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.     

基于Midas GTS的不同地基处理方法下水闸结构应力研究

以石角咀水闸重建工程地基处理方案为例,通过Midas GTS三维有限元分析软件,分别对复合地基方案和采用桩基础方案下的水闸结构应力进行分析。结果表明:①从水闸整体结构应力的角度进行分析,桩基方案更具优势;②桩基方案闸底板底层与桩顶接触处出现应力集中的现象,应采取减缓措施。可为水闸地基处理方案的比选和水闸的结构配筋提供依据,对类似工程有一定的借鉴和指导意义。     

京南电厂船闸下左人字门缺陷分析与处理方法

对京南电厂船闸下左人字门进行缺陷分析。针对底枢修理、顶枢处理以及顶底轴线校核,制定处理措施与方案,实现人字门安全改造处理,确保其安全运行。     

某水电站厂房结构固有频率及共振分析

水电站厂房作为水利工程中的一个重要水工建筑物,应首先保证其运行的安全可靠性,其次再考虑经济性。设计时应利用合理的技术措施,确保厂房工程质量,取得工程投资建设的经济效益和社会效益。因此,对厂房进行结构动力分析具有重要意义。笔者以某引水式水电站工程的厂房结构为研究对象,选取其中典型机组段,建立机组段三维有限元模型,对厂房进行地震作用分析以及厂房结构固有频率分析与共振校核,为该工程的设计和安全运行提供合理的依据。     

浅谈砌石拱坝防渗加固方案比选和应用

对不同情况下砌石拱坝病险情况的处理方案进行分析,以水打桥水库为例,对坝体存在结构稳定隐患的处理方案进行了比选,分析了两种处理方案的差异性;又以马岩水库为例,对坝体仅存在渗漏问题的处理措施进行了探讨。两个工程已经蓄水运行发挥效益多年,所采用的具体方案对设计与施工具有一定借鉴价值。     

铜街子水电站大坝廊道结构缝漏水分析与治理

铜街子水电站大坝廊道10~11号坝段结构缝自工程运行以来一直存在漏水(挟沙)问题,为工程主要安全隐患,长期困扰运行管理单位。为确保大坝安全运行,大坝二轮定检时,工程处理单位与管理单位对漏水原因进行了多方面分析,优化处理方案与施工工艺,改压水试验为闭水试验查找漏水部位,采取坝后斜钻孔低压灌浆与定量灌浆技术对结构缝进行止浆封闭处理,最后在廊道内对漏水部位进行LW/HW型水溶性聚氨酯灌浆施工,解决了压水试验难以控制、结构缝铅直度偏差大、廊道施工场地狭小、灌浆时多处漏浆及前期结构缝漏水处理效果差等难点。结构缝处理后漏水量从180L/min降至0,堵漏非常成功,具有较好的推广应用价值。     

黑泉水库水电站调压井衬砌结构数值分析

黑泉水库电站调压井空间结构复杂,设计时只采用了简化平面结构进行配筋计算,对地下空间结构受力的复杂性考虑不足,无法反映衬砌结构与围岩的整体效应,很难实现合理准确配筋,经黄河水利委员会三维线性有限元强度复核,证实黑泉水库调压井底板及三岔洞配筋不足,需要采取处理措施.基于三维非线性有限元法,分析围岩固结灌浆、内衬钢板对调压井衬砌结构应力及三面临空边坡稳定的影响,最终优选出合理的加固处理方案.结果表明:需要采取围岩固结灌浆、内衬钢板组合方法才能满足强度要求,非线性有限元方法可以用于校核调压井内衬结构的强度,为同类工程提供了很好的参考.     

毛尔盖水电站充水保压蜗壳对厂房结构自振特性的影响分析

为分析充水保压蜗壳对毛尔盖水电站厂房结构自振特性的影响,采用有限元法建立了厂房整体结构模型,分别进行了两个工况的计算:工况一,考虑机组运行时钢蜗壳与外围混凝土结合紧密;工况二,蜗壳和外围混凝土完全脱开。在此基础上,通过对引起结构振动的振源及其频率的分析,进行了初步的共振校核,结果表明:充水保压方案对钢蜗壳的抗振有利。     

高寒高海拔地区小型水电站压力前池设计与优化

针对新疆高海拔高寒地区的实际情况,在确定阿克塔木水电站工程压力前池布置形式的基础上,对压力前池结构布置进行了比选,分析了不同条件下压力前池的运行工况、施工条件和工程投资等方面的差别,确定了侧向进水、正向排冰的方案,进行了对应方案的水力、整体稳定性以及基础承载力等方面的设计与校核,相关设计成果可为同类工程提供参考。     

东风发电厂水轮发电机组异常振动的分析及处理

对贵州乌江东风发电厂 3台混流立式半伞型结构水轮发电机组于 1994年投产发电后某些工况下振动偏大的原因进行了分析与探讨。通过动平衡试验 ,首先对转动部分重力、磁力进行处理 ,减小了机组振动过大尤其是上机架水平振动过大的问题 ;然后通过机组刚度测试 ,找到了机组上机架—定子机座系统由于结构设计不合理 ,造成刚度严重偏低产生变形 ,不能满足机组过速和甩负荷后工况下刚度的要求。采取加固措施对机组上机架—定子机座系统进行加固处理后 ,机组振动现象得到了很大改善 ,振动值满足国家标准要求 ,机组运行稳定可靠 ,说明对机组振动进行的研究分析和采取的处理方案是科学的、合理的、成功的     

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。     

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.     

水下管道涡激振动的实验研究

本文对裸露悬空管道在稳定流中的振动现象进行了实验研究。通过对不同管径,不同跨长,不同边界条件的１１组模型在不同流速下的试验,得出管道产生涡激振动时诸参数间的关系,运用尾流振子数学模型进行计算,结果表明：实验与计算是吻合的。提出了防止管道疲劳破坏的条件,这对于穿越河流管道的设计和现有管道的加固有现实意义。     

向家坝水电站泄洪消能关键技术研究与实践

向家坝水电站泄洪消能具有"高水头、大单宽流量、泄洪频繁、多泥沙"的特点,其泄洪消能方式受雾化、通航、排沙以及地质条件等方面的制约;通过采用高低坎泄洪消能方案,攻克了向家坝水电站泄洪消能技术难点;达到了雾化影响小、消能效率高、消力池临底流速小、下游水流平顺、泄洪运行方式灵活、悬移质能安全过坝的效果。模型试验、数值分析和原型监测成果表明,立轴漩涡临底强度较低,原型监测尚未观测到立轴漩涡;磨蚀、水流空化、闸门流激振动等方面的水力特性都在允许的范围内;经受了三个汛期的泄洪考验。下游县城紧邻水电站,且局部城区位于古河道的不利地质条件,部分泄洪工况时出现了下游县城局部区域房屋门窗振动现象。通过溪洛渡、向家坝两库联合调度和优化闸门运行方式,振动强度得到显著减小,使门窗振动问题得到有效控制,各项振动量值均在国家规定的人身舒适性评价标准的容许限值之内。     

水轮发电机组振动故障诊断与识别

振动是影响水轮发电机组正常运行和危害机组寿命的主要故障。要清徐机组振动故障，必须寻找引起机组振动的原因。本文主要介绍如何依据秀发机组振动的某些特征，捕捉其振动原因。为简化问题，不考虑引起机组振动诸因素间的相互影响，但对分析机组振动的主要原因，仍有较好的参考作用。     

水轮发电机组支承结构对机组轴系动力特性的影响

导轴承作为水轮发电机组的支承结构,其动力特性随着机组大轴的摆度和机械动载荷作用方向而发生非线性变化。本文在考虑了刚性导轴承非线性动力特性的基础上,还考虑了厂房机墩的柔性,建立了机组与厂房机墩的耦联振动模型,利用Ansys软件分析了导轴承动力特性的非线性及厂房机墩的柔性对水轮发电机组动力特性的影响。通过对3种不同机组支承结构模型的瞬态分析以及机组轴系统的动力响应比较,论证了采用耦联振动模型更加符合实际工程情况。     

混流式机组负荷机架振动评价探析

水电机组振动水平是表征机组运行稳定性的主要指标之一.本文以混流式机组负荷机架振动为例,通过研究相似机组负荷机架在动静荷载作用下的振动特性,提出了一个表征动静荷载关系比的无量纲参数.根据相似水力条件引起的机组振动所导致的相对功率损耗一致的假定,运用最小二乘原理,建立了机组单位转速与该振动参数的回归模型,进而以不同的置信水平划分了不同的振动区域,对振动水平进行评价,并提出了建议措施.成果表明利用该方法评价负荷机架振动水平是有效且可行的.     

Evaluation of Performance Efficiency of Vibration Damper on a Conductor

The method suggested makes it possible to determine maximum amplitudes of standing vibration waves, slopes of the conductor with respect to horizontal, bending moments, and cutting forces in any cross section of the conductor and of the flexible element of the vibration damper with the help of SVT — Conductor with Vibration Damper software for any grade of conductor, earth wire, or vibration damper (GPG). Comparative evaluation of parameters at the places of exit of the conductor from the supporting clamp and from the clamp of the vibration damper is performed.     

水电机组振动劣化预警模型研究及应用

近年来运行中的水电机组振动稳定性问题日益突出,传统振动预警方法主要通过振动监测值与振动限值的简单比较来实现,存在适用工况范围有限,限值单一的不足。针对传统预警方法的不足,首先收集机组健康状态时的振动数据,并按照功率和水头将机组运行工况细化为若干典型工况,然后求取各典型工况下机组振动健康区间,最终建立水电机组振动劣化预警模型。实例结果表明,该模型能采用数字化和三维可视化两种方式完成水电机组不同工况的振动预警,同时能利用振动历史数据进行自学习,修正各典型工况的振动限值,提高振动预警的准确性,该模型明显优于传统振动预警方法。     

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。