西龙池抽水蓄能电站内加强月牙肋岔管围岩分担内水压力设计

埋藏式岔管国内外基本按明管设计,围岩分担内水压力仅作为一种安全储备。西龙池抽水蓄能电站岔管HD值远超过国内已建工程规模,在国内首次采用考虑围岩分担内水压力设计。本文重点介绍西龙池岔管考虑围岩分担内水压力设计成果。首先通过三维有限元结构分析,较系统研究岔管围岩分担内水压力的规律,并初步提出埋藏式岔管的设计原则;通过1∶2.5比尺的现场结构模型试验,最终确定埋藏式岔管设计参数和验证有限元计算成果。     

抽水蓄能电站岔管月牙肋体型研究

岔管体型影响抽水蓄能电站的效益,月牙肋属于岔管内部的结构部件,其体型优化具有实际应用意义。为优化月牙肋体型,降低抽水蓄能电站的效益损失,本文采用CFD方法,比较不同肋宽比下,岔管的流态变化、水头损失变化和年效益损失变化,得到岔管月牙肋的最优体型。结果表明：岔管肋宽比越大,流态越差,单一工况下水头损失变化不大,但电站年效益损失影响较大,最优体型为肋宽比等于0,将肋板全部外伸,可减小4.37%的水头损失和6%的效益损失。     

Y型月牙肋岔管导流板的水力特性试验研究

依据某电站内加强月牙肋岔管的水力学模型试验成果，给出一个正确确定导流板体型及尺寸的方法，并充分揭示了导流板的水力特性，对Y型对称月牙肋岔管中的水流流态、岔管顶部排气、水头损失、导流板两侧压差等问题进行了重点研究，所得结论与真实情况完全吻合。     

埋藏式内加强月牙肋钢岔管结构研究

本文结合实际工程采用几何比尺为1∶6的物理模型试验方法,用不同材料分层组合模拟围岩,对水电站内加强月牙肋钢岔管与围岩联合承载的工作机理、围岩分担内水压力的规律进行分析。结果表明:钢岔管外围围岩承担了20%~40%的内水压力荷载。     

西龙池抽水蓄能电站高压岔管考虑围岩分担内水压力设计现场结构模型试验研究

西龙抽水蓄能电站岔管规模远超过国内已建工程,为降低制作、安装难度,考虑岔管与围岩联合受力设计。在大量结构分析基础上,通过现场结构模型试验对埋藏式岔管实际受力状态和施工工艺的模拟,为设计参数取值、岔管与围岩联合受力规律研究,提供重要的科学依据。     

基于CFD的抽水蓄能电站岔管水力优化

抽水蓄能电站岔管体型及其内双向水流流态对水头损失影响较大,直接关系到电站运行效率和长期效益,近年来受到高度关注.在满足结构要求的前提下,本文以减小岔管水头损失为主要优化目标,应用CFD技术对抽水蓄能电站岔管进行水力优化.首先介绍数学模型和计算方法,并通过与实验数据的对比验证计算模型.在确认计算准确性的基础上,以月牙肋岔管为对象,分析肋宽比、分岔角、管径比、扩散率等体型参数对岔管水头损失影响的规律,为岔管体型优化提供依据.接着计算一管四机连续分岔的岔管群,探讨相邻岔管之间的水力影响.进而以某抽水蓄能电站岔管为例进行水力优化分析,给出优化体型.最后总结体型优化规律,指出岔管设计中应注意的事项.     

卜形岔管水力特性研究北大核心CSCD

提出在不改变分岔角角度的同时,通过设置直线倒角,以应对分岔角应力集中问题。通过数值模拟方法,研究了设置倒角的卜形岔管水力特性,具体对比分析了不同结构参数的圆弧形、直线倒角体型岔管汇流的水流流态、泄流能力和压强特性。结果表明,直线倒角体型岔管流场平顺,主流流向与支管轴线的一致性较好,而圆弧形倒角体型岔管的流场顺畅性相对较差;对于相同的倒角半径,直线倒角体型岔管的泄流能力优于圆弧形倒角体型岔管,且倒角半径越大,对泄流能力的影响越大,与无倒角时相比,直线倒角与圆弧形倒角体型岔管泄流量最大降幅分别为0.5%、6.8%;直线倒角体型岔管压强分布特征与无倒角体型岔管较为接近,但圆弧形倒角体型岔管与之有明显区别,存在局部低压区。     

抽水蓄能电站尾水岔管水流运动及阻力特性试验研究

结合江苏宜兴抽水蓄能电站尾水岔管试验研究任务,利用粒子图像测速（PIV）系统测量了岔管内的水流流态,同时在含弯道和岔管的试验段前后断面上量测压强差,通过水头损失分析,对尾水岔管的水流阻力特性进行了研究。结果表明岔管段的水流运动和抽水蓄能电站的运行工况有密切关系,双机发电和双机抽水时岔管内的水流运动平顺,无明显的漩涡,单机发电及单机抽水工况未过流支管内有明显的漩涡运动。岔管内水流阻力特性实验结果表明在不同运行工况下水流进入阻力平方区的临界雷诺数是不同的,并获得了相应的临界雷诺数和阻力平方区的局部水头损失系数,为工程应用提供参考。     

对称Y型月牙肋钢岔管内压下弹塑性分析

为了研究月牙肋钢岔管在内水压力下的应力分布特点,确定超载情况下塑性区的出现部位及塑性的发展程度,以某水电站月牙肋钢岔管实际工程项目为例,建立带弹性地基的岔管有限元模型,开展水压试验工况下正常内水压及超载内水压的静力弹塑性分析。对不同管壁厚度和内水压力下塑性区域、第一主塑性应变和Mises应力进行了分析,表明:在内水压力作用下,塑性区域集中出现在管壳与月牙肋板相贯线附近主岔管最高点内壁处,月牙肋板与岔管接缝处附近出现小部分塑性区域。为月牙肋钢岔管的加肋补强及钢筋混凝土外包提供了设计依据。     

抽水蓄能电站岔管导流板体型研究

岔管体型对抽水蓄能电站水头损失影响较大,间接影响到电站的运行效益,岔管体型优化是当前研究的一个热点问题.为减小岔管的水头损失,本文在传统岔管设计基础上,提出一种新的岔管导流板设计方法.采用突缩管验证了数值模拟的准确性,通过数值模拟比较了有无导流板的岔管的流速分布,对岔管导流板的体型进行了优化.结果表明:岔管导流板能够减...     

西龙池蓄能电站地下厂房围岩监测成果分析反馈

本文介绍西龙池抽水蓄能电站地下厂房工程地质条件和开挖中的主要工程地质问题,主要对位移、锚杆应力监测成果进行汇总和分析.阐述围岩变形、锚杆应力分布规律,对监测成果与三维有限元分析成果进行比较,概括监测成果地质条件、设计意图的对应性,归纳监测成果在工程中的应用和反馈.     

抽水蓄能电站侧式进/出水口数值模拟

侧式进/出水口作为目前抽水蓄能电站的主要形式,具有双向水流的特点.本文采用雷诺应力紊流模型(RSM)对侧式进/出水口进行了三维紊流数值模拟,数值计算结果得到了物理模型试验结果的验证,并对三孔侧式进/出水口分流墩间距进行了优化,来流不均匀性对分流的影响进行了定量描述,对弯道后水流的不均匀性进行了探讨.     

锦屏一级水电站分层取水叠梁门进水口水力特性研究

本文结合锦屏一级水电站叠梁门分层取水进水口的布置,通过水工模型试验,对电站进水口的水力特性进行了系统研究.研究结果表明,通过控制门顶水头可避免进口水流产生旋涡等不良流态;进口叠梁门及闸墩段压力呈线性分布,压力脉动较小;进水口叠梁门顶上方底部流速较大,门后竖向流道内流速分布不均匀;进水口设置叠梁门后水头损失明显变大,且水头损失随叠梁门高度成比例增大.研究成果为工程分层取水进水口的设计提供了参考依据和指导.     

抽水蓄能电站水沙调度研究

泥沙问题在抽水蓄能电站的设计中一直比较突出,主要是泥沙引起的库容损失和水泵水轮机的磨损问题。本文以滦河干流上丰宁抽水蓄能电站为例,采用多目标规划的思想方法对抽水蓄能电站泥沙问题进行研究,通过建立的水库多目标规划模型,对抽水蓄能电站拦沙库的补水能力和泥沙淤积进行模拟计算,分析与比较不同调度方案下拦沙库的有效库容和防沙效果,选出优化调度的实施方案,提出解决此类电站泥沙引起的库容损失和水泵水轮机磨损的应对措施,指导解决工程建设实际问题。     

天桥水电站新增泄水建筑物布置型式研究

水电工程泄水建筑物布置型式的不合理,会造成上游进口和消力池中的水流流态紊乱,影响建筑物的过流能力、新增机组的进流条件以及护坦的消能效果.通过水工模型试验,经过分析研究,提出天桥水电站新增泄水建筑物中的消力池中隔墙、新建冲沙底孔、进口左侧消力墩及进口右岸导墙的体型优化布置方案,经模型验证,效果良好.     

抽水蓄能电站复杂管系的自激振动研究

某抽水蓄能电站发生了管系振动事故,为分析事故原因该电站进行了球阀密封的退投试验。本文通过阻抗法和特征线法对此试验进行数值模拟,得出与实测数据接近的结果,验证了管系振动数值模拟模型的正确性,得出事故发生的原因在于阀门渗漏时产生的柔性阀门特性。研究工作为抽水蓄能电站一洞多机水力系统自激振动原因分析、防止和消除打下了基础。     

电网抽水蓄能电站优化运行研究

广州抽水蓄能电站和惠州抽水蓄能电站开停机计划不够合理,导致两个蓄能电站不能均衡使用。针对此问题,提出运用回归分析预测法对每个电站的日抽水量进行预测,并在日负荷曲线上采用加速变步长算法确定两个电站的调度方案,据此得到两个蓄能电站的工作位置。避免了机组的频繁启停,使其能够更好地发挥调峰填谷、调频、调压、事故备用等功能。     

积石峡水电站中孔泄洪洞平板工作闸门槽空化特性研究

一般情况,工作闸门采用弧门,无门槽空化问题,但有的工程由于其它条件限制,而采用平板工作闸门,其门槽空化特性需要深入研究.本文结合积石峡水电站中孔泄洪洞,通过减压模型试验对平板工作闸门槽的空化特性进行了研究.利用空化噪声测量,分析了不同运行水位和不同闸门开度时,门槽体型的空化特性.试验结果表明,该工作闸门槽体型的空化特性良好.可以满足工程运行的需要.     

抽水蓄能电站水沙调控数值模拟研究

抽水蓄能电站在提高电力系统运行安全、稳定及可靠性等方面具有不可替代的地位,过机泥沙特性是制约电站安全运行的关键因素之一。本文针对抽水蓄能电站独特的日或周调度运行模式,通过虚拟设置多处分、汇流的方式逼近进/出水口附近复杂的往复流流态,耦合模拟上、下水库水沙以及过机泥沙,建立了抽水蓄能电站非均匀全沙数值调控模型。运用实测以及物理模型试验成果验证模型的正确合理性,并通过工程实例探讨了抽水蓄能电站水库泥沙淤积形态、过机泥沙含沙量及粒配等特性的变化规律。     

白山混合式抽水蓄能电站水库调度效率分析

白山混合式抽水蓄能电站为具有常规发电机组和抽水蓄能机组混合的大型水库水电站.本文在充分考虑东北电网需求的前提下,利用抽水蓄能机组的抽水功能,优化白山水库年内的水位变化过程,提高白山水库的运行水位.获得最大化的"水头"增发电量,实现白山混合式抽水蓄能电站年发电量的最大化或年调峰效益的最大化.结果表明发电量最大模型的抽水发电转换效率明显比调峰效益最大模型相应系列的抽水发电转换效率高,发电量最大模型的抽水发电转换效率为90.65～95.50%,调峰效益最大模型的抽水发电转换效率为87.94～92.58%,都比纯抽水蓄能电站的发电转换效率高,表明了混合式抽水蓄能电站的优势.