设置气垫式调压室的引水系统研究

本文研究了上游设置气垫式调压室,下游设置常规调压室的水力系统波动稳定问题,给出了这种系统的波动稳定条件和调压室水位波动计算方法,并附有算例,以示方法的应用。     

气垫式调压室在水电厂的应用

在高水头、长压力引水管道系统的水力发电厂,为了保证水轮发电机组的安全稳定运行,根据电站调保计算的要求,需在压力引水管上设置单级或多级调压装置。传统的塔式或阻尼式调压装置结构较为复杂,投资较大。目前利用挪威水电技术的优势,采用气垫式调压室的结构设置,这比传统的调压井减少了投资、增强了水电机组调节的稳定性。文章通过对气垫式调压室在大干沟水电站的应用,总结了它的特点,阐述了它的控制方式以及运行情况。它的应用填补了气垫式调压室在国内水电开发应用的空白,对今后水电厂引水系统的设计、建设、运行、投资等方面开辟了一个新的技术领域。     

水电站气垫式调压室调节保证设计仿真计算

气垫式调压室是一种性能优越的涌浪控制及防止水力振动调压方案,与常规调压室相比具有投资低,工期短,利于环保等优势。调节保证设计是评价水电站气垫式调压室输水发电系统技术经济合理性的重要研究内容之一。本文以西藏地区某水电站为例,开展了水电站气垫式调压室大波动、小波动调节保证设计仿真计算,分析了主要控制参数变化规律,根据计算结果对输水发电系统安全性和各项调节保证设计参数作出评价。     

气垫式调压室小波动稳定性的理论研究

本文在考虑进出气垫式调压室阻抗水头损失相等及不相等情况下，采用李亚普诺夫第二方法等数学理论进行稳定性分析，得出更为合理、更小的临界断面积。     

设气垫式调压室的超长引水隧洞水电站大波动过渡过程探讨

超长引水隧洞水电站设置气垫式调压室可以有效抑制过渡过程中调压室涌浪振幅,但蜗壳压力的变化规律也因气垫式调压室的影响变得更为复杂。本文通过数值计算方法,分析了设气垫式调压室超长引水隧洞水电站大波动过渡过程中,导叶关闭时间、引水隧洞水流惯性、压力管道水流惯性及调压室参数等因素对蜗壳最大动水压力的影响;并与常规调压室进行对比,讨论了气垫式调压室对超长引水隧洞水电站甩负荷过渡过程中反射水击波特性的作用。结果表明:气垫式调压室对水击波的反射效果不如常规调压室,且气垫和涌浪压力之和最大值大于常规调压室最大水压力,更容易发生蜗壳最大动水压力,此压力由调压室压力极值决定、不受导叶关闭规律控制的影响。     

气垫式调压室临界稳定气体体积研究

借助开敞式调压室稳定理论建立的气垫式调压室临界稳定断面面积,其与气室气体高度相关,两者构成封闭气室体积。为摸清气垫式调压室水位波动稳定性与断面面积和室内气体体积关系,核实影响水位波动稳定的决定因素,通过分析"引水道-气垫式调压室"系统小波动稳定条件,发现其小波动稳定性与断面面积和室内气体体积均有关联,证实在满足结构、布置、施工等要求的"体积最小化条件"下,其小波动稳定性主要受室内气体体积影响,气垫式调压室临界稳定断面面积概念不准确,气垫式调压室不必局限于等面积体型。据此提出了气垫式调压室"临界稳定气体体积"及相应体型优化设计思路,建立了临界稳定气体体积计算公式,按照严格的求导判定法则分类分析确定了计算参数的取值,针对不同用途导出了多种实用计算公式。     

长引水隧洞电站调压室的水力计算及工况选择

本文介绍了长引水隧沿电站调压室的水力特点，提出：从稳定工况下甩负荷或增负荷引起的调压室最高或最低涌波水位，往往不是控制值，尚应对可能出现的涌波叠加情况进行复核，必要时可合理调整运行方式或修改调压室尺寸。文中以天生桥二级和太平驿电站为例，介绍了最不利叠加工况的选择方法。     

基于KBM法的气垫式调压室涌波显式解析解研究

调压室涌波计算是水电站引水系统设计和优化的重要内容。为解决现有调压室涌波隐式计算公式应用困难、显示计算公式通用性差等问题,本文通过建立统一的气垫式调压室室内气体体积与水位关系,考虑过渡过程流量变化状态和系统阻力、阻抗作用特点,推导出对各种体型均适用的气垫式调压室水位涌波方程,分别以稳定终了、初始稳定时刻为基准,采用KBM渐近法求得其水位涌波及相关极值的显示解析计算公式,并分析了不同基准的公式误差。这些公式求解方便,其中以稳定终了为基准的公式计算误差可控制在1%以内,且对各种体型的气垫式调压室及开敞式调压室均适用。     

带上游串联双调压室电站水力-调速系统稳定性的研究

上游串联双调压室可以作为超长引水隧洞水电站的重要的、可行的平压措施,本文开展了带此种平压措施的水电站水力-调速系统的稳定性的研究。首先建立了包括引水管道、调压室、水轮机、调速器、发电机等子系统的完整的水力-调速系统数学模型,推导出描述其系统动态特性的综合传递函数与自由运动方程,然后利用系统的稳定条件绘制稳定域的方式,分析了调压室面积和引水管道水流惯性对系统稳定性的影响。得到:上游串联双调压室水力-调速系统稳定域达到与只设置一个调压室系统相同稳定域时,双调压室的临界稳定断面积之和大于设置单调压室时所对应的稳定断面积;第二调压室(靠厂房)的面积越小,达到相同稳定域时两调压室的临界稳定断面积之和越大;两调压室之间管道的水流惯性占第二调压室上游段管道总水流惯性的比例越小,达到相同稳定域时,两调压室的临界稳定断面积之和与设置单调压室系统的临界稳定断面之差就越小。     

气垫调压室内气体动态特性研究

研究了气垫调压室内封闭气体在水电站输水系统瞬变过程中的热力学特性，针对目前普遍采用的理想气体多变方程，结合气垫调压室内封闭气体在系统瞬变中实际特性，提出了四个子过程处理方法，指出在不同的子过程中气体的多变指数是不同的，其理论取值可能超过1．4，同时采用该理论解释了、含气垫调压室的引水道系统能量耗散机理，并结合模型试验成果进行了对比分析，为气垫调压室的合理设计与安全运行提供了理论依据。     

上游气垫调压室系统过渡过程的计算

我国气垫调压室技术的应用正在起步。本文以一室一管三机的布置为例 ,建立了描述系统小幅度过渡过程的状态方程组 ,分析了它的特性。导出了调压室结点水击和涌浪的联合计算式。据所提出的理论公式 ,编制了计算大、小幅度过渡过程的程序 ,通过简单算例 ,检验了程序的正确性     

长距离供水工程单向塔设置分析

单向塔作为长距离有压供水工程重要的水锤防护措施,其合理布置涉及到工程运行安全.本文以水锤分析为基础,在确保管道运行不出现负压的前提下,构建了单向塔布置的理论分析和数值优化总体框架,明确了多个串联单向塔的设置位置与高度的关系,提出了不同工况下长距离供水管线中设置单向塔应满足的通用准则,同时结合工程实例,通过数值仿真进行了...     

动态规划和粒子群算法在水电站厂内经济运行中的应用比较研究

随着电站装机容量和机组台数的不断增加,利用动态规划求解水电站厂内经济运行问题,将面临"维数灾"和实效性问题.近些年,粒子群算法作为一种新型的群体智能优化方法,由于能够弥补动态规划计算时间长、内存占用量大等诸多不足,在水电站厂内经济运行等方面得到了广泛重视.现有文献,大多数从方法的应用角度探讨较多,但从替代动态规划的必然性和潜力方面探讨较少,鲜有实例分析.本文以百万级装机千瓦的乌江渡水电站为实例,深入分析与比较了粒子群算法与动态规划的优劣,认为粒子群算法是代替动态规划、求解装机规模庞大的巨型水电站厂内经济运行的有效方法.