三峡电站变顶高尾水洞水力过渡过程试验研究

为了逼真复演三峡地下电站变顶高尾水洞内水击波动流态过程和较精确测试大波动调保参数与小波动机组性能的稳定性,应用模型水轮发电机组对电站设阻尼井的变顶高尾水洞进行了水力过渡过程试验研究。结果表明,大波动时,水击波在变顶高尾水洞内传播一个来回过程,1 min即可衰减,各项调保参数均可满足设计要求;小波动时,机组的稳定性能较好;设置阻尼井对提高变顶高尾水洞运行的安全度是必要的。三峡地下电站已安全稳定运行了3 a,实测数据表明,模型试验成果与原型观测较一致。     

电站变顶高尾水洞水力过渡过程现场监测分析

阻尼井+变顶高尾水洞是一种新型的水电站尾水压力管道体型,国内尚无单机容量700 MW巨型机组的运行实践经验。为进一步了解大型机组变顶高尾水系统的水力特性,验证工程设计和水工模型试验成果,确保工程安全稳定运行,结合启动试运行和正常蓄水位机组调试安排,对三峡地下电站进行了2个特征库水位(152.3 m,175.0 m)和4个负荷量级(25%,50%,75%,100%)的机组甩负荷水力过渡过程进行现场监测。重点监测了蜗壳和尾水管进口部位水锤压力、阻尼井涌浪、变顶高尾水洞明满流交替和机组转速升高值等内容。监测成果表明:三峡地下电站变顶高尾水洞各项水力参数指标均满足设计要求,并有一定安全裕度,监测成果可为今后变顶高尾水洞工程设计和运行提供参考。     

变顶高尾水系统小波动过渡过程中水流运动理论研究

 推导了变顶高尾水系统小波动过渡过程水流运动的基本方程，对基本方程进行分析与求解，并以某电站为例，探讨了变顶高尾水系统小波动过渡过程的基本规律。通过小波动过程计算分析结果表明：当水流时间惯性常数 T W0 为某一固定值时，改变坡度 i 值， i 到一定值后对小波动过程稳定性影响甚微，这与试验现象一致；若 i 固定，变化 TW0 ，当 T W0 ≥ 4.5 时，小波动过渡过程为等幅振荡至发散，因此，此值宜小于 4.0 ，这与工程规定相符；当其它水力参数变小时， i 应增大，才能使系统达到良好的动态品质。这些说明所建立的方程组及数学模型是合理的。且此变顶高尾水系统的结构方案能节约较大工程投资     

变顶高尾水洞不同顶坡大波动过渡过程分析

对于尾水位变动较大的水电站,可以将尾水隧洞设计为变顶高的形式—隧洞洞顶有一定的反坡,隧洞内同时存在有压流段与无压流段,无压流段能缓和有压流段中传来的压力,起到类似调压室的作用,能大大减小尾水调压室面积甚至取消调压室,从而减少工程量,降低工程造价。通过窄缝法统一了有压流与无压流的连续方程和运动方程,结合特征线法建立计算模型,用Fortran语言编程,结合工程实际,探讨了不同顶坡下的过渡过程。结果表明,一定坡度的变顶高方案的大波动稳定性优于原布置方案,但坡度并非越大越有利。     

地下电站尾水系统水力过渡过程计算

该文采用四阶龙格——库塔法与特征线法对尾水调压室和管道水击进行了联合计算求解，确定了简单式和阻抗式尾水调压室的涌波过程和管道水击的变化情况，其处理方法和计算结果可供应用参考。     

基于L-F狭缝法的变顶高尾水洞过渡过程计算

水电站变顶高尾水洞常出现明满流交替的复杂流态。为研究变顶高尾水系统的过渡过程,提出了L-F狭缝计算方法,即通过狭缝模型,将明满两种流态采用同一方程组表示,再采用L-F格式离散建立差分方程组,结合边界、初始条件,即可用于明满流的计算。以某大型水电站为实例进行数值模拟,并与实测数据进行比较。结果表明,计算模拟值与实测数据误差较小,证明该方法可模拟变顶高尾水洞的过渡过程,能较准确地反映系统的暂态特性。     

向家坝水电站右岸变顶高尾水洞的水力计算

向家坝水电站尾水下接金沙江，江水位变幅大，尾水隧洞选用变顶高尾水洞方案时可不建尾水调压室，但洞内压力和明满交界面会随水流过渡过程变化。经建立包含引水系统、机组和调速器在内的计算机仿真程序的水力过渡过程计算表明，变顶高尾水隧洞方案在明满交替流工况下，未产生气囊，洞顶内水压力变幅不大，对机组没有产生不利影响，电站调节系统能满足大、小波动稳定的要求。     

三峡地下电站变顶高尾水洞水动力特性

 在国内首次应用模型水轮发电机组对三峡地下电站变顶高尾水洞方案进行水力过渡过程试验研究。对水轮机导叶实行分段关闭,并求出了二段关闭的最佳拐点,试验证实了二段关闭对减小尾水管进口的负压和机组转速上升有明显的作用。通过有关水力参数的测试,认为变顶高尾水洞可以满足各项技术要求,是一个减少山体开挖、节省投资的新型设计方案。在地下电站中具有广泛的应用前景。     

三峡地下电站变顶高尾水洞水动力特性

在国内首次应用模型水轮发电机组对三峡地下电站变顶高尾水洞方案进行水力过渡过程试验研究。对水轮机导叶实行分段关闭 ,并求出了二段关闭的最佳拐点 ,试验证实了二段关闭对减小尾水管进口的负压和机组转速上升有明显的作用。通过有关水力参数的测试 ,认为变顶高尾水洞可以满足各项技术要求 ,是一个减少山体开挖、节省投资的新型设计方案。在地下电站中具有广泛的应用前景     

向家坝水电站地下厂房变顶高尾水系统研究

为了满足电站的调节保证要求，减小地下洞室群的规模，向家坝水电站地下厂房采用了特殊的尾水系统布置方案，即变顶高尾水洞方案，取消了尾水调压室。在研究水电站变顶高尾水洞基本工作原理的基础上，提出了向家坝水电站右岸地下厂房变顶高尾水洞布置方案研究的基本思路和具体步骤，论证了采用变顶高尾水洞方案的可行性和合理性。     

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。     

水电站变顶高尾水洞体型研究

在阐明水电站变顶高尾水洞工作原理的基础上，从工程实际出发，提出了体型设计的基本思路和具体步骤，并着重探讨了这种新型尾水道的适用范围和设计与研究中应重视的问题。     

火电厂冷却水系统水力过渡 过程数值模拟

根据火电厂冷却水系统在循环水泵正常启、停泵或事故停泵等工况下,管路系统的驼峰点可能会出现水柱分离、汽化等复杂的水力过渡过程现象,本文结合工程实例进行了火电厂冷却水系统水力过渡过程研究,对虹吸井的断面面积与布置位置、空气阀的进排气口口径以及水泵出口液控蝶阀的关闭程序进行了比较分析,提出了较为合理可行的水锤防护措施以便优化工程设计。     

双机共变顶高尾水洞系统小波动稳定性研究

双机共尾水管路布置是一种典型的首部／中部开发水电站输水系统布置方案．考虑尾水道较短时，除尾水调压室方案以外，可采用变顸高尾水洞方案．不同于传统的特征分析法，采用基于有压管道特征线法、跟踪明满流分界点的明渠改进狭缝法和状态方程数值计算的联合算法，结合相应的边界条件，研究负荷扰动情况下变顶高尾水洞方案的小波动稳定性和调节品质，并与相应的尾水调压室方案作进一步的比较分析，结果表明：变顸高尾水洞方案小波动稳定性明显优于尾水调压室方案，为变顶高尾水洞的应用提供可靠的比选依据．     

水电站引水-尾水管道系统水力过渡过程模型试验与计算

本文针对拉西瓦水电站引/尾水管道系统,修建了一个大比尺（1/50）且部分正态、部分变态的物理模型,并通过调频电机改变导叶启闭时间,观测了机组增甩负荷时压力管道内的水流流态、水头损失、调压室涌浪及涡壳进口处的水锤压力过程线。利用模型试验实测资料,率定出调压室阻抗孔局部阻力系数的计算公式,使数值计算得到的调压室涌浪、引,尾水管道水锤压力及其过程线与模型试验吻合良好。再用数值计算弥补物理模型不能回答尾水管进口最大真空度以及模拟非线性关闭的缺陷,提出了物理模型设计可放弃弹性相似准则的结论。使模型材料不受限制。计算在缺乏水轮机特性曲线的条件下,数值求解转动方程也可得到机组最大转速及其过程线。     

瀑布沟水电站长尾水系统不同设计方案的水力过渡过程计算

瀑布沟水电站装机容量330万kW,是四川省拟建的一座大型水电站。本文结合该电站的长尾水系统布置方案,依据解明满流的圣维南方程编写的计算程序,分别对明流、满流和明满交替流三种设计方案的各种过渡工况进行了计算。结果表明,以明满流设计方案为最佳方案。文章还引入了明流方案的理论计算和模型试验的结果对比。     

变顶高尾水隧洞施工技术研究及应用

针对变顶高尾水隧洞群及隧洞断面大,间隔小、管线长,施工难度大,以及施工工期紧的特点,施工技术通过方案比选研究,确定采用多条尾水隧洞平行分层跳洞开挖与支护、隧洞混凝土衬砌采用了以部分侧墙代替拱座的先拱后墙法、通过30 m近距离爆破对固结灌浆质量影响的试验与分析,验证了开挖与支护、固结灌浆立体交叉作业的可行性。为大断面洞室混凝土衬砌、固结灌浆、开挖支护同步施工积累了成功的经验。     

三峡地下电站变顶高尾水洞技术研究与应用

在三峡地下电站可行性研究和初步设计中,针对尾水系统设计进行了不设调压室、设调压室方案和变顶高尾水洞方案的比较,其中又分别进行了一机一洞和两机一洞方案布置型式的研究。首次在三峡地下电站进行了带模型机组的引水发电系统整体模型试验,通过大量的计算分析和模型试验,不断优化尾水系统的布置,最终采用了一机一洞变顶高尾水洞方案,并已付诸实施。对变顶高尾水洞系统的深入研究,开拓了创新思路并取得了设计经验,可为类似电站工程设计借鉴。     

无压隧洞水力过渡过程数值模拟研究

水电站引水发电系统无压隧洞中的水力过渡过程是近年来电站设计中出现的一个新课题,特别是流域梯级电站开发中经常遇到.结合工程实例应用扩散法,给出了无压隧洞水力过渡过程数值模拟的基本方程以及上下游及弃水堰等边界附加方程,计算得出了无压隧洞内的水位变化过程.     

长垣县引黄供水工程水力过渡过程数值研究

采用了特征线方法对长垣县引黄供水工程事故停泵状态下的水力过渡过程进行研究分析,结果表明原设计不符合要求.结合工程实际情况,建议加大管径或是采取缓闭止回阀和充气阀的工程措施进行水锤防护.