糯扎渡水电站筒阀动水关闭试验与分析

当水电站导水机构失灵后,作为防止水轮机发生飞逸的保护装置,筒阀必须在较短时间内切断水流,保护机组免遭破坏。目前,对大型机组筒阀紧急动水关闭的研究分析主要依赖模型试验或真机在空转下的试验,对负荷下筒阀动水关闭实践较少。本文通过对糯扎渡水电站2号机组负荷下的筒阀动水关闭试验方法和过程的研究,对试验中取得的试验数据进行分析,为筒阀技术在大型机组的应用提供参考。     

仙居抽水蓄能电站甩负荷试验及反演分析

为确保仙居抽水蓄能电站长期安全稳定运行,对电站机组进行甩负荷现场试验,并对试验数据进行整理分析,利用数值仿真的手段对机组甩负荷过程进行仿真模拟。对比结果显示二者的吻合度较好,验证了数值仿真计算的准确性。在此基础上,利用数值仿真手段对机组运行极端工况进行预测,预测结果显示极端工况蜗壳进口最大压力、尾水进口最小压力等指标满足合同相关指标要求。反演计算分析为电站机电设备的安全稳定运行提供了依据,并为类似工程提供参考依据。     

原型流量率定下的筒形阀流量特性和过渡过程研究

通过测取筒形阀动水关闭试验过程中机组原始流量和工作水头并进行拟合,得到了高水头水轮机筒形阀不同开度下的流量特性,解决了筒形阀的流量系数率定问题。在此基础上,建立了超长输水发电系统筒形阀动水关闭过渡过程的数学模型,提出了数值分析方法,实现筒形阀过渡过程的仿真研究。数值计算结果与现场试验实测结果进行了对比,一致性较好,为全面揭示超长输水发电系统高水头大型筒形阀的水力动态特性和运行控制方式奠定了基础。     

对某水电站1号机组进水球阀动水关闭试验数据的分析

对某水电站1号机组进水球阀动水关闭试验中有关测点布置、试验数据及其分析进行了介绍,希望能给阀门生产厂家、水电站以及同行在进行进水阀门动水关闭试验时提供参考。     

水轮机筒阀动水关闭特性的数值模拟

为了模拟水轮机发生飞逸时筒阀的动水关闭过程,运用RNG κ-ε湍流模型、动网格和滑移网格技术,进行了筒阀运动的三维非定常数值模拟,分析了筒阀的流量特性、轴向液动力变化趋势、水头损失特性和筒阀不同行程处的速度分布.通过这些水力特性的分析不仅可以预测水轮机的工作状态,而且可以确定筒阀运动的执行机构--多液压缸同步运动系统的设计和操作参数,其结果已经应用于云南省南沙水电站筒阀系统的前期设计工作中.     

黄登水电站水轮机筒形阀技术特性及动水关闭试验

为保护水轮机导水机构,减轻导水机构的空蚀和泥沙磨损,提高机组的运行可靠性和灵活性,黄登水电站水轮机设置了筒形阀,并采用了全数字集成式电液控制系统.本文对黄登水电站筒形阀的技术特性、模型试验及动水关闭试验进行了介绍.     

溧阳抽水蓄能电站进水球阀动水关闭试验

水电站进水球阀需在最不利的情况和最大流量下都能动水关闭,为验证进水球阀动水关闭能力,选择溧阳抽水蓄能电站6号机组进行了球阀动水关闭试验。结果表明,球阀在导叶不关闭的情况下能够可靠关闭,且球阀及相关设备未产生有害变形和损坏。     

白山抽水蓄能电站机组蝴蝶阀动水关闭试验分析

为检验白山抽水蓄能电站2台机组蝴蝶阀在动水状态下关闭的可靠性,获得蝴蝶阀关闭规律和蝴蝶阀本体在关闭过程中的稳定性参数,确定蝴蝶阀关闭的安全系数,分别对2台机组蝴蝶阀进行了动水关闭试验,并给出了试验分析结果.     

抽水蓄能电站过渡过程数值仿真研究

根据有压管道非恒定流数学模型和特征线法,对某抽水蓄能电站3、4号机组双机甩负荷过渡过程进行了研究,将计算结果与试验实测数据进行了对比,证实了数值仿真的可性性;对机组水泵工况正常运行时突然断电的特殊过渡过程进行模拟,计算出导叶不同有效关闭时间下机组蜗壳末端动水压力等关键数据,据此分析出导叶最佳关闭时间。     

筒形阀在石泉二期水电站上的应用

筒形阀是水轮机的一种新型进水阀门，文章简要地介绍了筒形阀的结构特点、动水关闭试验及电站运行情况，为筒形阀在我国水电站的推广应用提供一些参考。     

流量对事故闸门门体水力荷载影响数值模拟研究

抽水蓄能电站事故闸门动水闭门可靠性及门体水力荷载特性一直是闸门设计和运行中的核心问题,本文通过数值模拟,对响水涧抽水蓄能电站上库进水口事故闸门在不同事故流量工况下动水闭门过程的门体水力荷载进行研究,并与模型试验结果进行比较分析,相同事故工况的数值计算成果和模型试验成果吻合较好,表明采用RNG k~ε模型和VOF方法对平面闸门动水关闭的非恒定流过程进行数值模拟能够取得较好的结果。数值模拟计算结果表明流道的过流量对事故闸门门体水力荷载影响显著,初始事故流量越大,闸门动水关闭过程中闸门区满流向明流过渡时刻的闸门相对开度越大,闸门上游底缘上托力越小,事故闸门动水闭门的持住力相应越大。事故流量由151 m~3/s增大至800 m~3/s时,闭门持住力增大约20%。计算分析结果可为相关闸门的设计和运行提供参考。     

高水头船闸一字闸门水动力特性数值模拟

针对某山区高水头船闸30 m淹没水深下一字闸门的水动力特性进行研究,借助FLUENT软件提供的Realizable k-ε紊流模型对门体启闭过程非恒定流场进行动态模拟,通过建立由二维平面混合网格纵向拉伸成的三维棱柱体网格,结合2.5D重构和弹性光顺动网格法,在降低网格数量、提高计算效率的同时,实现一字闸门启闭全过程三维流场模拟。引入VOF法对自由水面迭代求解,得到一字闸门启闭过程门前后水位差及动水阻力矩变化规律,将计算结果与模型试验进行比较,两者吻合较好。模拟计算发现:门底间隙对闸门运行整个阶段动水阻力矩均有影响,动水阻力矩峰值随门底间隙增大而变小。     

泵站有压输水系统启动过程中蝶阀非定常流场研究

蝶阀广泛应用于有压输水系统,其开启过程是输水系统启动运行的必经阶段。在开启过程中,阀板需按预定的规律在流场中做旋转运动,具有变压差变截面的特点。本文针对泵站加压输水系统,采用一维/三维耦合计算思路,对蝶阀上下游的管路段按准恒定假设基于伯努利方程、对蝶阀所在的三维流体域基于动网格策略,构建了蝶阀开启过程数值分析方法,提出了模拟计算的动态边界条件及数据更新方式,对蝶阀开启过程非定常特性进行了三维数值模拟。研究结果表明,当阀板转角由0°匀速增大至90°,管道流量在阀板转角0~45°范围内快速增长,在45°时达到额定流量的90%,之后流量增长速度变缓。阀板水力转矩呈先快增后慢减的变化趋势,最大水力转矩出现在阀板转角20°时。从蝶阀前后流场可以看出,在阀板下游具有从两个主涡到流线平顺的演化特征。该研究揭示了蝶阀开启过程中水力瞬变演化机理,为优化蝶阀设计和输水系统稳定运行提供了参考。     

深圳抽水蓄能电厂球阀动水关闭试验研究

为验证深圳抽水蓄能电厂球阀具备动水关闭能力且不会产生有害振动进行了球阀动水关闭试验,获得不同负荷下球阀动水关闭实测各项动应力值及振动位移值.试验数据表明深蓄电厂球阀在不关闭导叶情况下能可靠关闭阻断上游来水,验证了在100％负荷动水关闭球阀最不利工况下,球阀混凝土支墩结构强度满足设计要求,球阀体系的振动位移是安全的,且对...     

大跨斜拉输水管桥水锤冲击响应研究

大跨斜拉输水管桥管道内水锤效应往往对桥梁结构安全产生重要影响。建立了某斜拉输水管桥有限元模型,对比分析水-管-桥结构的动力特性,进行了管-桥共振复核。通过特征线法求解水锤基本方程,计算了输水工况转换过程中不同阀门关闭历时产生的水锤压力,分析了水锤冲击作用下管桥主要构件的动力响应,对比研究了水锤荷载不同加载方式及不同关阀历时对管桥构件响应的影响规律。结果表明：管道空管及充水满管情况下的自振频率与桥梁结构的固有频率错开度较大,二者没有发生共振的可能;非均匀加载方式使得管桥各构件动力响应相对均匀加载显著增大,位移和应力的增幅大都超过50%,但不会引起构件的失稳或破坏;随着阀门关闭历时的增加,水锤冲击作用减弱,管桥主要构件的动力响应降低,钢桁梁组件中K型支撑杆、横梁、腹杆的响应下降幅度相对较大,桥塔的响应下降幅度较小。     

高水头混流式水轮机减负荷瞬态流动特性研究

为了平衡和补偿间歇性可再生能源不定时并网对电网的不利冲击,水轮机不得不频繁地经历减负荷瞬态工况转换过程,从而诱发水轮机内部不稳定的压力脉动及涡流结构。基于多面体网格及动网格技术,开展了高水头混流式水轮机导叶关闭减负荷过程水轮机特征参数响应、压力脉动及涡流演化特性的数值模拟工作。研究发现,采用压力边界条件获得的水轮机水头与试验结果吻合较好,流量结果可信度高。负荷变化过程中,无叶区压力脉动相对变化趋势与导叶运动规律一致,且幅值变化不大。导叶开始及停止运动,引起尾水管内的压力信号发生突变,并逐渐形成低频周期性压力脉动。涡带运动诱发的不稳定压力脉动,是转轮轴向水推力形成的主要原因。在导叶闭合过程中,强度较小的轴对称涡带首先沿轴向和径向拉伸,随后沿轴向收缩。导叶停止运动进入部分负荷工况,直涡结构进一步收缩,演变为细长状双螺旋结构,最后双螺旋涡结构合并成强度较高的单一螺旋状涡带。此外,水轮机负荷的减小使尾水管内出现回流,漩涡运动等不稳定现象。     

三河口水利枢纽泄洪放空底孔事故闸门水力学及流激振动试验研究

本文针对三河口水利枢纽泄洪放空底孔事故闸门动水关闭过程门体的水力学及流激振动问题,按重力相似准则和水弹性相似准则研制了比尺为1∶20事故闸门的水力相似模型和完全水弹性相似模型。通过模型试验,研究了事故闸门动水闭门过程中门体水力荷载和流激振动响应特性。研究结果表明:闸门上游底缘倾角由47°增大为57°时,上游底缘的最小压强由-98. 0 kPa增大为271. 8kPa,有利于防止闸门底缘附近发生水流空化及减小闸门闭门力。研制的事故闸门水弹性模型试验模态结果与数值计算结果吻合较好。该事故闸门水弹性相似模型能够更直接的测量分析闸门的流激振动响应特性,为闸门的设计和运行提供技术支持,并可为类似工程事故闸门的结构优化设计及运行提供参考。     

气垫调压室与减压阀联合防护下的减压阀优化

以刚性水锤的状态空间法和弹性水锤的特征线方法为理论基础,针对气垫调压室与减压阀联合防护下减压阀对气垫调压室和机组参数的影响问题开展数值模拟。以某运行中的水电站为例,对其输水系统中不同减压阀的参数实施相关优化,在对优化结果进行分析、研究的基础上,通过总结得出了减压阀阀径的选取原则,即阀径不宜过大,也不宜过小;最优减压阀直径应当能保证机组导叶在关闭时产生的蜗壳末端最大压力近似地等于减压阀在关阀时所产生的阀前最大压力。运行实践表明,机组关阀的时间应当能在降低压力的同时又能够保证关闭时间不能太长,以免造成水资源的浪费。     

长距离输水工程水力过渡过程仿真研究

通过分析空气罐和空气阀的运行特点,建立了长距离有压输水工程水力过渡过程仿真模型。结合实际工程,采用该模型开展了输水系统在事故停泵、水泵启动和关闭等多种工况下的水锤压力分布规律研究。根据分析结果给出了相应的运行建议,为输水工程建设提供了数据支持。     

先导活塞式泄压阀的运动规律

先导活塞式泄压阀是一种新型的防水击危害的安全阀,但理论研究尚不成熟。本文系统地考虑了影响先导活塞式泄压阀运动的各方面因素,包括水压力、运动部件的重力、弹簧力、活塞环摩阻力和渗漏等,基于结构运动力学和水力学原理,得到了主阀启闭速度与液压传动系统流量的函数关系,建立了描述主阀启闭速度与时间关系的运动方程。然后,通过对主阀关闭运动方程的解析,修正了现有活塞渗漏流量的计算公式,提出了合理选择活塞直径与主阀瓣直径以减小水压变化对关闭过程影响的方法,进而解析得出主阀关闭速度、行程、关闭时间的计算公式。最后,通过数值实例检验了解析式的准确性,并计算分析了一些关键参数对泄压阀开启和关闭的影响。本文主阀运动规律也适用于活塞式压力波动预止阀。