水电站充水保压蜗壳结构仿真分析

应用面-面接触非线性理论,考虑钢蜗壳与外围混凝土的接触滑移,分别对断面直径大小不同的轴对称充水保压蜗壳模型进行了施工、逐级加压过程的仿真计算,主要对钢蜗壳打压后的变形、蜗壳与混凝土的间隙及其应力变化过程三方面进行研究。计算结果表明,若蜗壳断面直径较大,水重对钢蜗壳打压后的变形以及逐级加压过程中钢蜗壳与外围混凝土的间隙变化过程影响较大,但对应力变化影响较小;若蜗壳断面直径较小,水重对上述三方面的影响都很小;无论蜗壳断面直径大小,是否考虑蜗壳与支墩的接触滑移对上述三方面的影响都较大。     

天荒坪机组突甩负荷试验工况蜗壳进口压力的统计特性剖析

本文从天荒坪抽水蓄能电站水轮机突甩负荷工况蜗壳进口压力的真机测试资料统计结果着手，利用特征线原理对其双峰特性进行分析和理论上的延伸，最终得出如下结论：(1)当机组采用先快后慢的两段折线式导叶关闭规律，且其拐点位置没有进入机组特性曲线的反“s”区域，蜗壳进口压力将呈双峰现象：第一峰对应于导叶关闭规律的拐点位置，第二峰出现在当机组单位转速为反水泵区域内的第一个最小值的瞬时，且其值大于第一个峰值。若机组关闭规律不变而拐点位置已经进入反“s”区域，蜗壳进口压力将呈现为单峰形态。(2)当机组采用先慢后快的两段折线式导叶关闭规律时，蜗壳进口压力只有单峰。     

应变片法在水轮机蜗壳座环打压试验应力测试中的应用

介绍了应变片法测量水轮机蜗壳座环在打压试验时的应力,通过试验不仅获得了某电站水轮机蜗壳座环在打压试验时的真实应力,而且经过试验数据和有限元计算结果的对比,从而进一步验证了有限元法计算所得到的应力的准确性。     

不同弹性垫层材料对水轮机蜗壳结构的影响研究

本文利用有限元理论，选取适用于混凝土材料的非线性本构关系。在蜗壳上部有关荷载、结构自重和内水压力联合作用情况下，对蜗壳钢衬、不同材料垫层和外包钢筋混凝土的联合作用结构进行计算分析。给出了结构控制部位各种材料的承载比与垫层弹模的关系，为工程建设提供了设计依据。     

面积变化规律对全蜗壳水力性能的影响

给定面积变化规律的设计方法已经成为蜗壳设计的主流.本文基于N-S方程和标准k-ε紊流模型,用数值模拟的方法分析了三种典型的面积变化规律对全蜗壳水力性能的影响.主要比较分析了蜗壳断面面积变化规律对速度场、压力场、出口水流角及固定导叶区流量分配等参数的影响,最终提出了水力性能优秀的蜗壳断面面积变化规律的基本特征.     

西龙池抽水蓄能电站蜗壳结构三维有限元计算分析

本文应用三维有限元方法，对西龙池抽水蓄能电站整体蜗壳结构在不同充水保压值K1情况下的应力状态进行计算分析。结果表明，充水保压值K1的大小对蜗壳外围混凝土的应力状态有重要影响，蜗壳外围混凝土中沿蜗壳断面的环向拉应力是控制应力，其数值随着蜗壳断面直径的减小及距蜗壳表面距离的增大而减小，最大环向拉应力出现在蜗壳与进水钢管相接断面的顶部；沿蜗壳轴线方向的应力为相对均匀的拉应力，最大拉应力出现在外围混凝土厚度最薄的部位。在对蜗壳应力状态和运行特性进行分析的基础上，提出合理的充水保压值K1。     

西龙池抽水蓄能电站蜗壳结构非线性有限元分析

本文利用ANSYS结构分析程序,对西龙池抽水蓄能电站充水保压蜗壳结构进行三维非线性有限元分析,研究外围混凝土中裂缝开展、分布情况以及结构的应力状态。结果表明,正常运行工况除上、下碟边部位混凝土因应力集中会开裂外,其他部位仍处于弹性工作状态;随着水压荷载的增加,裂缝首先出现在蜗壳与进水钢管相接断面的内层混凝土中,然后向周围扩展,在水压荷载最大的甩负荷工况,靠近钢蜗壳外表面40cm范围内的混凝土普遍开裂,个别部位的裂缝长度达到1m左右。计算结果还表明,直段钢管外围混凝土是结构的薄弱部位,在最大水压荷载下会出现水平方向的贯通裂缝,设计时应予以足够重视。     

导叶不同步装置降低蜗壳进口压力的机理研究

利用基于特征线原理的蜗壳进口压力的表达式，结合含导叶不同步装置的水泵水轮机的全特性曲线，对高水头抽水蓄能电站中，低比转速水泵水轮机甩负荷时，导叶不同步装置降低蜗壳进口压力的机理进行了理论分析和探讨。导叶不同步装置的及时投入，增大了流量特性曲线在“S”特性影响区内的正斜率，减小了水轮机甩负荷时每一时间步长内的蜗壳进口压力的上升幅值，从而在一定程度上降低了蜗壳进口压力的最大值，但并不改变蜗壳进口压力的双峰特性。另外，在水轮机甩负荷工况的同时，MGV装置的延时投入时间越短，预开启导叶的附加开度的增加速率越快，蜗壳进口压力的最大值就降低的越多。     

三峡模型水轮机引水部件流动特性的试验研究

通过在蜗壳进、出口及导叶出口３个断面布置五孔测球对三峡水电站模型水轮机引水部件中流动特性的测量表明,蜗壳进口断面的流动符合圆管流动的规律,蜗壳出口断面中有明显的二次流。导叶中心线上下流动基本对称,导叶出口的总速度、各速度分量及速度环量由上至下逐渐增大。本文报导了最优工况及偏离工况的测量结果并作了初步分析,对水轮机引水部件及转轮的设计提出了有益的建议。     

超临界机组锅炉水压试验参数分析

对国内外现行规范标准的相关规定进行了比较分析,综合锅炉水压试验的有效性和安全性给出了试验压力、检查压力、升降压力速度、试验介质温度等参数的可行值。锅炉水压试验时,试验压力应为过热器出口压力的1.25倍,且不小于省煤器进口压力的1.1倍;升压速度应≤0.3MPa/min,当压力升至过热器出口工作压力后,升压速度应≤0.1MPa/min;试验水温一般为21～50℃;对于奥氏体耐热不锈钢受压元件,试验用水的氯离子含量应<0.2mg/L。     

二滩水电站座环蜗壳及其水压试验和压力埋设

本文论述了二滩水电站座环蜗壳的材料、结构性能、工艺技术、标准等特点,水压试验的目的、要求和意义。进行了最高水压力为２．３１、２．６０、３．５０Ｍｐａ时间为２ｈ的水压试验和１．９４ＭＰａ的静水压力埋设混凝土新工艺,均获一次成功,并进行了应力和应变的测试,浅析其成果,符合规范和设计要求。同时,简述国内外水压试验和压力埋设的工程概况,用以总结经验,不断提高,促进水电建设事业的蓬勃发展。     

大型水电站蜗壳埋设方式对厂房振动的影响分析

如何选取水轮机蜗壳的埋设方式,是我国大型水电站厂房设计和研究的重点和难点之一。本文以三峡水电站厂房为背景,采用双结点接触非线性模型,计算三种不同蜗壳埋设方式下厂房结构的振动响应。计算结果表明：对于混凝土结构而言,保压方案的振动响应最小,垫层方案明显大于充水保压方案,直埋方案的振动响应最大;对于蜗壳等金属构件而言,保压方案的振动响应最大,而直埋方案最小,这说明直埋方案对金属构件的振动有利。为了检验计算模型与计算结果,开展了145m水位下三种不同埋设方式蜗壳的厂房振动现场测试。测试结果表明,对于混凝土结构而言,直埋方案的振动响应最大,保压方案最小,垫层方案略大于充水保压方案;而对于水轮机顶盖的振动而言,直埋方案振动最小,保压方案最大,垫层方案略小于充水保压方案。这说明测试结果与计算结果的振动响应规律基本一致。测试结果中垫层方案与保压方案基本一致的主要原因在于,在低水位下实际厂房的混凝土结构与垫层以及蜗壳之间存在缝隙,导致蜗壳的部分振动传递不到混凝土。     

关于金属蜗壳和座环打压试验必要性的讨论

在分析构件应力状态基础上，通过总结已做的打压试验，从设计、制造和安装出发，考虑蜗壳和座环今后结构的发展趋势，参照国外近年来发表的有关文献，作者提出：在保证焊接质量并认真进行焊缝检验的条件下不可不进行劳民伤财的蜗壳座环现场打压试验。     

引黄工程总干三级泵站侧向进水前池水工模型试验研究

介绍了通过水工模型试验提出的引黄入晋工程总干三级泵站侧向进水前池的优化体型及为调整水流结构而采取的整流板等工程措施，这些措施使泵站进水前池中水流流态平稳，流速分布均匀，避免了在各种工况下前池中产生螺旋流及水面串通漏斗漩涡，能保证水泵安全、正常、高效运行。     

脉动压力作用下直埋式蜗壳非线性动力响应

直埋式蜗壳外围混凝土在内水压力作用下会产生损伤，并且在脉动压力作用下损伤有可能会发展，混凝土结构损伤必然对结构的抗振特性产生不利影响，本文在研究三峡水电站右岸15#机组采用直埋方案的可行性时，为了得到在脉动压力和损伤发展共同作用下该结构的动力响应，应用ABAQUS有限元软件，把非线性动力损伤的概念引入混凝土的本构模型，建立了相应的轴对称有限元动力损伤数值分析模型。计算结果表明：蜗壳采用直埋式方案对厂房抗振性能无明显不利影响，结构振动反应基本在允许范围内。     

三峡电站水轮机模型蜗壳加工工艺

三峡电站水轮机模型蜗壳结构不同于传统的模型蜗壳，本文分析了该型蜗壳的加工难点，提出了新的加工工艺，为提高水轮机模型蜗壳的加工水平提供了经验。     

莲花水电站水轮机座环及蜗壳的特点

本文介绍了莲花水站站水轮机座环和蜗壳采用了先进的设计、制造和安装工艺等手段，为该机组的稳定运行奠定了基础。