仙居抽水蓄能电站泄放洞出口复杂环境爆破施工技术

<正>1工程概况浙江仙居抽水蓄能电站位于浙江省仙居县湫山乡境内,为日调节纯抽水蓄能电站,安装4台375MW立轴单级混流可逆式水轮发电机组,总装机容量为1 500 MW,年平均发电量为25.125亿k W·h,年平均抽水电量32.63亿k W·h。下水库泄放洞进口在下库进、出水口围堰内,与下库进、出水口相邻,底板开挖高程172.0 m,泄放洞出口布置在下岸水库     

岸边溢洪道水工模型试验与设计优化

笔者以江西四方井水利枢纽溢洪道为例,通过整体水工模型试验,研究溢洪道泄流能力、水流流态、沿程水深、时均压强及消能效果等;通过优化进水渠形式,调整宽顶堰为WES实用堰,同时增加消力池长度等措施,提出了优化布置方案.结果表明:原方案溢洪道泄流能力不足,控制段流态紊乱、消力池长度偏短;优化方案泄流能力满足设计要求,能够保证各...     

刘家沟水电站溢洪道进口导墙体型优化试验研究

为改善刘家沟水电站溢洪道进水渠流态、提高泄流能力,通过对进水渠右导墙不同布置形式的对比试验研究．提出了右导墙头部采用两圆弧形式的布置优化方案,进一步试验验证该方案在流态和泄流能力方面都达到了令人满意的效果。     

高陂水利枢纽工程二期施工导流水力模型试验研究

通过建立施工导流水力学定床和动床物理模型,研究与分析了高陂水利枢纽工程二期施工导流设计方案布置的合理性,优化了二期导流明渠的泄流能力、流态与流速分布、船只通航水流条件、及围堰的冲刷特性等,提出了较优的二期导流明渠围堰布置形式以及围堰坡脚带的工程防护措施,试验研究成果可供工程设计参考。     

侧槽洞式溢洪道水工模型试验及设计优化研究

通过侧槽洞式溢洪道水工模型试验,研究了贵州新华大沟水库工程溢洪道的水流流态、泄流能力、动水压力特性及下泄水流消能效果等。试验结果表明溢洪道调整段流态紊乱、溢流堰泄流量超泄过多、下泄水流造成下游河床冲刷严重,通过增加挡水墙、调整消力池底板高程等优化措施,提出了相应的优化布置方案,既满足设计要求,也为其他工程提供参考和借鉴。     

仙居抽水蓄能电站下水库小洞室岩锚梁爆破开挖技术

<正>1工程概况仙居抽水蓄能电站位于浙江省仙居县湫山乡境内,为日调节纯抽水蓄能电站,安装4台375 MW立轴单级混流可逆式水轮发电机组,总装机容量为1 500 MW,枢纽主要由上水库、输水系统、地下厂房、地面开关站及下水库等建筑物组成。下库泄放洞全长730.058 m,隧洞内径7.4 m,进口在下库进、出水口围堰内,与下库进、出水口相邻,底板开挖高程172.0 m,出口布置在下岸水库大     

上程水电站工程大田水库泄洪洞水工模型试验研究

论述了上程水电站工程大田水库泄洪洞的试验研究工作,通过水工模型试验,测定了有压隧洞和无压隧洞两方案的泄流能力,对隧洞进出口及洞内水流流态进行了观测,对无压隧洞方案的布置进行合理性分析和优化,对有压隧洞方案的可行性做出了评价.     

古洞口电站溢洪道进水渠优化布置试验

通过大量的试验比较，提出了古洞口水电站溢洪道进水渠布置优化方案。修改后的右导墙采用长短轴黄金分割比的椭圆弧面，使进水渠流态有较大改善，调整了流速分布，提高了泄流能力。     

陡坡导流隧洞进口体型试验研究

陡坡导流隧洞由于坡度较陡,洞内流态不好控制,进口体型优化比较关键。针对某项目施工导流工程进行了1∶85水工整体模型试验,通过对进口、洞身流态进行比较,提出了隧洞进口布置形式的推荐方案,结果表明:方案一进口顶部采用椭圆形式,虽然在2级流量下,上游水位大大降低,但在导流设计流量条件下洞身形成明满流交替现象,对洞身安全不利;方案二隧洞进口采用锐缘形式,使导流洞的泄流能力、进口及洞内流态、压力特性均满足设计要求,可确保在各级导流流量下,洞身段均为明流,故建议将其作为推荐方案。研究成果可供设计参考应用。     

福建省洋口水库溢洪道模型试验和挑流鼻坎优化研究

为验证福建省洋口水库水工溢洪道设计参数指标及布置的合理性，对该水库的泄流能力、水流流态、消流防冲、冲坑形态、河道冲刷等方面进行模型试验，并对挑流鼻坎体型参数进行优化，增加差动鼻坎，从而减轻下游河床冲刷。结果表明：溢洪道泄流能力达到设计要求，溢洪道流态稳定，鼻坎优化方案明显改善了消能效果，研究成果对类似工程结构设计优化有一定借鉴意义。     

输水隧洞坡角对侧式进/出水口水力特性影响研究

抽水蓄能电站侧式进/出水口具有双向过流的特点,进/出水口自身体型参数对其水力特性具有很大的影响,但连接的输水隧洞布置型式也同样会影响进/出水口水力特性,若输水隧洞布置不恰当,将可能导致进/出水口出现不利的水力特性。利用RSM紊流模型,以某侧式进/出水口为研究对象,在进/出水口体型不变的前提下,研究出流工况不同隧洞坡角对进/出水口内部流态、拦污栅断面流速不均匀系数、水头损失系数及流量分配等水力特性的影响。结果表明,当隧洞坡角等于扩散段垂向扩散角时,进/出水口内部流态较好,反向流速区的沿程范围、拦污栅断面流速不均匀系数及水头损失系数均最小。因此,当进/出水口扩散段垂向扩散角不大且各隧洞坡角均满足地形、地质条件的情况下,隧洞坡角等于扩散段垂向扩散角时,可获得较优的水力特性。     

扩散段长度对侧式进/出水口水力特性的影响

以某上水库无调整段侧式进/出水口为研究对象,采用雷诺应力湍流模型探究了扩散段长度对进/出水口水力特性的影响规律,并从水力学的角度给出了扩散段长度建议值。结果表明：扩散段长度对侧式进/出水口水流运动存在显著影响,扩散段不宜过长或过短;对于进/出水口沿程流速分布,只有在抽水工况下扩散段长度才会对其产生影响,发电工况下基本不存在影响;对于水头损失、各孔口流量配比等其他水力指标,扩散段长度在双向过流时均会对其产生较大影响,随着扩散段长度的增加,各水力指标均先变好再变差;对于无调整段侧式进/出水口体型,当扩散段长度为隧洞直径的5.7～6.0倍时,各水力指标满足规范要求;当扩散段长度为隧洞直径的5.8倍时,进/出水口水力特性得到较大改善,且具有较好的水流流态。     

抽水蓄能电站进/出水口体型优化数值模拟

利用三维紊流数学模型,对某抽水蓄能电站上水库进/出水口原方案及其优化方案抽水和发电工况进行数值模拟,分析了进/出水口段的水头损失、进/出水口段的流态和流速分布等。原方案在抽水工况下,存在扩散段及调整段顶盖板下部产生水流分离区、拦污栅断面有反向流速、各孔口流速不均匀系数偏大等不利水力学现象。考虑以上不利因素,需对原方案进行优化。优化方案计算结果表明,在扩散段和防涡梁段之间增加调整段、压低扩散段盖板扩散角以及增加扩散段长度等措施均能改善水流流态。     

特殊工况下抽水蓄能电站系统参数过渡过程分析

在抽水蓄能电站水力过渡过程数值模拟中,由于水泵-水轮机全特性曲线所具有的特殊性,使得尾水管进口最小压力在机组相继甩负荷工况下会大幅度降低,且时常会成为控制值。以一维刚性水锤及弹性水锤的特征线方法(MOC)为理论基础,结合某"一洞两机"布置形式的抽水蓄能电站工程实例,对该电站相继甩负荷工况下引水隧洞洞径及尾水岔管相对位置对过渡过程的影响进行了数值模拟。结果表明:在设置尾水调压室的情况下,拟通过改变引水隧洞洞径来调节尾水进口最小压力的措施是不经济的,引水隧洞的面积只需使其中的水流能够保持经济流速即可;在满足工程布置的前提下,应尽量减小尾水支管的长度,以保证输水发电系统的安全运行。     

新型旋流环形堰竖井泄洪洞数值模拟和特性分析

生态环境友好型的洞内旋流消能工是当前泄洪消能领域一个重要的研究热点和方向。为克服以螺旋型经典涡室或传统喇叭形堰构成的旋流竖井泄洪洞易出现的漩涡、气爆、振动、防空蚀设施复杂等难题,改变一般的防漩、消涡观念,提出一种新的由自调流潜水起旋墩为核心构成的旋流环形堰竖井泄洪洞,虽脱胎于常规喇叭形竖井泄洪洞,但在泄洪流态和消能防蚀方面又另辟蹊径。作为一种新型的旋流布置体型,已有研究缺乏系统性,其复杂的水流特性并不是十分明了。依托广东清远抽水蓄能电站泄洪洞工程,对新型环形堰竖井泄洪洞进水口、旋流泄洪洞、出口的复杂水流运动进行了三维数值模拟,并对部分水力参数的特性进行了解析计算,获得了该新体型旋流空腔流态、自由水面、合成流速、压力等水力要素的分布规律。结果显示:计算得到的上述水力学要素分布规律与模型测量值吻合较好,模拟值与初步建立的新体型水力特性理论解析值较为接近,表明解析计算方法具有一定的实用价值。模拟计算结果为进一步明晰新型环形堰竖井泄洪洞各部分水流特性和揭示自调节潜水起旋墩的旋流运动机理提供依据。     

抽水蓄能电站侧式进出水口体型及水力特性研究进展

侧式进出水口是抽水蓄能电站广泛采用的水流过渡结构形式,是连接库区与输水管道的咽喉。该部位双向过渡水流结构较为复杂,对工程的运行效率及安全有重要影响,而合理的进出口体型是保证水流合理过渡和工程安全的关键。研究侧式进出水口体型及水力特性的方法主要有物理模型试验、数值模拟及原型观测。文章对进出水口前漩涡、进出口段水流过渡和水头损失等方面研究成果加以总结。分析了漩涡形成机理、诱涡因素及抑制漩涡形成的工程与非工程措施;明确了均衡过渡水流的工程要求及满足水流均衡过渡的结构体型设计准则;列举了部分工程进出水口体型参数、过渡水流特征数及进出流水头损失系数。     

闭门速度对事故闸门门体水力荷载影响研究

抽水蓄能电站引水洞水流边界条件复杂,研究在事故工况下事故闸门动水闭门可靠性以及闭门速度对事故闸门闭门持住力的影响十分必要。以响水涧抽水蓄能电站下库进水口事故闸门为研究对象,按重力相似准则建立比尺为1∶22的水力相似模型,通过模型试验,对响水涧抽水蓄能电站下库进水口事故闸门在不同闭门速度工况动水闭门过程中门体水力荷载及通气孔风速进行了研究。测量分析结果表明:闭门速度在1.126~2.835 m/min范围内时,事故闸门均能依靠门顶形成的水柱动水关闭,闭门速度对事故闸门动水闭门过程中的门体水力荷载及通气孔的风速影响较小。研究成果对抽水蓄能电站进水口事故闸门的设计和运行具有重要参考价值。     

某抽水蓄能电站下库进出水口水沙运动特性试验研究

利用河工模型对某抽水蓄能电站下库区进行了特征洪水过程及电站运行的联合模拟试验。试验表明在输沙槽与拦沙潜堰共同作用下,电站进出水口的含沙量得到有效控制。在来水含沙量低于3kg/m3时,进出水口含沙量都满足电站运行要求,但是在含沙量较高的洪水期,底部浑水会逆行至电站进出水口附近,导致过机含沙量较高,因此提出了增设非封闭式拦沙潜坝的修改方案。修改方案改善了进出水口前的水流结构,起到了良好的拦沙截淤作用,进出水口前含沙量及泥沙淤积大幅减少,蓄能期过机含沙量降低13%~22%。在含沙量较大的洪水期,电站不宜抽水运用,但适时采用发电运行有助于减轻下库进出水口前的泥沙淤积。     

乌龙山抽水蓄能电站上库进水口水力特性实验研究

乌龙山抽水蓄能电站上库采用侧式进水口,在进水口后较近的位置布置了两个对称的立面弯道。结合物理模型实验对上库进水口水力特性进行了研究,包括发电和抽水两种工况下进出水口流速分布、各通道流量分配、进出水口水头损失及入流漩涡等水力参数。实验结果对于其他类似工程设计具有一定的参考价值。