阻抗式调压室阻抗孔面积影响水力计算研究

采用非恒定流数值模拟计算方法,对某水电站工程的压力引水系统进行了仿真模拟计算研究。通过改变阻抗孔口面积与调压室底部引水管道面积的比值,探究蜗壳末端最大水锤压力、调压室涌波水位、调压室水位波动振幅和衰减度的变化规律,验证了水电站调压室设计规范要求阻抗孔口面积与调压室底部引水道面积之比不应小于15%的合理性。在满足设计规范的情况下,得出此工程阻抗孔口面积与调压室底部引水管道面积的合理比值为0.4～0.45。     

上游串联双调压室系统合理尺寸选择的研究

为了研究上游串联双调压室系统(主调压室为阻抗式,副调压室为简单式)合理的主、副调压室尺寸,结合长引水隧洞水电站工程实例,采用水锤计算的特征线法,运用过渡过程软件建立模型,对压力引水系统过渡过程进行计算研究。分析了主、副调压室不同直径组合下的调压室最高涌浪水位、波动衰减率和蜗壳末端最大水锤压力的变化规律。研究表明:对于布置双调压室系统,随着副调压室直径增大,主调压室阻抗孔对水锤压力的影响减弱;阻抗孔直径有一个临界值点,低于该点,副调压室最高涌浪水位随阻抗孔直径的增加而降低,高于该点,则上升;若副调压室直径过大,则主、副调压室水位波动衰减较慢。研究结论对类似工程合理地选择主、副调压室直径有一定参考作用。     

水击穿室系数的主要影响因素分析

针对水库调压室阀门引水系统,用特征线法计算分析了不同阻抗孔面积和引水隧洞面积情况下阀门端水击压力上升率和水击穿室系数的变化规律.通过对实例进行对比,说明阻抗式调压室不能完全反射水击波,阻抗孔面积和引水隧洞面积对水击压力、水击穿室系数影响较大,应加以考虑.     

刚果(金)ZONGOⅡ水电站工程水力过渡过程数值计算

刚果(金)ZONGOⅡ电站为低坝引水径流式电站,随着调压室断面面积的增加,机组调节保证参数和调压室涌浪向有利的方向变化,但是敏感性比较小。故通过计算,可确定合理的调压井尺寸。     

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.     

基于调节保证的上游调压室最佳 位置的确定

通过分析设有上游调压室水电站机组甩负荷蜗壳压力变化的特点,得出当调压室最高涌浪引起的压力上升与水流惯性引起的压力上升相等时,对应的调压室位置为最佳位置。继而结合阻抗式调压室最高涌浪计算式及水击压力计算公式,推导得出基于调节保证的调压室最佳位置计算式,同时通过数值计算对计算式进行了验证,并探讨了计算式的适用条件。最后结合工程实例分析了最佳位置随阻抗孔口面积的增大、调压室面积放大系数K的减小,而减小的规律性。     

上置阻抗式调压室性能分析

针对简单圆筒式调压室不能很好地抑制调压室水位波动的缺点及常规阻抗式调压室因下部阻抗孔面积很小而不能充分反射水击波的缺点,提出上置阻抗式调压室形式,并利用特征线法计算不同阻抗孔口形式对水库-调压室-阀门引水系统的影响情况,通过实例进行对比计算,说明了上置阻抗式调压室既能有效抑制调压室内的水位波动,又能达到简单圆筒式调压室的反射效果.     

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。     

差动式调压室甩荷时水位波动以及大井面积和有效阻抗孔面积的计算方法

该文从差动式调压室的基本方程出发,推求了差动式调压室理想设计时水位波动的计算公式。研究了调压室大井面积和阻抗孔面积的确定方法。利用这种方法可以方便的设计差动式调压室的尺寸,确定最高涌波水位和第二振幅,计算调压室水位的波动过程。     

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。     

北疆某引水式电站通过阻抗孔对调压室体型的优化设计

调压室是减小水锤压力传递的有效方法,调压室断面受托马稳定条件制约,阻抗孔直径是托马稳定断面的重要参数之一。通过对北疆某水电站调压室的稳定需求给出较合适的断面积,通过阻抗孔对调压室体型进行优化设计,主要涉及阻抗孔口尺寸、顶板、底板设计高程及运行工况等因素。     

明渠—前池—有压引水系统水力瞬变过程计算研究

针对水电站明渠—前池—有压引水系统水力瞬变过程中明渠段和有压段时间步长相差大、计算过程复杂等问题,提出了有限差分法和特征线法相结合的计算方法。对明渠和有压引水系统分别采用有限差分法与特征线法计算,把前池当集中元件处理,联合水轮机、调速器计算模型,采用统一的时间步长,在Simulink中采用模块化编程,进行过渡过程计算。将模型应用于MZD水电站水力瞬变过程计算,得到关键节点调压室的最高涌浪水位计算值为2 178.96 m,而物理试验值为2 178.57 m,二者非常接近。调压室水位波动过程线与试验结果亦吻合良好。研究表明,有限差分法和特征线法相结合,实现了明渠段和有压段时间步长的统一,降低了计算的复杂程度,可用于明渠—前池—有压引水系统设计。     

组合式差动调压室差动孔敏感性分析

针对带有连接管、竖井和差动上室的组合式差动调压室,结合某长引水式电站工程实例进行仿真计算,研究差动孔流量系数组合对调压室工作性能及有压引水系统的影响。通过对调压室涌浪变化过程、机组转速升高率及蜗壳末端压力计算成果的分析,得出只有在合适的差动孔流量系数组合下,才能充分发挥上室和升管的作用,进而提高调压室的工作性能。其结论对进一步研究该组合式差动调压室水力过渡过程具有一定实际意义,对推进该型式调压室在实际工程中的应用具有积极作用。     

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。     

上游并联双调压室水电站瞬变流特性分析

由于长引水式水电站受地质地形条件、工程施工条件和系统运行稳定性等因素限制,为保证其安全运行,设置并联双调压室。通过建立调压室上游侧各支路阀门瞬变流水力特性的分析模型,以及考虑并联调压室水力特性的稳定性分析模型,深入分析了系统特殊的爆管瞬变流过程和水力振动特性。结果表明:在对应不同的爆管口直径同一爆管点位置,蝶阀至调压室之间管段最大瞬时流量为额定流量的1.14~2.21倍。随着爆管口直径的加大,不同特征管段的最大瞬时流量增大。考虑同一爆管口直径对应不同的爆管点位置,蝶阀至调压室之间管段最大瞬时流量为额定流量的1.25~1.67倍。随着爆管点和调压室距离增大,不同特征管段的最大瞬时流量增大。在任一支路爆管等不利情况下,通过相应支路阀门的控制可以降低复杂的瞬变流过程对另一正常运行支路的影响。研究所得水力—机械系统特征值分析成果对揭示引水系统水力振动特性具有参考价值。     

白鹤滩尾水隧洞明满流对水电站稳定性的影响

白鹤滩水电站单机容量为1 000 MW,规模居世界第二。对于水电站而言,引水发电系统的稳定性尤为重要,而该水电站的尾水隧洞存在着明满流现象,严重影响到了引水发电系统的稳定性。为此,采用特征隐格式下的虚拟狭缝法,分析了尾水隧洞内不同流态对机组稳定性及尾水调压室水位波动的影响。分析结果表明：当明满流段流态为明流时,可以加速调压室水位波动收敛,有利于输水系统的稳定;当流态为明满过渡流时,其压力脉动现象会导致机组调节品质变差,不利于输水系统的稳定。此外,明满流段的长度对机组调节品质影响很小,长度的选取不受输水系统稳定性限制。研究成果可为类似输水系统设计和研究提供参考。     

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。