泰安抽水蓄能电站进／出水口体型设计优化研究

抽水蓄能电站的进／出水口需要兼顾进流和出流两种工况，还要适应水位变化频繁、变幅较大的特点，所以水力学条件比较复杂。泰安工程通过进行进／出水口的水力学模型试验，分剐就防涡梁消涡结构、扩散段体型、分流墩布置形式进行了试验分析和优化研究工作，并提出了合理建议．可供其它抽水蓄能电站设计进／出水口体型时参考。     

抽水蓄能电站进/出水口的水力设计

一、前言 抽水蓄能电站的水道设计,除在发电工况下应具备常规水电站水道的功能外,还应在抽水工况下—一即水流方向与发电工况相反时,也能满足对水道的要求。也就是说抽水蓄能电站的水道应具有双向水流的功能。 作为发电工况下压力水道的组成部分——进水口和出水口,在抽水工况时就分别成为出水口和进水口,因此可统称为进/出水口。为了讨论方便,宜区分为上池进/出水口和下池进/出水口。也有就按发电工况定名,简称为进水口和出水口的。 抽水蓄能电站的进/出水口在进流时要防止吸气旋涡,在出流时要使水流充分扩散,并使两种工况下的水头损失最小。对同一个建筑物要满足上述要求,在布置上较为复杂。     

抽水蓄能电站库盆流态混交模型模拟

以深圳抽水蓄能电站上库为例,根据物理模型提供的边界条件,建立了一种进出水口模型试验和直角二维数学模型的混交模型.采用发电工况试验数据对建立的混交模型进行验证,模拟了抽水工况和发电工况运行下死水位、1/2工作水位和正常蓄水位对应的库盆流态.模拟结果表明,在抽水工况运行下受地形影响,库盆和进出水口附近会产生环流区,两种工况下库盆水流流速与库水位成反比关系.该模型对同类抽水蓄能电站进出水口的设计与研究提供了参考.     

荒沟抽水蓄能电站上池侧式进口和出口水力学试验研究

影响抽水蓄能电站进、出水口水流特性的主要因素之一是进口水流的波涡问题，故侧式进、出水口上方常采用矩形或百叶窗式斜染进行防涡．但就荒沟抽水蓄能电站上池而言，采用这种消涡措施，经试验测得进水目前平均流速达1．60m／s左右，在各级发电工况运行时，防涡梁上方均产生吸气漩涡．依此对原防涡方案进行了修改和研究，提出了阶梯立式防涡梁防涡和消涡方案，取得了较好的防涡和消涡效果，从而为防涡工程提供了一种新的措施．     

抽水蓄能电站进/出水口拦污栅数值模拟

利用κ-ε紊流数学模型对某抽水蓄能电站上水库盖板竖井式进／出水口进行了数值模拟，针对有无拦污栅的情况，分析了拦污栅对进/出水口流速分布和水头损失等的影响．就整个进/出水口而言。不模拟拦污栅，其结果基本能反映进/出水口的水力学特性．     

天荒坪抽水蓄能电站上、下库进／出水口拦污栅设计

抽水蓄能电站运行的特点是具有发电和抽水两种工况，不论上水库还是下水库的进／出水口拦污栅都处于双向过流状态，水力条件比较复杂，上水库拦污栅在抽水工况和下水库拦污栅在发电工况流态较差，易诱发拦污栅的受迫振动，因此，我们除进行结构静力设计外，还进行了结构动力分析。     

天荒坪抽水蓄能电站上,下库进／出水口拦污栅设计

抽水蓄能电站运行的特点是具有发电和抽水两种工况，不论上水库还是下水库的进／出水口拦污栅都处于双向过流状态，水力条件比较复杂，上水库拦污栅在抽水工况和下水库拦污栅在发电工况流态较态，易诱发拦污栅的受迫振动，因此，我们除进行结构静力设计外，还进行了结构动力分析。     

抽水蓄能电站进/出水口体型优化数值模拟

利用三维紊流数学模型,对某抽水蓄能电站上水库进/出水口原方案及其优化方案抽水和发电工况进行数值模拟,分析了进/出水口段的水头损失、进/出水口段的流态和流速分布等。原方案在抽水工况下,存在扩散段及调整段顶盖板下部产生水流分离区、拦污栅断面有反向流速、各孔口流速不均匀系数偏大等不利水力学现象。考虑以上不利因素,需对原方案进行优化。优化方案计算结果表明,在扩散段和防涡梁段之间增加调整段、压低扩散段盖板扩散角以及增加扩散段长度等措施均能改善水流流态。     

西龙池抽水蓄能电站竖井式进/出水口体型研究

西龙池抽水蓄能电站上库拟采用设盖板的竖井式进／出水口，通过物理模型试验对这种竖井式进／出水口的水力特性进行了研究，包括发电和抽水两种工况下进／出水口的流速分布、水头损失等．针对试验中发现的问题，改进了竖井式进／出水口的体型，指出弯道段体型对出流均匀性起重要作用。     

佛子岭抽水蓄能电站上库进出水口水力实验研究

佛子岭抽水蓄能电站上库采用侧式进出水口,本文通过物理模型试验,测试了发电和抽水2种工况下佛子岭抽水蓄能电站上库进出水口的流速分布、各通道流量分配、进出水口水头损失及入流漩涡等水力参数,并对库盆流态进行了观测。试验结果表明,佛子岭抽水蓄能电站上库进出水口及引水隧洞的体型布置是基本合理的,可供其他类似相关工程初步设计时参考。     

惠州抽水蓄能电站上库进出水口水力学模型试验

通过物理模型试验,测试了发电和抽水两种工况下惠州抽水蓄能电站上库进出水口的流速分布、各通道流量分配、进出水口水头损失及入流漩涡等水力参数,并对库盆流态进行了观测.试验结果表明,惠州抽水蓄能电站上库进出水口及引水隧洞的体型布置是基本合理的,可供其他类似工程初步设计时参考.     

抽水蓄能电站竖井式出水口二维数值模拟

利用κ-ε紊流数学模型对某抽水蓄能电站上水库盖板竖井式出水口抽水工况进行了数值模拟。通过改变出水口体型，研究了孔口出流的均匀性、流速分布及出口的流动特性，指出弯道渐变段的设计对出流的均匀性起决定作用。研究成果为进／出水口体型的修改提供了依据，节省了三维模型试验的经费和时间。     

抽水蓄能电站侧式进/出水口隔墩布置对水力特性的影响

运用标准k-ε湍流模型和VOF两相流模型,对抽水蓄能电站侧式进/出水口、输水管道和部分上库进行了数值计算,分析了死水位条件下抽水和发电工况的进/出水口隔墩位置对进/出水口流速分布、流道分流系数、水头损失、墩头附近流速分布等水力特性的影响。结果表明:中隔墩后移对发电工况下各流道流速分布、分流系数、进/出口的水头损失几乎无影响;中隔墩后移可改善抽水工况下中隔墩两侧流道的过流流速均匀性和各流道流量分配的均匀性,降低进/出水口的水头损失,但中隔墩后移距离超过进/出水口扩散段起始断面宽度的0.3倍时,改善效果不明显;中隔墩后移进/出水口扩散段起始断面宽度的0.44～0.52倍,边隔墩后移进/出水口扩散段起始断面宽度的0.1倍,可实现墩头附近局部流速的相对均匀化;中隔墩后移扩散段起始断面宽度的0.5倍,边隔墩后移扩散段起始断面宽度的0.1倍,可实现抽水蓄能电站进/出水口水力特性的最优化目标。     

抽水蓄能电站侧式进／出水口水力特性研究

本项研究根据对依托工程琅琊山抽水蓄能电站上、下库进／出水口在可研、初设及招标设计阶段的水工模型试验研究，对大流量侧式进／出水口的水力特性进行了系统的研究。给出了流速分布、水头损失、门井水位波幅等水力要素的分布特点及其相互关系。并据此给出了体型参数如门井段几何尺寸、扩散段长度、扩散角(立面及平面)大小、尾水隧洞与进／出水口的衔接方式、进／出水口与尾水明渠的衔接方式等的选择．从而为侧式进/出水口的体型规范化设计提出了建议。研究成果可供同类工程参考引用。     

无锡马山抽水蓄能电站井式进/出水口设计

马山抽水蓄能电站上库进／出水口为井式进／出水口，目前国内只有碧敬寺和西龙池抽水蓄能电站采用此形式，工程资料较缺乏。通过对该工程进／出水口进行数值模拟计算和物模试验，并对结构进行三维有限元计算，最终获得水流条件和结构受力均较好的体型。     

某抽水蓄能电站进口来水来沙对过机含沙量的影响

随着中国经济社会的不断发展,国家对电力的需求越来越大。中国近年来大力发展抽水蓄能电站,抽水蓄能电站具有调峰填谷、调频调相等诸多优点,但同时在多沙河流中过机泥沙对水轮机叶片具有很大破坏性。主要以某抽水蓄能电站为研究对象,建立相应的物理模型,在长系列年上游来水来沙条件下,测量抽水和发电两种工况时的过机含沙量。在系列年试验中,蓄能和发电两种工况下过机含沙量都呈现上升趋势。无洪水期过机含沙量较小不会对电站正常运用产生影响;而当上游含沙量大于4 kg/m3的安全运行允许值时不适宜抽水蓄能工况。     

泰安抽水蓄能电站下库进/出水口布置的设计思路

通过泰安工程下库进／出水口宽度、底板高程、扩散段、前池段以及尾水明渠的设计介绍，阐述了抽水蓄能电站进／出水口布置的设计思路，可供其它抽水蓄能电站设计进／出水口时参考。     

闭门速度对事故闸门门体水力荷载影响研究

抽水蓄能电站引水洞水流边界条件复杂,研究在事故工况下事故闸门动水闭门可靠性以及闭门速度对事故闸门闭门持住力的影响十分必要。以响水涧抽水蓄能电站下库进水口事故闸门为研究对象,按重力相似准则建立比尺为1∶22的水力相似模型,通过模型试验,对响水涧抽水蓄能电站下库进水口事故闸门在不同闭门速度工况动水闭门过程中门体水力荷载及通气孔风速进行了研究。测量分析结果表明:闭门速度在1.126~2.835 m/min范围内时,事故闸门均能依靠门顶形成的水柱动水关闭,闭门速度对事故闸门动水闭门过程中的门体水力荷载及通气孔的风速影响较小。研究成果对抽水蓄能电站进水口事故闸门的设计和运行具有重要参考价值。     

抽水蓄能电站输水系统设计重难点探讨

碳达峰、碳中和战略目标的引领下,抽水蓄能电站在以新能源为主体的新型电力系统中将发挥重要作用.针对最具抽水蓄能电站特点的输水系统,文中论述了上下库进/出水口、发电地下厂房的"三个关键点"布置,以及连接"三个关键点"的输水道布置,并就输水系统与地下厂房交接处布置难点、水力学计算对整个枢纽布置影响等重难点问题进行了探讨分析,...     

惠州抽水蓄能电站下库进出水口水工模型试验研究

惠州抽水蓄能电站下库采用侧式进出水口，一期尾水隧洞与进出水口采用同轴线布置，二期尾水隧洞在平面上布置有一弯道。通过物理模型试验对下库进出水口水力特性进行研究，测试包括发电和抽水两种工况下进出水口流速分布、各通道流量分配、进出水口水头损失及入流漩涡等水力参数，通过多方案比较，解决了下库出水口流速分布不均和出流偏流等问题。