)閉規(guī)律,對(duì)水力過渡過程計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)算,其結(jié)果基本與實(shí)際情況吻合。

根據(jù)某電站上下游特征水位、機(jī)組參數(shù)和特征水頭等資料,合理的確定出大波動(dòng)過渡過程的計(jì)算工況。通過對(duì)各工況進(jìn)行的詳細(xì)計(jì)算和分析,結(jié)果證明蝸殼最大壓力升高值、機(jī)組轉(zhuǎn)速最大升高值和轉(zhuǎn)輪出口最低壓力值的發(fā)生工況及各工況數(shù)值滿足有關(guān)技術(shù)規(guī)范要求,從而為水電站的啟動(dòng)調(diào)試和運(yùn)行提供了依據(jù)。圖1幅,表1個(gè)。

小天都水電站是我國(guó)較早采用氣墊式調(diào)壓室的工程之一,該工程氣墊式調(diào)壓室經(jīng)多方論證研究采用“以水幕防滲為主,圍巖防滲為輔,水幕上布置灌漿帷幕”的聯(lián)合防滲結(jié)構(gòu)型式。為更好地解決我國(guó)復(fù)雜地質(zhì)條件下氣墊式調(diào)壓室高壓氣體滲漏問題,小天都水電站率先在國(guó)內(nèi)氣墊式調(diào)壓室高壓氣體封堵中引入并成功應(yīng)用化學(xué)灌漿技術(shù),對(duì)化學(xué)灌漿技術(shù)的推廣及氣墊式調(diào)壓室的封堵技術(shù)研究具有重要意義。介紹了化學(xué)灌漿技術(shù)在小天都水電站氣墊式調(diào)壓室交通洞封堵防滲的應(yīng)用設(shè)計(jì),可供類似工程參考。

在水電站的運(yùn)行中總伴隨著水力過渡過程,對(duì)電站進(jìn)行過渡過程分析與計(jì)算相當(dāng)重要。本文介紹了當(dāng)今先進(jìn)的科學(xué)計(jì)算軟件matlab的特點(diǎn),并利用該軟件對(duì)紫坪鋪水電站的水力過渡過程從數(shù)學(xué)模型、計(jì)算仿真等方面進(jìn)行了分析、計(jì)算與研究,以便尋求合適的電站運(yùn)行方式、機(jī)組關(guān)閉規(guī)律等。為電站及引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化、安全運(yùn)行提供依據(jù)。

地下水電站的氣墊式調(diào)壓室 [挪威]d．c．戈達(dá)爾h．葛霍特t．特克爾e．布羅赫 [提要]在挪威，自7o年代開始采用氣墊式調(diào)壓室以來t目前已有9處投入運(yùn)行，其中有6址質(zhì)量奇人浦意．右 2址為醯步空氣扳失曾進(jìn)行垃修補(bǔ)處理．車文舟紹了這類謂壓室的幾何形狀、動(dòng)力特性、運(yùn)行情況等t并對(duì)硐室 中的空氣撮失計(jì)算．氣處理方法及設(shè)計(jì)打案等作了簡(jiǎn)要探討． 一 、 一般特性和布置 表l列出了挪威現(xiàn)有帶氣墊式謂壓室水電站的 特性數(shù)據(jù)和投入運(yùn)行的年份，其中托爾帕電站正在施 據(jù)弓f水隧嗣通過區(qū)域的地質(zhì)條件確定．奧薩電站由 于緊靠廠房的巖石滲透性強(qiáng)．故只能在距廠房上游 1100m處布置謂壓室。這樣，弓f水道的值與水輪 機(jī)制造廠要求的限制值十分接近。從表2可以看出， 工中。除2十電站外．其余電站從水輪機(jī)到謂壓室的距離都 氣墊式謂壓室可更靠近廠房上游側(cè)

小型水電站工程在施工階段,業(yè)主單位為了減少工程量及控制工程投資,往往提出對(duì)引水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,如減小調(diào)壓室段面面積；這樣增加了電站水力過渡過程計(jì)算的難度,但是可通過優(yōu)化導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律和增加機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,使水電站水力過渡過程計(jì)算滿足要求,以達(dá)到節(jié)省工程投資的目的。表3個(gè)。

小型水電站工程在施工階段,業(yè)主單位為了減少工程量及控制工程投資,往往提出對(duì)引水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,如減小調(diào)壓室段面面積；這樣增加了電站水力過渡過程計(jì)算的難度,但是可通過優(yōu)化導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律和增加機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,使水電站水力過渡過程計(jì)算滿足要求,以達(dá)到節(jié)省工程投資的目的。表3個(gè)。

本文通過大型水力模型試驗(yàn),分析了二灘水電站利用施工導(dǎo)流隧洞改作發(fā)電尾水洞的特點(diǎn)及導(dǎo)流洞中明滿流的特征。加深了對(duì)利用導(dǎo)流洞的技術(shù)可能性和經(jīng)濟(jì)效益的認(rèn)識(shí)?？晒┕こ淘O(shè)計(jì)與科研工作參考。

闡述導(dǎo)流洞改作水電站尾水洞的特點(diǎn)及過渡過程中明滿流的轉(zhuǎn)換過程；總結(jié)前人研究成果并超越常規(guī)計(jì)算假定約束，考慮這類明滿流特有的初始狀態(tài)和邊界條件的影響，對(duì)洞內(nèi)截留空氣和進(jìn)、排氣過程作了分析和處理，建立了數(shù)學(xué)模型．通過大量計(jì)算與多種工況的水力模型試驗(yàn)對(duì)比，分析明滿流引起較大正、負(fù)壓力的原因，重點(diǎn)闡述明滿流現(xiàn)象形成機(jī)理，為解決同類工程問題和科學(xué)研究提供一定的理論基礎(chǔ)

加拿大曼昆水電站具有特長(zhǎng)的壓力引水系統(tǒng),不設(shè)調(diào)壓井,而在水輪機(jī)蝸殼進(jìn)口處裝設(shè)調(diào)壓閥。本文對(duì)水輪機(jī)過渡過程進(jìn)行了分析計(jì)算,其結(jié)果對(duì)國(guó)內(nèi)高水頭中小型水電站以減壓閥代替調(diào)壓井具有參考價(jià)值。

本文介紹了波波娜水電站水力過渡過程計(jì)算。通過對(duì)波波娜水電站的調(diào)壓室涌波計(jì)算、調(diào)節(jié)保證計(jì)算,為電站及引水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了依據(jù),為調(diào)壓室相關(guān)體型結(jié)構(gòu)參數(shù)取值提供參考。

在水電站過渡過程計(jì)算分析中,首要也最難確定的是計(jì)算工況,特別是控制工況。依據(jù)水電站過渡過程基本理論與多年來相關(guān)課題實(shí)際經(jīng)驗(yàn),系統(tǒng)地闡述計(jì)算分析中的目標(biāo)參數(shù)、約束條件、相關(guān)資料和擬定計(jì)算工況的基本原則,以滿足工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究的需要。