藏木水电站脉动压力下厂房结构动力响应分析

藏木水电站厂房为坝后式厂房,采用"两机一缝"的布置型式,且中间机组段的水轮发电机组由两个厂家提供,机组特性及结构形式存在一定差异,水轮发电机组振动对厂房结构影响机理复杂。本文开展数值分析,研究及评价流道内水力脉动作用下厂房结构动力响应,通过多方案比较、计算成果表明,藏木水电站厂房振动响应总体不大,厂房整体结构设计合理。     

水电站厂房结构振动响应的神经网络预测

水电站厂房结构振动主要是水力、机械和电磁三大类振源引起的，厂房结构与机组之间存在明显的耦联作用，厂房结构和机组振动系统呈明显的动态耦合效应和非线性特征。本文在对实测厂房结构与机组振动响应关系分析的基础上，提出应用神经网络预测方法可在不考虑结构精确的数学力学模型的前提条件下，得出被研究对象的非线性振动特性，即通过机组的振动和尾水脉动的监测数据预测厂房结构的振动。该方法应用于三峡水电站厂房结构的振动预测，结果与实测结果基本吻合。     

大渡河泸定水电站厂房振动分析

通过对泸定水电站厂房全流道流体、厂房混凝土结构和机组的仿真模拟,建立了泸定水电站厂房全流道湍流-厂房整体结构流固耦合振动分析的全耦合仿真模型,对厂房结构在设计工况下的耦联振动时程响应进行计算,并依据计算结果对厂房整体结构进行了振动研究.结果表明,厂房整体及局部构件均满足振动复核的相关规定.     

沙坪二级水电站厂房振动分析与结构优化

沙坪二级水电站机组为目前国内单机容量最大的灯泡贯流式机组,电站主变压器及GIS设备布置在厂房尾水平台上,厂房结构振动及振动对GIS设备运行的影响是设计关注的主要问题之一.文章在对结构振动特性分析的基础上,设计调整了厂房结构布置.振动计算分析表明,调整后的厂房结构各关键部位的振动响应均满足设计要求.     

大型水电站厂房振动问题研究综述

随着水电站水轮机组单机出力和尺寸日益增大,特别是抽水蓄能电站的运行水头和转速不断提高,机组的水力稳定性与厂房结构振动等问题日益突出。本文从厂房结构振源、厂房结构自振特性和厂房结构动力响应分析三方面总结了大型水电站厂房振动相关的研究和应用成果。结果表明,建立全耦合整体仿真模型对于推动大型水电站厂房振动问题研究的发展具有积极意义。同时,对有待于进一步研究的问题提出了展望。     

中低水头水电站厂房结构振动响应分析研究

本文依托龙开口水电站工程对中低水头大型机组电站厂房结构抗振性能进行研究,采用三维数值动力计算技术,分析厂房结构在不同运行工况及事故工况下,结构相应的振动动力响应特性,突出结构薄弱部位.从结构振动安全和人体保健两方面进行研究,研究大型水电站主厂房的结构特点、运行环境和设计要求及国内外振动控制规程,建立针对该工程的振动控制标准,校核并判别厂房结构的抗振安全性及电站振动环境健康性,为大型厂房振动控制标准提供借鉴.对运行人员集中、刚度较弱的发电机层楼板进行了深入振动研究,对比分析其与一期结构不同联接方式相应的振动响应成果,为提高厂房结构抗振安全性和改善运行环境,提出了厂房蜗壳层以上一、二期结构的合理联接方式.     

某水电站内源振动引起厂房结构振动反应分析

水电站机组运行时产生的各种激振力诱发的振动能量很大,将会直接影响作为机组支撑体系的厂房结构,严重时会直接威胁到厂房结构安全。为此,基于线弹性动力有限元计算理论,利用有限元计算软件ANSYS建立某水电站地下厂房三维有限元模型,对其进行了动力计算,主要研究了内源振动对厂房结构的影响。研究结果表明,机组振动荷载对楼板、风罩机墩等部位作用较明显,该厂房整体结构能够满足水电站安全运行的要求。     

机组振动下电站厂房共振校核和动力响应分析

以某水电站为例,建立混凝土重力坝厂房坝段三维整体分析模型,依据规范对厂房坝段进行强迫振动频率计算和共振校核,并计算了正常运行状况下机组振动所引起厂房的动力响应,得到以下结论:机组转动部分偏心引起的振动频率和水力冲击引起的振动频率对于整个厂房坝段和支承结构均不会发生共振;可能振源计算频率仅在结构个别高阶固有频率时会有共振可能;机组振动工况对结构的位移和应力影响较小,对厂房的安全运行影响不大。     

基于遗传算法的地下厂房荷载参数反演识别

鉴于当前受水电站厂房振动测试的测点个数的限制,不能完整反映厂房结构振动的现状,本文利用水电站厂房现场振动测试少量测点的试验数据,基于水工结构流激振动反分析理论,提出采用遗传算法研究地下式厂房结构在机组运行过程中振动荷载反演问题的方法.通过实际工程应用表明:该方法能够很好地利用少量测点的实测数据反馈出厂房结构的振动位移变化.     

水电站地下厂房结构振动荷载反馈研究

结合某大型水电站地下厂房,首先采用三维有限元方法分析了其自振特性,并对其进行了共振校核。其次基于该电站的实测振动数据,分析了机组与厂房结构响应的关系。在此基础上,采用结构动力谐响应计算,对该电站厂房机墩上的垂向动荷载进行了反馈分析,并分析了厂房结构的振动响应。计算结果可为同类型厂房结构设计提供参考。     

机组水平动荷载对机墩振动反应的影响

水电站发电机组运行时将产生激振力,机墩作为发电机组主要支撑部位,其发生的振动现象较厂房结构其他部位明显。通过建立某水电站地下厂房三维有限元模型,采用谐响应法进行动力计算,研究实际工程中在不同机组水平动荷载施加方式下机墩各典型部位振动反应的分布规律。分析结果表明,机组水平动荷载的施加方式对机墩部位的振动影响很大,应根据机组动荷载的实际特性选取合适的施加方式才能充分考虑机组振动时产生的不利影响。     

水电站机组支承体系与厂房耦合振动分析

为了研究水电站厂房振动过程中电站机组轴系及其支承体系的耦联作用,分别对不考虑机组支承体系的厂房结构(方案A)、简化机组支承体系的厂房结构(方案B)、有完整机组轴系及其支承体系的厂房结构(方案C)三种方案进行动力分析,计算厂房结构的自振特性和在机组径向荷载作用下的动力响应。结果表明,三种方案下厂房整体自振频率及振型表现基本一致,机组轴系及其支承体系对厂房整体结构自振特性无明显影响,但是对厂房局部振动尤其是与机组支承体系相连接的局部结构自振频率与振型会产生一定影响。在计算机组径向荷载作用下的厂房动力反应时,方案A典型部位位移最小,方案C较大,方案B最大,说明在计算机组荷载作用下的厂房动力响应时需要考虑机组轴系及其支承体系的作用。考虑到建立完整机组支承体系过程较为复杂,建议在计算过程中采用简化的机组支承体系进行厂房结构动力分析。     

水电站厂房相邻机组段振动传播规律研究

针对水电站厂房相邻机组段间振动传播影响问题,以一大型地下水电站厂房为研究对象,通过对相邻机组段原型振动观测数据分析和三维有限元仿真模拟,对相关规律进行了研究。分析结果表明:中频的激振力对相邻机组段振动影响较低频和高频更加明显;地基是相邻机组段相互振动传递的主要路径之一。研究所得相关结论可为水电站厂房结构设计提供支持。     

不同排架模拟方法对水电站厂房振动特性仿真结果的影响

水电站地面厂房发电机层楼板高程以上存在排架结构。为研究厂房上部排架简化模拟方法对厂房振动特性仿真结果的影响,运用ANSYS软件建立了3种有限元模型,分析了厂房的自振特性和机组振动荷载作用下的响应特点。研究表明:在开展水电站地面厂房的自振特性分析时,当主要期望了解楼板、立柱等结构的自振特性时,为简化计算,可以将发电机层楼板高程以上的排架结构采用质量单元来模拟,或者直接省略掉,均不会对结果造成较大影响;在机组振动荷载作用下,排架结构的振幅和动应力并不是厂房结构中最大的部分,除非要了解排架结构的振幅和动应力,否则均可以将排架结构进行简化处理,该简化处理对厂房结构振幅和动应力的影响程度不大。     

当前我国水电站(混流式机组)厂房结构振动的主要问题和研究现状

介绍了我国水电站混流式机组厂房某些工作区域内振动过大的现象,并不同程度地引起水电站厂房甚至大坝的振动.还介绍了我国对厂房结构的自振特性、动力响应分析、振动振源的研究现状.     

基于AVMD和BSA-KELM的水电站厂房结构振动预测研究

针对水电站厂房结构振动安全监测问题,结合智能学习算法,提出了一种基于AVMD和BSA-KELM的水电站厂房结构振动响应预测方法,为实现厂房结构振动智能化监测提供了一种新的思路。首先采用AVMD方法将振动信号分解为多阶IMF分量;然后对各阶IMF分量分别建立KELM预测模型,模型参数采用BSA优化算法选取;最后通过信号重构得到结构预测振动时程曲线。将该方法应用于某实际水电站工程,以机组和水压脉动原型观测信号作为输入,以水电站厂房结构振动信号作为输出,建立了预测模型,预测信号与测试信号对比结果表明：测点预测结果决定系数均大于0.8,振动幅值均方根误差均小于0.3 μm、平均绝对误差均小于0.2 μm,证明该方法预测精度较高,预测效果良好。     

基于IGA-BPNN的水电站厂房振动响应预测

为实现水电站厂房结构振动的整体运行状态智能预测,解决多振源耦合与振动响应随机性等问题,以某一河床式水电站厂房振动响应为例,提出了一种基于IGA-BPNN的水电站厂房振动响应预测模型。首先利用IGA对BPNN初始权重值和阈值进行优化,充分发挥IGA高效并行、全局搜索的特点,再通过BPNN网络训练得到结构振动位移预测值。原型观测实例表明,测点振动位移预测值的最大相对误差不超过11%;IGA-BPNN模型与其他模型相比,在预测精度和收敛性能等方面有了明显提升,说明该预测方法有效,可为其他类型水电站的振动研究提供参考。     

景洪水电站机组与厂房现场振动试验研究与计算分析

对景洪水电站在直埋蜗壳外围混凝土结构存在裂缝情况下的机组振动状态进行了现场试验,同时测量了机组和厂房结构的振动,对厂房混凝土结构的振动水平进行分析评价。建立三维有限元模型,对厂房结构的自由振动和振动反应进行了分析,从振动的角度对直埋蜗壳方案的安全性和适用性做出评价,结果表明机组和厂房的振动水平在允许范围内,采用直埋式蜗壳结构的水电站的运行安全稳定性可以得到保证。     

白鹤滩地下厂房结构动力特性及抗震分析

白鹤滩水电站地下厂房结构刚度相对较小,且工程场址所在区域隶属于地震活动强烈的川、滇地震带,结构的振动特性及抗震计算是设计中的关键问题。利用有限元法建立三维数值模型,对厂房固有自由振动特性、共振复核,机墩、楼板等结构在机组振动荷载作用下的响应及地震作用下的结构响应进行了计算研究。结果表明:厂房结构基频与机组额定转频及飞逸转频的错开度均大于20%,在现有振源激励下不会发生显著共振;在机组振动荷载作用下,楼板的各向加速度均小于规范限值0. 315 m/s~2,人体感觉不到不舒适;楼板和风罩等是抗震设计的重点,正常运行情况的静力荷载对结构的受力起控制作用,地震作用对白鹤滩地下厂房结构不会带来严重危害。     

贯流式机组水力脉动荷载对水电站厂房结构的影响

基于流固耦合的瞬态动力分析,研究了贯流式机组尾水管内涡带水力脉动的作用形式,并分析了作用于厂房和厂房基础的振动波形和动力响应。最后研究了尾水管内脉动水压力荷载的简化模拟方法,旨在为贯流式水电站的结构分析和设计研究提供参考。