设置气垫式调压室的尾水系统水力过渡过程计算

本文对设置气垫式调压室的水电站尾水系统水力过渡过程计算方法和电算程序作了详细介绍,并给出了气垫式调压室的稳定断面计算公式。电算程序可同时计算调压室涌浪和尾水管道中的水击,不仅可用于计算设置气垫式调压室的尾水系统水力过渡过程,也可用于计算设置常规调压室的尾水系统水力过渡过程。     

水电站尾水调压室断面面积敏感性分析研究

基于瞬变流理论,采用弹性水锤特征线法,建立合理的边界条件,对有较长尾水隧洞的水电站调压室断面面积变化敏感性进行数值模拟分析,重点研究尾水调压室的断面面积对大波动工况下的调压室水位波动、机组最大转速升高率、蜗壳末端压力变化和水力干扰工况下对水电站机组出力摆动的影响。对同一特征工况,在大波动下,调压室断面直径为28 m,即断面面积为615.752 m2时,调压室最低涌浪水位达到2 218.97 m,蜗壳末端最大压力达到269.17 m(压力升高24.48%),机组转速最大上升率达到42.19%,满足调节保证计算要求。水力干扰工况下,并入同一电网时,随着调压室断面面积增加,机组出力摆动减小,对于大电网而言,出力摆动相对差值变化较小,两台机组甩负荷时,受扰机组出力摆动相对差值相差0.08%,一台机组甩负荷时,受扰机组出力摆动相对差值相差0.03%。综合考虑计算结果及调压室的工程经济性,推荐本电站调压室断面面积取615.752 m~2。     

白鹤滩水电站左岸尾水调压室穹顶开挖技术创新应用

白鹤滩水电站尾水调压室规模是目前国内最大的,穹顶开挖直径达44.5~48.0 m,地质条件复杂。对此,采用"先中导洞后两侧、分扇形条块、开挖区域逐步扩大、应力分期释放、穹顶对穿锚索支护跟进"的施工方法,将穹顶自上而下以尾水调压室通气支洞底板为界分为2层9区进行开挖支护施工,并在穹顶开挖支护过程中研究出预留保护层开挖、同一排光面爆破孔设置不同孔深和药量、支护控制开挖等一套新施工技术、新工艺及管理措施。实践结果表明:4个尾水调压室穹顶爆破平均半孔率均达90%以上,不平整度平均值为6.8 cm,平均超欠挖为8.1~9.0 cm;穹顶变形不超过20.00 mm;各调压室施工工期平均提前了1.8个月。该技术在安全零事故前提下从根本上解决了高地应力条件下大直径圆筒式尾水调压室穹顶开挖施工安全隐患大、开挖成型质量差的难题,为同类地下水电站大型调压室穹顶开挖施工提供了示范和借鉴作用。     

水电站过渡过程计算中尾水系统糙率的取值研究

在水电站水力过渡过程计算中,为了满足调节保证计算的要求,管道各项参数指标的正确选择是至关重要的,合理的参数取值是水电站得以安全正常运行的基本保证。结合某水电站工程实例,采用过渡过程通用软件,通过分别改变调压室前管道的糙率和调压室后管道的糙率,对水电站过渡过程计算中尾水系统糙率的取值进行了深入研究。研究表明:在机组丢弃负荷过程中,在其他条件不变的条件下,尾水系统糙率的变化对尾水调压室最低涌浪水位、蜗壳末段最大压力和尾水管进口最小压力皆有影响,在水电站过渡过程计算中,尾水调压室前、后段糙率均应采用可能的最小值较为合理。这些成果对于同类工程的建设具有一定的参考意义。     

锦屏二级水电站引水系统水力学问题研究与设计优化

建立完整的锦屏二级水电站水力过渡过程计算数学模型,结合引水系统整体物理模型试验,优化引水发电系统总体布置.论证了取消大尺寸的尾水调压室是合适的,合理选择了带有上室的上游阻抗式调压室的断面积,确定了上室底板高程和调压室底板承受的最大设计压力,讨论了锦屏二级水电站采用差动式和其它型式调压井的优缺点,讨论了引水系统水力计算和模型试验误差的影响因素,提高了工程设计人员参与科学研究的水平,节省了工程投资.     

大型地下厂房尾水调压室穹顶开挖测量控制技术

白鹤滩水电站左岸引水发电系统布置有4个圆筒式尾水调压室,其穹顶结构为半圆形或圆弧形,直径44.5m～48m,为目前世界上已建及在建最大规模尾水调压室。结合现场实际情况,为了保证成型质量,测量控制方面尤为重要,本文重点阐述白鹤滩水电站尾调穹顶开挖过程中的测量控制方法。     

抽水蓄能电站输水系统取消尾水调压室研究

对河南省宝泉抽水蓄能电站输水系统取消尾水调压室方案进行了计算研究．结果表明，通过考虑机组特性、导叶关闭规律及合理整定调速器参数，虽然该抽水蓄能电站尾水道长度超过800m，取消尾水调压室方案仍是可行的．通过加大尾水隧洞断面面积，降低尾水隧洞流速，有效地抑制了输水系统过渡过程中尾水管进口负压，计算成果已作为宝泉抽水蓄能电站输水系统取消尾水调压室方案比较的重要依据之一。     

调压室位置和面积变化对尾水管压力的影响研究

为了研究尾水调压室位置和面积的变化对尾水管压力值的影响,结合某水电站阻抗式尾水调压室的工程实例,运用通用的水电站过渡过程软件建立模型,并进行数值计算分析,该过程考虑了水轮机组的特性和边界条件、导叶的关闭规律以及弹性水锤的作用。结果表明:并不是尾水调压室与厂房的距离越近,越有利于尾水管压力值,调压室对尾水管最小压力的影响存在着临界位置,调压室面积的改变亦能较大程度地影响尾水管最小压力值。当调压室越过其临界位置向水电站厂房方向靠近时,尾水管最小压力值的变化幅值很小,这并不能使尾水管最小压力得到明显的改善,但是当增大调压室面积时,则会显著改变尾水管最小压力值。该结论对调压室和水电站地下厂房的布置非常有利,并有效缓解了地下洞室围岩稳定与水力过渡过程之间的矛盾。     

水电站地下洞室超欠挖控制因素及对策探讨

对于水电站导流隧洞及地下发电系统洞室群工程,在开挖施工过程中超欠挖控制是一项极为重要的经济技术指标,特别是大跨度、大断面且有混凝土衬砌的洞室,杜绝欠挖、减少超挖就能减少由此引起的返工和超填,从而提高经济效益、降低经营风险。文章对水电站地下工程开挖施工中影响超欠挖的主要因素及可采取的相应对策作了探讨。     

复杂尾水系统的尾水调压室稳定断面推求

在托马假定前提下,从调压室基本方程入手,推导复杂尾水系统的尾水调压室稳定断面计算公式,并通过工程实例进行验证.计算结果表明,尾水调压室断面面积随水轮机工作水头的增大或尾水洞长度的缩短而减小.这和理论分析是一致的.     

有连接管的尾水调压室稳定断面问题的理论研究

基于Gardel关于T型三通管水头损失系数经验公式，研究分析了连接管处速度头以及进出调压室水体与尾水隧洞水体之间的动量交换对有连接管的尾水调压室稳定断面积的影响，并在托马(Thoma)理论的基础上，推导出了相应的调压室稳定断面计算公式，从而在理论上证明了连接管处的速度头对尾水调压室稳定断面所起的作用是不利的，而进出调压室水体与尾水隧洞水体之间动量交换则是有利的。研究表明：如果合理地选择设计连接管断面的尺寸和型式，就可以进一步减小有连接管的尾水调压室水位波动稳定所需的断面积。     

不良地质条件下尾水调压室开挖支护施工技术

黄登水电站设有两个尾水调压室,两尾水调压室间设连通上室。调压室规模大,为圆筒阻抗式,顶部为球形穹顶,井身三次变径,形体变断面多,圆形井身底部与尾水三叉管相交,形成立体的四岔口形式,结构复杂,较差的地质状况极易造成形体破坏。施工过程实施动态管理,采取了多种保安全、保形体的综合施工措施,取得了较好的成果。     

精益光面爆破在大华桥水电站中的应用

大华桥水电站地下洞室开挖中采用精益光面爆破施工技术,对钻孔和爆破工艺进行全面细化,在开挖施工过程中不断改进控制手段和方法,优化爆破参数,2个作业面的平均超挖值仅6. 2 cm,地下厂房、尾水调压室和主变室一层顶拱开挖平均超挖值均控制在6～8 cm,爆破成型效果良好。     

乌东德右岸地下厂房尾水调压室快速施工与管理

调压室竖井开挖施工历来为水电地下工程施工安全管理难点和施工进度控制的重点。超大断面竖井则以其巨量的石渣溜放和频繁的材料人员上下运输,使得施工安全管理和进度控制变得难上加难。在乌东德右岸尾水调压室最大跨径53 m、断面达1 750 m~2的调压室半圆筒井身开挖中,改变传统"先导井、后扩挖"的竖井施工工艺,利用相邻洞室向调压室井身内增加施工支洞,采用变"井挖"为"明挖"的施工方法,确保井壁支护及时性,达到加快施工进度、降低安全风险的目的,对类似工程具有指导意义。     

龙滩水电站尾水调压室形式选择

调压室形式的选择及合理的结构布置关系到水电站洞室群的稳定、运行及投资等。为此，对龙滩水电站采用简单式和阻抗式两种尾水调压室方案进行了对比分析，结果表明：在现安装高程下，阻抗式调压室能较好地满足尾水管真空度、最低涌浪等要求，且调压室高度可比简单式略低，不需考虑下室设置等问题，结构形式较简单，布置难度不大；同时可避开断面突然扩大的问题，使得室内流态较好，有效地减小了室内的水头损失。因此，龙滩工程选用阻抗式调压室是合适的。     

浅谈跨越大断面近距离洞室开挖技术

双江口水电站尾水调压室交通洞与承担施工期导流任务的1#导流洞立体空间交叉,两隧洞均为大断面洞室,洞室间岩体垂直距离仅10.4m。通过对尾水调压室交通洞跨1#导流洞交叉段开挖技术措施分析,可为类似项目施工提供借鉴和参考。     

某西部大型水电站下游调压室稳定断面选择

某西部水电站工程规模巨大,左右岸两侧各9台机组,每3台机组共用一个规模巨大的下游阻抗式调压室。本文通过对复杂输水系统下游调压室托马临界稳定断面面积的计算方法、控制工况选择及各影响因素分析、计算,最终确定合理的下游调压室稳定断面面积,为其它类似工程提供参考依据。     

双机共变顶高尾水洞系统小波动稳定性研究

双机共尾水管路布置是一种典型的首部／中部开发水电站输水系统布置方案．考虑尾水道较短时，除尾水调压室方案以外，可采用变顸高尾水洞方案．不同于传统的特征分析法，采用基于有压管道特征线法、跟踪明满流分界点的明渠改进狭缝法和状态方程数值计算的联合算法，结合相应的边界条件，研究负荷扰动情况下变顶高尾水洞方案的小波动稳定性和调节品质，并与相应的尾水调压室方案作进一步的比较分析，结果表明：变顸高尾水洞方案小波动稳定性明显优于尾水调压室方案，为变顶高尾水洞的应用提供可靠的比选依据．     

水电站尾水调压室型式的试验研究

目前，水电站的尾水调压室大多采用简单式型式，为了比较它与差动式和阻抗式尾水调压室的优劣，作者对三种型式的尾水调压室从水击波的反射特性、调压室的涌浪高低、水头损失的大小，以及工程结构的难易等方面进行了对比试验．本文通过对试验结果的分析和研究，评述了选用至动式或阻抗式尾水调压室比选用简单式尾水调压定更为经济适用，文中并有举例计算．     

尾水岔管在调压室后交汇的水电站小波动稳定分析

基于刚性水锤理论,结合实际工程水道布置,考虑调压室阻抗作用以及实际水轮机和调速器特性,对采用尾水岔管室后交汇布置型式的水电站推导了水力机械系统小波动稳定性分析状态方程。运用稳定性理论,分析了电站的小波动稳定性,并利用基于特征线法的水电站过渡过程数值模拟进行验证,两者结果基本一致。随后研究了该类型调压室面积及阻抗孔口对系统稳定域的影响。结果表明:调压室面积越大,阻抗孔口面积越小,系统越稳定;当调压室设计面积超过稳定断面面积时,进一步增加调压室横截面积,对系统的稳定性并无多大改善,而当面积小于稳定断面面积时,系统的稳定域大幅度减小;阻抗孔口的尺寸会影响调压室的稳定断面面积,阻抗孔口尺寸越小,对应调压室所需的稳定断面面积越小。