气垫调压室与常规调压室双室引水系统的计算

建立了描述具有上游气垫式调压室的水电站双室引水发电系统过渡过程状态方程,介绍了其数值解法并编制了计算程序。结合某一实际工程计算了上下游调压室的水位波动、气压室的压力变化和高压管道的水击压力,并讨论了气压室的初始状态对调压室底部压力的影响。     

引水式水电站上下游调压室设置条件探讨

引水式水电站在设计过程中往往遇到因调压室尺寸较大从而造价较高或地质条件不良,需要考虑不设置上下游调压室的问题。而规范中对于设置上下游调压室的条件过于简化。结合最新推导的上下游调压室设置条件,以乐昌峡水利枢纽工程为例,探讨了超规范不设置电站上下游调压室的论证方法。可为今后规范的修订及水电站输水系统合理设计提供参考依据。     

基于hopf分岔理论的带调压室水电站 非线性稳定性分析

考虑水力系统非线性特性,建立带调压室水电站引水发电系统非线性数学模型,利用hopf 分岔的代数判据理论得到带调压室水电站非线性稳定域,并得到系统的分岔图,同时对非线性稳定域 的影响因素进行分析。研究表明:非线性稳定域要明显小于线性稳定域;调压室面积增大对系统的稳 定性有利;当调压室面积大于托马稳定断面F>F}时,Tn值对非线性稳定域有明显的影响,而当调 压室面积小于托马稳定断面F < F}时,Tn值的变化对稳定域的影响并不十分明显;同时随着负荷扰 动量的增大,系统的稳定域减小。     

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。     

水电站调压室托马临界稳定断面公式再认识

托马临界稳定断面公式通常被认为是含调压室的水电站输水发电系统运行稳定性判别的重要依据。本文首先从理论上论证了刚性水体假设与等出力调节方式下,系统不可能稳定运行;之所以能够得到托马临界稳定断面公式,是由于推导过程中忽略了调压室后压力管道与机组后尾水道的水体惯性,而这恰是导致系统不稳定的关键因素。其次针对实际弹性水体,理论上论证了等出力调节方式下,真实的水力发电系统也不可能稳定运行;同时指出含调压室的水电站输水发电系统稳定性主要取决于水轮机上下游侧的水锤反射系数;无论是调压室前引水道还是调压室后的压力管道与尾水道,管道内的摩阻均有利于稳定,调压室面积大小对稳定影响相对较小;等出力调节模式下,无论是采用刚性水体假设还是针对实际弹性水体,含调压室的水电站输水发电系统一定是不稳定的,一个不稳定的系统不可能存在稳定断面,托马临界稳定断面在理论上是不成立的。     

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。     

某低水头大流量长引水式电站调压室设计

调压室的设置是减小水锤压力在水道中传递的有效方法之一,而调压室断面的大小则受托马稳定条件的制约。按托马稳定断面公式计算的低水头大流量长引水式电站稳定断面往往较大。结合某工程实际运行情况,考虑了电力系统的影响,论证了调压室断面减小的可能性,并拟定了适合该工程的调压室体形,最后通过过渡过程仿真计算论证了所采用调压室体形的合理性。     

构皮滩输水系统小波动特性及稳定对策研究

水电站调压室结构体型对流道流态和水力损失影响明显,也影响到电站的安全稳定性。通过对构皮滩机组及调压室在不同调节参数下的波动特性进行数字分析研究,提出了机组及调压室的调节稳定区域和小波动稳定对策,从动态特性品质及稳定要求出发,给出了不同水头及不同尾水系统水力损失下的调速器优化参数,就尾水系统水力损失对稳定域的敏感性进行了分析,并提出了最优化的运行方式。     

水轮机调速器参数对调压室稳定断面积的影响研究

水电站调压室的稳定断面积一般是按照著名的托马准则来确定的.托马稳定断面积计算公式是在多种佩定务件下简化得到的,对于中低水头电站的调压室来说,托马稳定断面积往往较大.通过工程实例采用非线性数学模型研究了水轮机调速嚣参数对调压室水位波动稳定性的影响,提出了调压室水位波动稳定性的品质指标,论证了调压室可以采用小于托马公式计算的断面积.     

长引水式水电站取消尾水调压室的优化分析

结合设置上下游双调压室的长引水式水电站输水系统的水力特性,探讨了上下游调压室的共振分析、引水道和尾水道内水体的共振分析以及水力干扰稳定性分析等特殊水力学问题,指出在合适的条件下采用取消尾水调压室的方案,可以有效改善水力-机械系统的振动特性和稳定性.进一步结合实际算例进行了取消尾水调压室的优化分析,结果表明在合适的条件下长引水式水电站中取消尾水调压室的可行性和优越性.     

上下游双调压室引水发电系统小波动稳定性分析

针对上下游双调压室的引水发电系统,建立基于特征线法的数学模型,通过水力过渡过程的实例计算研究其水力过渡特性,分析不同调压室面积下系统小波动的稳定性。计算结果显示,在上下游双调压室的引水发电系统中,调压室断面采用比理论推导的稳定断面小的面积,引水发电系统也可能是趋向稳定的。     

水电站调压室稳定断面选择探讨

水电站调压室稳定断面的选择，对于引水发电系统的稳定性、涌波水位以及工程投资等都有很大的影响。数值模拟计算方法，能将众多重要的非线性因素加入数学模型中，选择出最优的调压室稳定断面。结合一工程实例进行了调压室稳定断面选择的计算研究，取得满意结果。     

复杂尾水系统气垫式调压室稳定断面积的计算

设置调压室的水电站,目前都是采用著名的托马(Thoma)公式计算其词压室稳定断面积。但托马公式只适用于单引水道简单系统的常规调压室。对于既并联又串联的多引水道复杂系统气垫式调压室,其稳定断面积的计算,托马公式就不再适用。计划在四川境内兴建的某大型水电站就是这种复杂系统的典型实例。结合该电站的科研,笔者推导出适用于任何复杂情况下调压室稳定断面积计算的通用公式。验证了托马公式是本文介绍的通用公式的一个特例。     

调压室计算软件

为防止过高的压力从压力水管传播到引水隧洞中，引水式电站通常设置调压室。调压室的设计较为复杂，必须妥善解决其尺寸大小与运行的关系，以及施工与维修的关系。阐述引水式水电站利用计算机对调压室进行稳定分析、形状确定及调压室的尺寸计算。对该计算软件的理论基础、数据输入以及计算步骤作了介绍。     

四川力丘河金顶水电站调节保证计算

四川力丘河金顶水电站水头较高,引水隧洞和尾水洞长,且上下游均设有调压室,机组甩负荷的过渡过程复杂,通过调节保证计算确定导叶接力器关闭规律,并校核引水系统及机组的GD2值。     

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。     

制气式调压室在带有长尾水隧洞的水电站中的应用

制气式调压室与常规开敞式调压室相比在不影响其削减水锤压力能力的同时，能有效地减缓调压室内的水位波动。为研究制气式调压室的运行机制，运用空气动力学原理，结合管道水锤方程、调压室波动方程，建立了制气式调压室的仿真数学模型。以西南地区带有尾水调压室的某大型水电站为例进行制气式和常规开敞式两种调压室方案的比较计算，计算结果表明，采用制气式调压室可使蜗壳出口最低负压并没有显著变化的同时提高调压室的最低水位，从而减小工程量，节约投资。并由于采用制气式调压室后调压室内水位波动衰减加快，对系统的稳定运行更为有利。     

双机共用尾水调压室内水体流态数值模拟分析

通过试验观察到机组在运行时调压室内部水体并不是静止的,而是一直与调压室底部流道中的水体发生着物质交换与能量传递。当只稳定运行其中一台机组时,调压室底部产生的水头损失比较大,原因是流态不对称。应用计算流体力学数值模拟方法,对双机共用尾水调压室机组稳定运行工况下调压室内水流流态进行了数值模拟,结合试验观测到的现象发现:单台机组稳定运行工况下流经调压室两个阻抗孔的流量大于两台机组同时稳定运行工况下的流量;单台机组稳定运行工况下,调压室内水体波动较大,调压室水面流速比两台机组同时稳定运行时要大些。     

气压式调压室稳定断面研究

本文在考虑附加阻抗和调压室底部流速水头的条件下,进行了气压式调压室小波动稳定断面的理论推导,得到了气压式调压室临界稳定断面的解析表达式。该式适用范围广,既包括了Thoma的稳定断面的理论,又包括了R.Svee的稳定断面的理论。文中指出,设置阻抗和考虑调压室底部流速水头,可以减小气压式调压室的稳定断面。     

上游串联双调压室系统小波动稳定性计算分析

具有较长引水隧洞的中低水头水电站,需要设置较大断面面积的调压室,受工程地形地质因素影响,建造单一大尺寸的调压室时施工较为困难,采用间隔一定距离的上游串联双调压室系统来代替单一大尺寸的调压室更为合适。结合工程实例,用瞬变流特征线计算方法,研究了串联双调压室系统小波动稳定性的主要影响因素。结果表明:两调压室之间的距离越远,系统需要的总稳定断面面积越大,靠近机组的调压室断面面积对系统小波动稳定性的作用大于远离机组的另一个调压室。