羊湖电站明压力钢管振动测试及分析

通过对羊湖抽水蓄能电站的压力钢管的理论分析，原型测振和成果分析，查明了电站在机组单台抽水和发电运行时产生的干扰振源和钢管的运行振动特性，并对压力钢管的振动进行了分析。明确了钢管振动程度，为设计是否对某些管段采取减振措施提供了依据。     

清凉山水利工程第三级压力钢管设计

压力钢管是水电站的引水建筑物，其合理的结构和布置对电站的投资和运行有着重要意义。文章主要介绍清凉山水利T程第三级压力钢管的布置和结构设计．并对钢管的振动问题作了简要分析。     

微波感知测振技术及其在水轮机压力钢管水锤作用下振动形变分析中的应用

水力机组尤其是高水头机组在事故紧急停机及正常停机过程中形成的水锤效应会引起压力钢管的位移形变以及剧烈振动,严重威胁机组的安全运行。基于微波感知振动测量技术,提出了对机组压力钢管明管段的非接触式多点同步在线振动形变测量方法,并根据压力钢管的振动特性,提出了一种对水锤作用下压力钢管振动形变状态进行在线测试分析的方法。结合测试数据的对比分析,证明了微波感知测振方法在压力钢管在线振动测量及分析评价中的实用性和有效性。     

小浪底水电站压力钢管的设计研究

小浪底水电站布置6条地下埋藏式压力钢管，结构设计时考虑了钢板，混凝土衬砌与围岩的联合作用。每条钢管平均长度188．8m，管径7．8m，衬砌钢板厚度20－34mm，选用钢材符合美国规范ASTM A517和A537S标准，总重6600t。小浪底水电站压力钢管于1999年12月投入运行，运行至今没有出现过任何工程质量问题，说明压力钢管的设计是安全可靠的。     

基于分布式光纤监测的压力钢管模拟泄漏室内试验

实际运行的压力钢管可能存在腐蚀进而破裂、泄漏的隐患,因此需要开展在役的压力钢管实时安全监测方法研究,实现对泄漏的及时定位、报警。本文基于F-OTDR光纤干涉原理的振动监测方法,开展了模拟压力钢管泄漏的室内试验,系统研究不同泄流条件下的分布式光纤的检测结果。试验结果表明,随着泄流孔孔径的增加和泄流量的增加,泄漏引起的振动信号强度增加,但是由于系统初始扰动能量的存在,仅依据数据分析,难以判断极小泄流量引起的振动信号。本实验中,当泄流量大于1.00L/s时,分布式光纤检测效果较好。     

压力钢管运行安全监测系统初步设计

水电厂压力钢管运行安全的问题不可忽视。针对目前压力钢管安全监测系统技术不够完善的情况,设计了一种全新的压力钢管实时安全监测系统。分析了当前压力钢管安全监测现状及其存在的问题,明确压力钢管监测系统的设计原则。提出了基于有线局域网和基于无线网络所构建的2种监测系统结构,并图示其相应系统的组成。从系统的工作原理、功能模块、程序设计方案等方面予以分析,详细介绍了测点布置的选取方法,对压力钢管与伸缩节之间振动响应的传递函数关系作了简要分析,为水电厂压力钢管安全监测工作提供参考。     

上标水电站压力明钢管的安全运行与监控

介绍了上标水电厂压力钢管安全监控系统的建设与安全运行,以钢管首末端的流量、压力监测为基础,对压力钢管异常运行状态进行监测、判断、预警和控制。系统投运后运行情况良好,达到了预期的效果,为有类似情况的高水头压力钢管的安全运行提供了有益参考。     

压力钢管的振动问题及其设计

压力钢管是水电站的一个重要组成部分.一旦发生事故,小则造成停电;大则使整个电站毁坏.过去对压力钢管设计,特别是露天钢管,往往忽略考虑钢管的振动问题.但在实践中,国内、外不少工程建成运转后,压力钢管发生不同程度振动的也不乏实例.我国东山寺、刘家峡水电站;日本池尻川、宇都野、渥赫马、美保,熊野川1号等水电站;法国努埃尔——布兰克湖抽水蓄能电站,都发生不同程度的振动.有些甚至使钢管破裂,造成工程破坏和人身伤亡,直接影响了电站的正常运行.因此,在压力钢管设计时,应该对钢管振动加以研究,以避免运行时发生振动.由于振动是一个复杂的问题,目前仍依靠经验公式,对可能发生的振动进行估计和对已经发生振动的钢管提供处理措施的依据.     

下基泵站出水压力钢管振动问题的排除

通过分析下基泵站出水压力钢管产生振动的原因,采取在压力钢管上增设排气阀、镇墩及加劲环等措施处理压力钢管振动问题,实践证明这些减振措施是可行的、有效的.     

压力钢管的安全监控系统

首次提出水电厂引水系统中压力钢管安全监控系统的建设问题，以便准确地了解引水系统压力钢管的运行工况，保证水电厂的安全运行，该课题是一项十分紧迫而又实现的科研项目。     

水力发电引水系统水体共振的数值模拟

分析了某水力发电厂水轮机组在紧急关机试验过程中出现的异常强烈的振动现象。考虑水为可压缩黏性流体，采用瞬态动力响应仿真软件，按照原型参数对水体共振进行数值模拟。研究了冲击载荷引起的水体自由振荡信号，得到水体振荡主频率。在引水管末端用平板的横向振动引入压强扰动，观察到强迫振动频率接近水体主频率时发生共振，而且在整个引水管内的水体都有较强烈响应，证实了水体共振发生的可能性。对共振发生时的压强信号进行小波分解，发现引水系统的压强信号中响应幅度最大的小波分量的频率低于强迫振动频率。计算结果还表明水的黏性和壁面粘附条     

水力发电机组的振动特征

介绍了有关水力发电机组和吸水管／尾水管的振动资料和实用经验，引用不同的故障况例说明振动预测对于水力发电厂维修的好处，对于水力发电厂机组的典型振动和噪音给以图解分析，对于不平衡、涡轮气蚀、不对中、吸水管／尾水管共振、止漏环的腐蚀、尾水管的功率摆动和100Hz的铁心共振等导致水力发电机的振动／噪音做了特征分析。     

老虎山水电站倒虹吸管伸缩节振动机理分析

根据老虎山二级水电站运行期间倒虹吸管道出现的复式波纹伸缩节及管体振动现象，进行了带荷原形观测。通过对倒虹吸管道的运行工况及原形观测数据的整理、分析认为，连接管的低频特征是引起复式波纹伸缩节振动的主要原因，因此解决措施主要应从提高连接管的特征频率人手。改进后的波纹管伸缩节满足设计要求。消除了管道原有振动现象，达到了改造效果和目的，经受到了运行的考验，受到业主的好评。     

重力坝坝身管道布置形式对其抗震性能的影响

为研究重力坝坝身管道布置形式对管道抗震性能的影响,对浅埋式背管、联合承载坝内埋管和设垫层坝内埋管3种布置形式分别建立了管道与大坝整体三维有限元模型,采用时程分析法进行地震响应分析。研究表明:3种布置下钢管的动应力均较小,管道布置形式对其影响不大;管道混凝土腰部和顶部的动应力均较大,属于结构抗震薄弱环节;当管道部分露于坝体之外时,管道上弯段和斜直段动应力较大,特别是上弯段是抗震最不利之处;将管道全部埋入坝体能有效减小上述管段应力,抗震优势明显,钢管外是否设垫层影响很小。     

大跨度倒虹吸管桥结构抗震性能

建立了考虑支座、伸缩节等细部构件的大跨度倒虹吸管桥有限元模型,采用有限单元法对管桥结构的抗震性能进行了研究,分析了支座、伸缩节、管内水体质量对结构动力响应的影响。计算结果表明:大跨度拱桥结构对地震波有明显放大作用,放大系数约为2～5;钢管采用单向滑动支座,约束了钢管横向位移,伸缩节变形和支座滑移量均在10 mm以内,对结构抗震有利,但支座在横向将承受较大的反力,给支座设计带来困难;由于伸缩节和滑动支座的设置,钢管在地震作用下近似刚体运动,钢管应力增幅较小,但支承环将产生较明显的弯曲应力,是抗震中的一个薄弱环节;大直径输水钢管管内水体质量巨大,会增大结构的动力响应,计算中应予以考虑。     

多机系统水力振动与能量损失分析

针对多机系统的机组振动差异问题,采用RANS-LES数值计算方法,模拟一管双机组内部流场,利用监测点压力脉动信息分析过流部件的振动强度,计算能量损失与机组效率。结果表明,部分开度下,岔管的水流分配不平衡导致两机组流场存在差异,影响过流部件压力脉动与振动强度。数据对比发现2号机组尾水管涡带极不稳定,振动更强,导致能量损失更多,效率下降更严重。     

自密实混凝土在某水电站深斜井中的应用

自密实混凝土对狭窄空间混凝土浇筑施工具有良好的适用性。某水电站深斜井高压管道素混凝土衬砌决定采用具有高流动性、均匀性和稳定性,且浇筑时无需外力振捣,可在自重作用下流动又充填模板空间的自密实混凝土,施工期间通过持续改进浇筑方案,较好地解决了混凝土浇筑易堵塞、仓面振捣困难等难题,不仅缩短了工期,节约了成本,还大大地降低了施工难度,保证了工程质量。     

预应力钢衬钢筋混凝土坝后背管非线性分析

以龙开口水电站为例,提出了预应力钢衬钢筋混凝土坝后背管结构的设计方案,并采用非线性有限元理论对背管结构进行了极限承载力分析。研究了坝后背管结构的应力分布规律,并将预应力钢衬钢筋混凝土坝后背管与普通钢衬钢筋混凝土坝后背管进行对比分析。研究成果表明：预应力钢衬钢筋混凝土坝后背管结构具有节省投资、避免开裂、耐久性好等优点,是一种值得广泛应用和推广的压力管道结构形式。     

吉沙水电站高压管道设计与施工

吉沙水电站引水系统总长约15.58 km,电站额定水头485.00 m,采用一管二机供水方式。高压管道位于调压井至厂房之间,由1条高压钢管、1个岔管和2条高压支管组成。高压钢管采用平段与斜井结合布置形式,总长度1 054 m,最大设计内水压力约652.2 m水头。高压钢管设计进行了明管、埋管方案设计比选,其中埋管方案进行了结构合理性、经济性和施工几方面的综合分析,最终确定了一个施工方便、经济合理,且不考虑围岩分担受力的埋管方案。     

钢衬钢纤维混凝土背管结构研究

结合长江三峡电站进水背管结构优化设计，通过单向拉伸、简支梁和背管模型试验，分析了钢纤维混凝土和钢衬钢筋混凝土背管的受力特性，探讨了钢纤维混凝土应用于压力管道的可行性．试验结果表明，背管结构受力过程中，钢纤维混凝土的抗拉强度可起较大的作用，故在背管结构设计中可以考虑混凝土的抗拉强度因素．基于试验成果，比较了背管的限裂和抗裂设计．