惠州抽水蓄能电站厂房结构振动分析与研究

针对惠州抽水蓄能电站高水头、高转速、双向运转、过渡过程复杂等特点,采用三维有限元方法对其地下厂房整体结构的自振特性、稳态动力响应、过渡过程动力响应等进行了分析,研究了不同边界条件下厂房结构的动力特性,对厂房结构设计的合理性做出了评价并提出了优化措施,为今后抽水蓄能电站地下厂房结构的整体动力特性优化、抗振设计提供了理论依据与参考.     

白莲河抽水蓄能电站地下厂房内部结构动力分析

白莲河抽水蓄能电站地下厂房水轮发电机组转速高,机墩组合结构承受荷载大,长达850 mm的钢筋混凝土环形牛腿下机架支撑对结构整体的抗振性能要求高,厂房振动问题尤为突出.运用大型有限元程序ABAQUS进行了主厂房整体结构的动力分析,首先研究了主厂房的同有振动特性并进行了共振复核,然后用谐响应方法对厂房结构在机组振动荷载和水轮机流道脉动压力荷载作用下的动力响应进行了分析.研究结果表明,白莲河抽水蓄能电站地下厂房在机组振动荷载及脉动压力作用下,结构的动位移及动应力均较小,能够满足结构设计要求.     

新疆阜康抽水蓄能电站地下主厂房结构振动特性分析

为了实现双碳目标,国家大力发展抽水蓄能电站。大型抽水蓄能电站由于具有转速高、水头高、双向运行及工况转换频繁等特点,其地下主厂房极易发生振动。为了复核新疆阜康抽水蓄能电站地下主厂房结构的抗振设计是否合理,通过建立地下主厂房结构的三维有限元模型,进行厂房固有振动频率计算和共振复核,采用瞬态分析方法,根据模型试验结果计算了水轮机脉动压力作用下厂房的振动反应。结果表明：局部立柱结构的自振频率与水轮机叶片数频率的错开度较小,有可能产生共振;但在脉动压力作用下,楼板和立柱结构的振动反应均在允许范围内,分析结果表明地下厂房结构设计是合理的。     

复杂地质条件下抽水蓄能电站地下厂房关键技术研究

抽水蓄能电站地下厂房具有埋深大、水头高、围岩稳定及防渗排水要求高、过渡过程复杂等特点,因此,地下厂房位置的选择、围岩稳定及支护设计、厂房抗振设计等研究对蓄能电站的建设及安全运行具有至关重要的意义。该文以广东省内已建或在建的抽水蓄能电站为例,对以上提及的复杂地质条件下抽水蓄能电站地下厂房关键技术展开研究,特别是通过蓄能电站建设过程中所获得的各种经验及教训进行总结,为抽水蓄能电站及类似地下工程提供一定的参考。     

宜兴抽水蓄能电站地下厂房结构抗振设计

宜兴抽水蓄能电站地下厂房结构关键部位的刚度满足厂家要求,通过厂房整体结构的模态分析,自振频率与机组的激振频率满足规范要求,另外,建立了宜兴工程厂房振动评估标准,并提出厂房结构的减振措施,从1号机现场试运行情况看,电站运行后厂房结构抗振性能良好。     

回龙抽水蓄能电站地下厂房整体结构振动研究

回龙抽水蓄能电站地下厂房高水头、高转速可逆式水泵水轮发电机组采用中拆式机墩组合结构(又称整体结构)，因其承受荷载巨大，结构复杂，故对结构整体刚度和抗振性能要求较高。利用三维有限元方法对整体结构的自振特性、动力位移响应及振动环境评价等进行了计算分析，结果表明：针对回龙抽水蓄能电站，影响厂房整体结构低阶频率分布的主要因素是上下游的边界条件；增加边柱的数量，对增加各层楼板的左右自由边的局部刚度有益。     

抽水蓄能电站地下厂房振因仿真分析

利用三维有限元分析方法,对某抽水蓄能电站主厂房两台机组进行了动力特性及动力响应仿真分析研究。根据地下厂房整体自振频率、局部构件自振频率与厂房振动主频的错开度分析结果,厂房的剧烈振动是由局部支撑构件在振源激励频率下发生共振引起的。通过对比现场试验振动加速度分布规律和有限元模型时间历程响应数值计算得到的振动加速度分布规律的对比分析,发现引起厂房振动的主要水力振源为导叶后与转轮之间的压力脉动,频率为2倍叶片过流频率(100Hz)。对该抽水蓄能电站的振因分析的研究结果为今后抽水蓄能电站设计阶段的抗振校核和运行阶段振动原因分析提供了参考。     

大型抽水蓄能电站地下厂房位置及纵轴线选择设计

介绍了某大型抽水蓄能电站的地下厂房位置及纵轴线选择设计概况,对大型地下厂房位置及纵轴线选择提出了建议。     

抽水蓄能电站地下厂房通用设计研究与应用

为完善抽水蓄能电站基建标准化体系,贯彻全寿命周期设计理念,改进抽水蓄能电站设计理念,国网新源控股有限公司组织开展了抽水蓄能电站通用设计研究编制工作,并在新开工的抽水蓄能电站推广应用。本文主要总结了抽水蓄能电站地下厂房通用设计研究工作成果,介绍了安徽绩溪抽水蓄能电站地下厂房通用设计应用情况,阐述了通用设计应用的意义及下一步研究方向。     

抽水蓄能电站地下厂房监测设计分析

鉴于抽水蓄能电站地下厂房监测设计无专门的设计规范,文中结合相关的设计规范和设计手册,借鉴总结10余座抽水蓄能电站地下厂房的监测设计工程实践,提出厂房系统安全监测设计的目的、原则,以及围岩、支护结构、岩壁吊车梁等部位的监测设计方法.     

水电站厂房结构自振特性与止水优化分析

水电站地面式厂房发电机层以上的墙柱通常是受振动影响最大的部位,为了研究厂房上部结构的连接方式和止水布置位置对结构的受力特性的影响,以某电站厂房为例,采用ANSYS软件,建立厂房上部的墙柱结构有刚度较大的钢架连接和无钢架连接2种模型,分析其对结构自振的影响。基于设计推荐方案,研究止水结构对厂房受力特性的影响,分别在2个具有代表性的工况下进行论证分析。计算成果表明:将厂房上部结构用钢架连接成整体后,对结构的振动特性影响总体有利,但改善幅度不明显;止水位置对蜗壳部位的受力特性影响较为显著。上述研究成果可为水电站厂房的结构设计与止水受力优化提供有益参考。     

琼中抽水蓄能电站地下厂房结构振动特性分析

结合琼中抽水蓄能电站地下厂房实际情况建立了三维有限元模型,提取结构的模态分析了厂房结构的自振特性,基于谐响应法分析了地下厂房结构在各种工况机组动荷载作用和脉动压力作用下的动力响应,并根据国内相关文献及国外的相关标准提出了适用于琼中抽水蓄能电站地下厂房的振动控制标准。研究结果表明,合理选择围岩与厂房的连接形式,能够有效地优化结构整体动力特性;在机组振动荷载作用下机墩和楼板结构的振动响应较大,但机墩和楼板结构的振幅、振动速度和振动加速度等均在允许范围内;在额定出力条件下运行时,无翼区和转轮出口管附近区域的脉动压力,即优势频率为56.25 Hz对应的脉动压力是影响地下厂房楼板、立柱、风罩等结构振动的主要部分。     

厂顶溢流式水电站厂房振动分析

本文以国内某厂顶溢流式厂房为研究对象,建立了动力分析有限元模型,结合厂房结构自振特性及可能的振源特性进行了共振校核。根据试验资料,利用相关分析原理推求了水流的点-面脉动压力转换系数,采用时程分析法比较了机组动荷载和水流脉动压力对结构振动响应幅值和频率特性的影响。研究表明,水流脉动压力频率与厂房结构的自振频率相差较大,不会引发厂房结构的共振;机组荷载是引起厂房结构振动的主要因素,水流脉动压力的影响较小;厂房上部结构的振动响应水平高于下部结构,因此设计中应注意上部结构的刚度突变问题。     

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。     

周宁水电站地下厂房结构振动与结构形式研究

周宁水电站地下厂房采用悬式发电机组,支撑结构上部受力,结构体型单薄,高水头、高转速下运行,下拆方式检修,在蜗壳外包混凝土开孔等,这些都对结构抗振不利。为此,用模态分析和瞬态动力学分析方法,对无梁厚板和板梁柱方案进行对比计算,分析了不同工程处理措施的作用;进行了多模型、多工况的整体结构三维动、静力分析;给出了机组运行的共振校核、振幅校核和瞬态动力响应;分析了结构振动振源,提出了合理的工程处理措施和结构形式优选方案。     

向家坝水电站大型地下厂房洞室群开挖工程实践

向家坝水电站地下厂房系统规模巨大,地质条件复杂.在大量科研工作的基础上,确定了地下洞室群,尤其是主厂房的施工程序和支护参数.建设过程中进行了严格的施工管理和作业控制,建立了集设计、科研、施工于一体的实时监测动态分析反馈系统.向家坝水电站工程实践中形成的设计、施工和项目管理原则和程序,可对类似工程起借鉴作用.     

缅甸邦朗水电站主厂房异形机墩结构设计研究

缅甸邦朗水电站3立柱＋环形梁的异形机墩结构独特。通过三维有限元对机墩结构的系统研究，对结构的振动特性、动静力受力特点、分布及应力和变形有了全面的了解和认识。缅甸邦朗水电站主厂房异形机墩的研究和实践表明，该结构不仅方便施工和设备布置，减小地下厂房跨度和机组间距，减少开挖、支护量和混凝土工程量，节约了投资；现场甩满负荷试验也证明这一结构是安全可靠的。     

广蓄二期工程地下厂房结构振动研究及减振措施

广蓄二期工程地下厂房内的高水头、高转速可逆式水泵水轮发电机组采用中拆式，机墩组合结构随荷载巨大，结构形式复杂，对结构整体刚度和抗振性要求较高。利用三维有限元方法对机墩组合结构的整体刚度、自振特性、动力位移响应等方面的计算分析结果及结构减振措施研究，提出了地下厂房动力分析计算的思路、方法和判别标准及防止共振的措施。