白莲河抽水蓄能电站地下厂房内部结构动力分析

白莲河抽水蓄能电站地下厂房水轮发电机组转速高,机墩组合结构承受荷载大,长达850 mm的钢筋混凝土环形牛腿下机架支撑对结构整体的抗振性能要求高,厂房振动问题尤为突出.运用大型有限元程序ABAQUS进行了主厂房整体结构的动力分析,首先研究了主厂房的同有振动特性并进行了共振复核,然后用谐响应方法对厂房结构在机组振动荷载和水轮机流道脉动压力荷载作用下的动力响应进行了分析.研究结果表明,白莲河抽水蓄能电站地下厂房在机组振动荷载及脉动压力作用下,结构的动位移及动应力均较小,能够满足结构设计要求.     

大型抽水蓄能电站地下厂房结构自振特性分析

自振特性分析是抽水蓄能电站地下厂房结构振动研究的基础。以丰宁抽水蓄能电站地下厂房为计算实例,建立了变速机组段地下厂房结构的三维有限元模型。首先采用模态分析方法研究了不同边界条件对地下厂房整体结构及楼板、立柱、楼梯、风罩和机墩等局部结构自振特性的影响,然后分析了丰宁地下厂房可能存在的振源,并对厂房整体及局部结构进行了共振复核。结果表明,上下游边墙弹簧约束条件的增强可以有效提高厂房整体结构自振频率,但对楼板局部自振频率的大小影响不大,对楼梯自振频率也无影响。固定边界使厂房整体结构各阶自振频率显著增大,对楼板、立柱、风罩和机墩等局部结构自振频率影响也较大。在可能的振源作用下,厂房整体结构和各局部结构发生共振的可能性很小。     

新疆阜康抽水蓄能电站地下主厂房结构振动特性分析

为了实现双碳目标,国家大力发展抽水蓄能电站。大型抽水蓄能电站由于具有转速高、水头高、双向运行及工况转换频繁等特点,其地下主厂房极易发生振动。为了复核新疆阜康抽水蓄能电站地下主厂房结构的抗振设计是否合理,通过建立地下主厂房结构的三维有限元模型,进行厂房固有振动频率计算和共振复核,采用瞬态分析方法,根据模型试验结果计算了水轮机脉动压力作用下厂房的振动反应。结果表明：局部立柱结构的自振频率与水轮机叶片数频率的错开度较小,有可能产生共振;但在脉动压力作用下,楼板和立柱结构的振动反应均在允许范围内,分析结果表明地下厂房结构设计是合理的。     

仙居抽水蓄能电站地下厂房振动 数值模拟分析与安全评价

厂房振动问题为抽水蓄能电站设计关键,以仙居抽水蓄能电站为实例,对地下厂房进行共振复核和振动反应分析评价,在总结国内外控制标准的基础上,提出了适用该工程的振动控制标准建议值。有限元计算分析表明,机墩结构竖向振幅稍大,需要在结构设计中予以关注;厂房整体结构和主要构件的共振复核满足要求,地下厂房发生共振的可能性较小。振动最大位移、速度和加速度响应幅值均满足所拟定控制标准要求,其中立柱结构的振动均方根加速度偏大,但频率计权加速度幅值较小,可满足要求。针对立柱等局部构件振动反应偏大的情况,探讨了局部加固措施对降低振动强度的有效性,为同类型厂房抗振动优化设计提供参考。     

机组振动下电站厂房共振校核和动力响应分析

以某水电站为例,建立混凝土重力坝厂房坝段三维整体分析模型,依据规范对厂房坝段进行强迫振动频率计算和共振校核,并计算了正常运行状况下机组振动所引起厂房的动力响应,得到以下结论:机组转动部分偏心引起的振动频率和水力冲击引起的振动频率对于整个厂房坝段和支承结构均不会发生共振;可能振源计算频率仅在结构个别高阶固有频率时会有共振可能;机组振动工况对结构的位移和应力影响较小,对厂房的安全运行影响不大。     

大型抽水蓄能电站地下厂房结构振动响应分析

某抽水蓄能电站运行后,存在较强的振动和噪声,对设备安全和人员健康造成影响。为了找出 振动的原因,建立了该抽水蓄能电站地下厂房结构三维有限元模型,对厂房整体结构及各层楼板和柱子 局部结构进行了模态分析和共振复核。利用谐响应分析方法,根据实测荷载数据分析了水轮机脉动压 力作用下厂房各部位的振动反应。计算结果表明:脉动压力作用下,楼板和立柱的振动加速度较大,主 要是由于脉动压力幅值较大,振动频率较高,且发生了局部共振。     

抽水蓄能电站地下厂房振因仿真分析

利用三维有限元分析方法,对某抽水蓄能电站主厂房两台机组进行了动力特性及动力响应仿真分析研究。根据地下厂房整体自振频率、局部构件自振频率与厂房振动主频的错开度分析结果,厂房的剧烈振动是由局部支撑构件在振源激励频率下发生共振引起的。通过对比现场试验振动加速度分布规律和有限元模型时间历程响应数值计算得到的振动加速度分布规律的对比分析,发现引起厂房振动的主要水力振源为导叶后与转轮之间的压力脉动,频率为2倍叶片过流频率(100Hz)。对该抽水蓄能电站的振因分析的研究结果为今后抽水蓄能电站设计阶段的抗振校核和运行阶段振动原因分析提供了参考。     

龙头石水电站厂房振动分析

通过建立龙头石水电站厂房三维有限元动力分析模型，研究了厂房固有振动特性并进行了共振复核，同时研究了机墩在各种动荷载作用下的振幅和应力。利用动力法计算厂房在水力激励荷载作用下的振动反应，并根据国内外有关振动规程，对振动加以评价。研究结果表明，厂房上部框架结构自振频率与机组转频相差不大，可能发生共振，根据计算结果提出了修改设计的建议。厂房整体结构刚度较大，振动反应基本在允许范围内，可以满足设计要求；共振区振动反应较为突出，应重点关注。振动应力较小，不应成为控制参量。     

水电站地下厂房结构振动荷载反馈研究

结合某大型水电站地下厂房,首先采用三维有限元方法分析了其自振特性,并对其进行了共振校核。其次基于该电站的实测振动数据,分析了机组与厂房结构响应的关系。在此基础上,采用结构动力谐响应计算,对该电站厂房机墩上的垂向动荷载进行了反馈分析,并分析了厂房结构的振动响应。计算结果可为同类型厂房结构设计提供参考。     

新疆某水利枢纽工程主厂房结构地震工况共振复核分析

采用三维有限元软件中的Lanczos方法,提取主厂房前30阶振动频率与地震产生的频率进行共振复核分析。结果表明:厂房上部结构的主振频率内出现了与地震特征频率接近的现象,因上部结构的刚度较低,对整体厂房的固有频率贡献率较小,可以适当调整上部结构的尺寸,使主要频率不在该段地震频率范围内即可。依此避免了结构出现不必要的破坏,为今后此类工程提供借鉴。     

抽水蓄能电站地下厂房整体与局部模态分析

抽水蓄能电站厂房结构常受到因水轮机运行过程中的离心力、电磁力矩以及流道内压力脉动所产生的振动影响,严重威胁厂房的安全稳定。本文以某抽水蓄能电站地下厂房下部结构作为研究对象,建立其整体三维结构有限元模型,对厂房整体及局部结构进行模态分析。结果表明:对于厂房整体结构,其一阶模态频率同转轮转动频率、动静干涉产生的压力脉动频率及其二倍频有较大的差距,满足防共振规范要求;对厂房局部结构,立柱和楼梯的低阶频率与动静干涉压力脉动频率相近,容易引发局部共振;而其高阶频率与动静干涉载荷二倍频相近,虽然高阶模态对结构振动贡献较小,但由于150Hz载荷将会导致附近各模态振型叠加,其作用效果不能忽视。     

基于不同边界的水电站厂房振动特性研究

随着抽水蓄能电站的运行水头和转速不断提高,边界条件对厂房结构振动影响问题日益突出。以呼和浩特抽水蓄能电站地下厂房为计算实例,建立厂房三维有限元模型,研究了不同边界条件对厂房结构自振特性的影响,并对厂房结构进行了模态分析和共振复合,同时分析了在水力脉动作用下厂房结构振动位移随频率的变化规律。研究结果表明,厂房局部结构的振动响应不在允许范围内,可能发生共振,需要采取减振措施。     

琼中抽水蓄能电站地下厂房结构振动特性分析

结合琼中抽水蓄能电站地下厂房实际情况建立了三维有限元模型,提取结构的模态分析了厂房结构的自振特性,基于谐响应法分析了地下厂房结构在各种工况机组动荷载作用和脉动压力作用下的动力响应,并根据国内相关文献及国外的相关标准提出了适用于琼中抽水蓄能电站地下厂房的振动控制标准。研究结果表明,合理选择围岩与厂房的连接形式,能够有效地优化结构整体动力特性;在机组振动荷载作用下机墩和楼板结构的振动响应较大,但机墩和楼板结构的振幅、振动速度和振动加速度等均在允许范围内;在额定出力条件下运行时,无翼区和转轮出口管附近区域的脉动压力,即优势频率为56.25 Hz对应的脉动压力是影响地下厂房楼板、立柱、风罩等结构振动的主要部分。     

白鹤滩地下厂房结构动力特性及抗震分析

白鹤滩水电站地下厂房结构刚度相对较小,且工程场址所在区域隶属于地震活动强烈的川、滇地震带,结构的振动特性及抗震计算是设计中的关键问题。利用有限元法建立三维数值模型,对厂房固有自由振动特性、共振复核,机墩、楼板等结构在机组振动荷载作用下的响应及地震作用下的结构响应进行了计算研究。结果表明:厂房结构基频与机组额定转频及飞逸转频的错开度均大于20%,在现有振源激励下不会发生显著共振;在机组振动荷载作用下,楼板的各向加速度均小于规范限值0. 315 m/s~2,人体感觉不到不舒适;楼板和风罩等是抗震设计的重点,正常运行情况的静力荷载对结构的受力起控制作用,地震作用对白鹤滩地下厂房结构不会带来严重危害。     

厂顶溢流式水电站厂房振动分析

本文以国内某厂顶溢流式厂房为研究对象,建立了动力分析有限元模型,结合厂房结构自振特性及可能的振源特性进行了共振校核。根据试验资料,利用相关分析原理推求了水流的点-面脉动压力转换系数,采用时程分析法比较了机组动荷载和水流脉动压力对结构振动响应幅值和频率特性的影响。研究表明,水流脉动压力频率与厂房结构的自振频率相差较大,不会引发厂房结构的共振;机组荷载是引起厂房结构振动的主要因素,水流脉动压力的影响较小;厂房上部结构的振动响应水平高于下部结构,因此设计中应注意上部结构的刚度突变问题。     

大渡河泸定水电站厂房振动分析

通过对泸定水电站厂房全流道流体、厂房混凝土结构和机组的仿真模拟,建立了泸定水电站厂房全流道湍流-厂房整体结构流固耦合振动分析的全耦合仿真模型,对厂房结构在设计工况下的耦联振动时程响应进行计算,并依据计算结果对厂房整体结构进行了振动研究.结果表明,厂房整体及局部构件均满足振动复核的相关规定.     

蒲石河抽水蓄能电站机墩结构刚度分析

机墩结构是水轮发电机组的主要支承构件,其刚度对于机组的运行稳定性有重要的控制作用。以蒲石河抽水蓄能电站地下厂房为计算实例,建立包括机墩结构的厂房整体三维有限元模型,对机墩结构的静力刚度和动力刚度进行了复核。复核结果表明,机墩的水平静力刚度和动力刚度均满足设计要求。计算结果还表明,随着机组荷载频率的变化,机墩的动力刚度,动力刚度和静力刚度的大小关系,最大动位移(或最小动力刚度)出现的荷载组合均出现了变化,说明机墩的动力刚度与荷载频率密切相关,因此机墩动力刚度是十分必要的。     

抽水蓄能电站地下主副厂房振动传递途径研究

以某抽水蓄能电站地下厂房为工程实例,采用有限元法,建立地下主厂房与副厂房的耦联体系,对副厂房进行了自振特性和共振复核的分析计算。通过改变主副厂房间结构缝填充材料的物理力学参数,并以楼板的振动响应为依据,探讨了抽水蓄能电站地下主副厂房间振动传递的途径和规律。结果表明,副厂房楼板的振动大部分依靠围岩传递;当结构缝填充材料弹性模量较大时,在高频流道脉动压力作用下,与荷载作用位置较近的副厂房楼板的纵向振动主要通过结构缝的填充材料进行传递。研究所得相关结论为副厂房楼板的隔振减振提供有力依据。     

水电站副厂房结构振动特性研究

针对十三陵抽水蓄能电站副厂房结构进行了自振特性分析和共振复核,并通过建立主副厂房的耦联体系,深入研究了水电站地下主副厂房之间的振动传递途径和规律,对主要传递振动的隔层材料的物理力学参数和结构振动的关系进行了探讨,为副厂房的振动设计提供了参考依据。     

地下厂房结构振动研究及减振措施

广蓄二期工程地下厂房高水头、高转速可逆式水泵水轮发电机组采用中拆式机墩组合结构，其承受荷载巨大，结构形式复杂，对结构整体刚度和抗振性能要求较高。本文介绍了利用三维有限元方法对机墩组合结构的整体刚度、自振特性、动力位移响应等方面的计算分析结果及结构减振措施研究，提出了地下厂房动力分析计算的思路、方法和判别标准及防止共振的措施。