響洪甸抽水蓄能電站進(jìn)水口水下巖塞爆破水工模型試驗(yàn)

樂昌峽水利樞紐工程電站進(jìn)水口為側(cè)式進(jìn)水口。在水力模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對電站進(jìn)水口兩種布置方案的運(yùn)行流態(tài)、防渦工程措施、水頭損失影響因素和變化規(guī)律等進(jìn)行研究和分析,提出了相應(yīng)的改善工程措施,從而優(yōu)化了電站進(jìn)水口體型,滿足了工程設(shè)計(jì)的要求。

在高壩水電站工程建設(shè)快速發(fā)展的同時,電站下泄的低溫水體對下游河道生態(tài)系統(tǒng)所造成的破壞性影響已不容忽視;在電站進(jìn)水口前放置一定高度的疊梁門,使電站從水庫表層取水發(fā)電,從而減輕對下游河道生態(tài)系統(tǒng)的"冷害"侵蝕,是目前緩解高壩水電工程建設(shè)與保護(hù)水生態(tài)環(huán)境之間矛盾的一種措施;而分層取水疊梁門的設(shè)置,將改變電站進(jìn)水口的水流條件,使其相關(guān)水力特性發(fā)生變化。本文結(jié)合某大型水電站進(jìn)水口分層取水水工模型試驗(yàn),對各庫水位條件下的疊梁門放置高度、進(jìn)口漩渦特性、疊梁門上的動水壓力特性、疊梁門對電站進(jìn)水口段的局部水頭損失及壓力分布特性影響等進(jìn)行了研究;另外,針對疊梁門這種薄而高的輕型結(jié)構(gòu),還進(jìn)行了機(jī)組甩負(fù)荷對其產(chǎn)生的水擊附加壓力特性研究;得出了一些規(guī)律性的認(rèn)識,可供采用類似分層取水設(shè)施的進(jìn)水口工程參考。

福生水電站采用底流式消力池消能。其特點(diǎn)是水頭低、流量大,是典型的低佛氏數(shù)消能,加之自由溢流壩、翻板門泄水閘、沖沙閘聯(lián)合泄洪,因此翻板門運(yùn)行工況有無限制、泄流能力及消能效果能否滿足設(shè)計(jì)要求就需要進(jìn)行深入研究。經(jīng)過斷面模型試驗(yàn),優(yōu)化了輔助消能工布置,改善了流態(tài),縮短了池長,提出了翻板門小洪水工況下的不穩(wěn)定流范圍,為設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

通過水工模型試驗(yàn),以東坪水電站為例,探究消除發(fā)電機(jī)組進(jìn)水口立軸旋渦,削弱橫向流及斜向流,平順進(jìn)流,增加發(fā)電效益的工程措施.模型比尺為1∶45,制定16種試驗(yàn)方案,采用定性法分析電廠進(jìn)水口水流流態(tài),采用定量法分析站前、導(dǎo)墻、攔沙坎所選位置的水位及流速數(shù)據(jù).結(jié)果表明,該電站廠房嚴(yán)重偏離主河道是水流流態(tài)惡化的主要原因,可以通過縮短導(dǎo)墻長度、降低高度,降低攔沙坎高度,流線化處理閘墩牛腿邊界輪廓等方式,改善進(jìn)水口水流流態(tài).綜合工程實(shí)況得出,將導(dǎo)墻高程89.0m以上長度縮減至0m,同時降低導(dǎo)墻及攔砂坎至同一高度(2.0m),并對3#、4#機(jī)組中間閘墩牛腿邊界輪廓進(jìn)行流線化處理為最優(yōu)方案,優(yōu)化后水頭損失較大的3#、4#機(jī)組發(fā)電效益分別增加2.2％和3.8％.研究結(jié)果對于類似低水頭電站導(dǎo)墻的布置具有一定的借鑒意義.

通過水工模型試驗(yàn),以東坪水電站為例,探究消除發(fā)電機(jī)組進(jìn)水口立軸旋渦,削弱橫向流及斜向流,平順進(jìn)流,增加發(fā)電效益的工程措施。模型比尺為1∶45,制定16種試驗(yàn)方案,采用定性法分析電廠進(jìn)水口水流流態(tài),采用定量法分析站前、導(dǎo)墻、攔沙坎所選位置的水位及流速數(shù)據(jù)。結(jié)果表明,該電站廠房嚴(yán)重偏離主河道是水流流態(tài)惡化的主要原因,可以通過縮短導(dǎo)墻長度、降低高度,降低攔沙坎高度,流線化處理閘墩牛腿邊界輪廓等方式,改善進(jìn)水口水流流態(tài)。綜合工程實(shí)況得出,將導(dǎo)墻高程89.0m以上長度縮減至0m,同時降低導(dǎo)墻及攔砂坎至同一高度(2.0m),并對3~#、4~#機(jī)組中間閘墩牛腿邊界輪廓進(jìn)行流線化處理為最優(yōu)方案,優(yōu)化后水頭損失較大的3~#、4~#機(jī)組發(fā)電效益分別增加2.2%和3.8%。研究結(jié)果對于類似低水頭電站導(dǎo)墻的布置具有一定的借鑒意義。

通過物理模型試驗(yàn),測試了發(fā)電和抽水兩種工況下惠州抽水蓄能電站上庫進(jìn)出水口的流速分布、各通道流量分配、進(jìn)出水口水頭損失及入流漩渦等水力參數(shù),并對庫盆流態(tài)進(jìn)行了觀測.試驗(yàn)結(jié)果表明,惠州抽水蓄能電站上庫進(jìn)出水口及引水隧洞的體型布置是基本合理的,可供其他類似工程初步設(shè)計(jì)時參考.

以拉西瓦水電站進(jìn)水口快速閘門模型試驗(yàn)為例,簡要闡述了步進(jìn)電機(jī)的工作原理。著重說明了步進(jìn)電機(jī)作為精確的自動控制設(shè)備在水工模型試驗(yàn)中的優(yōu)勢。

通過對溫泉水電站深孔泄洪洞的水工模型試驗(yàn)研究,完善優(yōu)化了深孔泄洪洞的挑流消能段的設(shè)計(jì)方案,使洞內(nèi)水流流態(tài)及出口挑射水流對下游河床的沖刷狀態(tài)均有所改善,試驗(yàn)成果對工程設(shè)計(jì)和其他模型試驗(yàn)均具有一定的借鑒意義。

烏東德水電站泄水拱壩下游水墊塘深達(dá)80~125m,巖石堅(jiān)硬,抗沖能力強(qiáng),是一個條件優(yōu)越的天然水墊塘,所以考慮水墊塘不設(shè)混凝土保護(hù),下游消能區(qū)300m內(nèi)采用接地式護(hù)岸,300m后采用懸掛式護(hù)岸,水工整體模型試驗(yàn)研究表明該布置方案是可行的。

根據(jù)工程建設(shè)需要,為全面驗(yàn)證工程總體布置和建筑物結(jié)構(gòu)布置的合理性,對某泄水陡坡進(jìn)行水工模型試驗(yàn),分析原設(shè)計(jì)體型存在的主要問題。通過增設(shè)摻氣槽、懸柵、修改模型尺寸,對泄水陡坡進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明,泄水陡坡過流能力滿足要求,工程總體布置和建筑物結(jié)構(gòu)布置合理,滿足冬季排冰需求。

溪洛渡水電站泄洪洞采用龍落尾式布置,由于水頭高,水流在龍落尾后,流速可達(dá)到40~50m/s,屬于水利工程的超高速水流問題,體型稍有不慎,容易造成極大的破壞。通過1∶45的水工模型試驗(yàn),分析出溪洛渡水電站泄洪洞原設(shè)計(jì)體型存在的主要問題為反弧末端附近摻氣濃度低和出口挑流水舌沖擊河道對岸。通過增設(shè)摻氣坎,修改挑坎體型和洞身曲線,對泄洪洞體型進(jìn)行了優(yōu)化。并通過模型試驗(yàn)對優(yōu)化體型進(jìn)行了檢驗(yàn)。

通過對新疆某水電站導(dǎo)流兼泄洪洞水工模型試驗(yàn),在原設(shè)計(jì)方案采用傳統(tǒng)底流消能不滿足消能效果的前提下,采用設(shè)置消力墩和摻氣槽方式進(jìn)行優(yōu)化。試驗(yàn)證明:優(yōu)化方案能有效地改善消力池內(nèi)的水力特性,起到穩(wěn)定水流流態(tài),提高消能效率,消能率可達(dá)到59.32%-67.91%。

通過模型試驗(yàn)對三道灣水電站泄洪洞的相關(guān)物理量進(jìn)行了計(jì)算,從設(shè)計(jì)和校核兩種工況分析得出:該泄洪洞設(shè)計(jì)方案的泄流能力能夠滿足要求;泄洪洞底板上各測點(diǎn)的空化數(shù)都大于0.3,且各測點(diǎn)均無負(fù)壓,故無空蝕危害。下游沖涮試驗(yàn)得出,沖坑對左岸坡腳有一定的沖刷淘空作用,建議對左岸山坡采取防沖措施。

根據(jù)工程建設(shè)需要,為全面驗(yàn)證工程總體布置和建筑物結(jié)構(gòu)布置的合理性,對某泄水陡坡進(jìn)行水工模型試驗(yàn),分析原設(shè)計(jì)體型存在的主要問題。通過增設(shè)摻氣槽、懸柵、修改模型尺寸,對泄水陡坡進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明,泄水陡坡過流能力滿足要求,工程總體布置和建筑物結(jié)構(gòu)布置合理,滿足冬季排冰需求。

水電站機(jī)組以水電站一抽水蓄能 電站方式運(yùn)行的水工模型試驗(yàn)研究 b．b．葉星斯特拉托夫’等 一種可以提高電力系統(tǒng)機(jī)動出力的辦法 就是改造現(xiàn)有的水電站，使之按水電站一抽 水蓄能電站的方式運(yùn)行．例如，基輔和卡涅夫 水電站改鹿上述運(yùn)行方式，靠將臥式機(jī)組作 電動機(jī)方式運(yùn)行，據(jù)估計(jì)[1]可擴(kuò)大水電 站的調(diào)節(jié)幅度25~40萬kw．且提高尖峰發(fā) 電量2～3億kw·h． 按照烏克蘭動力電氣化部關(guān)于改造這些 水電站的決定，啥爾科夫渦輪發(fā)電機(jī)制造廣 科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合企業(yè)與一些科研機(jī)構(gòu)共同研制 出了一種動力設(shè)備，它可以使裝有臥式機(jī)組 的水電站能以水電站一抽水蓄能電站的方式 運(yùn)行．該項(xiàng)工作中的綜臺科研工作是在列寧 格勒加里寧工業(yè)大學(xué)再生能源和水能資源教 研室的試驗(yàn)室進(jìn)行的試驗(yàn)所用水力發(fā)電機(jī) 組模型，其轉(zhuǎn)輪直徑d=350mm，其過水 部分經(jīng)過改造而接近墓輔水電站的

高壓壓水試驗(yàn)的主要目的是解決滲透穩(wěn)定問題，而高壓壓水試驗(yàn)可以高壓水道區(qū)（含高壓岔管）各類圍巖巖體及地質(zhì)弱面（如斷層、層面、接觸面等）在高壓水作用下的滲透規(guī)律，揭示其是否會受高壓水的沖蝕、劈裂，重點(diǎn)了解其臨界劈裂壓力、單位透水量并根據(jù)常規(guī)壓水確定滲透系數(shù)等等。由此可見，抽水蓄能電站進(jìn)行高壓壓水試驗(yàn)是非常必要的。因此，本文結(jié)合海南瓊中抽水蓄能電站高壓壓水試驗(yàn)進(jìn)行分析。

高壓壓水試驗(yàn)的主要目的是解決滲透穩(wěn)定問題，而高壓壓水試驗(yàn)可以高壓水道區(qū)（含高壓岔管）各類圍巖巖體及地質(zhì)弱面（如斷層、層面、接觸面等）在高壓水作用下的滲透規(guī)律，揭示其是否會受高壓水的沖蝕、劈裂，重點(diǎn)了解其臨界劈裂壓力、單位透水量并根據(jù)常規(guī)壓水確定滲透系數(shù)等等。由此可見，抽水蓄能電站進(jìn)行高壓壓水試驗(yàn)是非常必要的。因此，本文結(jié)合海南瓊中抽水蓄能電站高壓壓水試驗(yàn)進(jìn)行分析。

高壓壓水試驗(yàn)的主要目的是解決滲透穩(wěn)定問題，而高壓壓水試驗(yàn)可以高壓水道區(qū)（含高壓岔管）各類圍巖巖體及地質(zhì)弱面（如斷層、層面、接觸面等）在高壓水作用下的滲透規(guī)律，揭示其是否會受高壓水的沖蝕、劈裂，重點(diǎn)了解其臨界劈裂壓力、單位透水量并根據(jù)常規(guī)壓水確定滲透系數(shù)等等。由此可見，抽水蓄能電站進(jìn)行高壓壓水試驗(yàn)是非常必要的。因此，本文結(jié)合海南瓊中抽水蓄能電站高壓壓水試驗(yàn)進(jìn)行分析。

彎彎川水電站原來是一條引水發(fā)電隧洞,水電站進(jìn)行挖潛改造,需新修建一條引水隧洞與原來引水發(fā)電隧洞并聯(lián)進(jìn)行引水發(fā)電。通過水工模型試驗(yàn),確定隧洞并聯(lián)引水發(fā)電比舊洞單獨(dú)引水發(fā)電減少水頭損失1.914m,機(jī)組的有效工作水頭為11.607m,滿足設(shè)計(jì)11.50m工作水頭的要求。通過驗(yàn)證試驗(yàn)計(jì)算得出舊引水隧洞的糙率n=0.033,新舊隧洞并聯(lián)引水總流量105m3/s時,舊洞引水流量為66.85m3/s;新洞的引水流量為38.15m3/s。最后,對模型水流與原型的相似性進(jìn)行了分析。

本文詳細(xì)地分析了響洪甸抽水蓄能機(jī)組的空蝕特性。根據(jù)此特性指導(dǎo)機(jī)組運(yùn)行，不僅可避免空蝕的發(fā)生，而且為下庫超低限制水位運(yùn)行提供了理論依據(jù)，增加了工程效益。

本文對響洪甸電站水泵水輪機(jī)過渡過程計(jì)算進(jìn)行研究,對奧鋼聯(lián)所選擇的25種工況,一一進(jìn)行對比計(jì)算,計(jì)算結(jié)果十分近似。

泄水陡坡作為引水式電站的重要建筑物,維系著整個電站工程的安全運(yùn)行,在落差和泄量較大的工程中顯得尤為重要,而水工模型試驗(yàn)作為工程運(yùn)行情況的事先模擬,對優(yōu)化工程設(shè)計(jì)方案,提高工程安全度具有重要的指導(dǎo)作用,通過理論計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證,對原設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,并提出類似工程泄水陡坡設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題,供同行們在工程設(shè)計(jì)中參考。