惠州抽水蓄能电站厂房结构振动分析与研究

针对惠州抽水蓄能电站高水头、高转速、双向运转、过渡过程复杂等特点,采用三维有限元方法对其地下厂房整体结构的自振特性、稳态动力响应、过渡过程动力响应等进行了分析,研究了不同边界条件下厂房结构的动力特性,对厂房结构设计的合理性做出了评价并提出了优化措施,为今后抽水蓄能电站地下厂房结构的整体动力特性优化、抗振设计提供了理论依据与参考.     

某抽水蓄能电站地下厂房动力特性研究

抽水蓄能电站具有高水头、大容量、快转速的特点导致振动问题特别突出,强烈的振动会导致机组以及厂房薄弱结构部位发生破坏,影响电站的安全稳定运行。结合某在建抽水蓄能电站,分析了可能与厂房结构发生共振的振源,研究了边界条件、材料特性对结构自振特性的影响,结合粘弹性人工边界条件,分析了在机组动荷载作用下厂房各部位的动力响应规律。     

琼中抽水蓄能电站地下厂房结构振动特性分析

结合琼中抽水蓄能电站地下厂房实际情况建立了三维有限元模型,提取结构的模态分析了厂房结构的自振特性,基于谐响应法分析了地下厂房结构在各种工况机组动荷载作用和脉动压力作用下的动力响应,并根据国内相关文献及国外的相关标准提出了适用于琼中抽水蓄能电站地下厂房的振动控制标准。研究结果表明,合理选择围岩与厂房的连接形式,能够有效地优化结构整体动力特性;在机组振动荷载作用下机墩和楼板结构的振动响应较大,但机墩和楼板结构的振幅、振动速度和振动加速度等均在允许范围内;在额定出力条件下运行时,无翼区和转轮出口管附近区域的脉动压力,即优势频率为56.25 Hz对应的脉动压力是影响地下厂房楼板、立柱、风罩等结构振动的主要部分。     

中低水头水电站厂房结构振动响应分析研究

本文依托龙开口水电站工程对中低水头大型机组电站厂房结构抗振性能进行研究,采用三维数值动力计算技术,分析厂房结构在不同运行工况及事故工况下,结构相应的振动动力响应特性,突出结构薄弱部位.从结构振动安全和人体保健两方面进行研究,研究大型水电站主厂房的结构特点、运行环境和设计要求及国内外振动控制规程,建立针对该工程的振动控制标准,校核并判别厂房结构的抗振安全性及电站振动环境健康性,为大型厂房振动控制标准提供借鉴.对运行人员集中、刚度较弱的发电机层楼板进行了深入振动研究,对比分析其与一期结构不同联接方式相应的振动响应成果,为提高厂房结构抗振安全性和改善运行环境,提出了厂房蜗壳层以上一、二期结构的合理联接方式.     

大型水电站地下厂房结构动力特性及机组振动响应

针对大型水电站厂房结构振动问题日益突出的问题,结合某巨型水电站,对地下厂房结构动力特性及机组振动响应进行研究。选取一个完整的典型机组段,考虑围岩参振并与厂房结构一起构建有限元耦合模型,模拟厂房内部的主要结构和孔洞。研究结果表明,该水电站厂房结构振动响应满足设计规范要求,厂房结构设计安全、合理。     

三峡电站15# 机组厂房结构动力分析

由于蜗壳直接埋入法施工比较方便,三峡电站15#机组拟采用直接埋入法。本文在已有静力研究成果的基础之上,建立了15#机组厂房结构的有限元模型,分析了蜗壳外围混凝土开裂后厂房的整体自振特性,以及在设计地震作用下厂房结构的地震响应。研究结果表明,蜗壳周围混凝土开裂对15#机组厂房整体自振特性影响较小,这说明15#机组左边边墙增加了厂房结构的整体刚度。同时,在设计地震作用下,竖向最大动应力为1.38MPa,两者都出现在右边墙体,这说明左边边墙能增加15#机组厂房的抗震能力。     

三峡电站水轮发电机组的振动对厂房结构的影响研究

三峡电站水轮发电机组的单机容量和结构尺寸位居国内混流式机组之最，机组运行时厂房结构的振动问题已经成为重点关注对象。本严格按照三峡左岸发电厂房的设计尺寸，建立了复杂厂房结构的三维真实模型，分析了整体结构的动力特性：同时基于VGS水轮机模型试验中73米水头脉动压力的实测数据，求出了在脉动压力作用下厂房结构的动力响应，分析了引起楼板振动的主要振源。计算结果表明，三峡电站左岸机组在↓Δ139米运行时，厂房结构的动力响应均在允许范围之内，这一结论通过初步振动测试得到了验证。     

水电站机组支承体系与厂房耦合振动分析

为了研究水电站厂房振动过程中电站机组轴系及其支承体系的耦联作用,分别对不考虑机组支承体系的厂房结构(方案A)、简化机组支承体系的厂房结构(方案B)、有完整机组轴系及其支承体系的厂房结构(方案C)三种方案进行动力分析,计算厂房结构的自振特性和在机组径向荷载作用下的动力响应。结果表明,三种方案下厂房整体自振频率及振型表现基本一致,机组轴系及其支承体系对厂房整体结构自振特性无明显影响,但是对厂房局部振动尤其是与机组支承体系相连接的局部结构自振频率与振型会产生一定影响。在计算机组径向荷载作用下的厂房动力反应时,方案A典型部位位移最小,方案C较大,方案B最大,说明在计算机组荷载作用下的厂房动力响应时需要考虑机组轴系及其支承体系的作用。考虑到建立完整机组支承体系过程较为复杂,建议在计算过程中采用简化的机组支承体系进行厂房结构动力分析。     

三峡电站厂房结构振动计算与试验研究

本文利用三峡电站73m水头水轮机模型试验中脉动压力的实测数据,构造出整个流道内脉动压力场,求出了厂房结构在各种振源联合作用下的动力响应。为了验证计算结果并完善下一步研究工作中的计算模型,还对三峡发电厂房的结构振动进行了现场测试,并与计算结果进行对比。结果表明,厂房结构的竖向位移的幅值、频率和最大值位置与计算结果比较接近,这不仅验证了厂房结构的竖向位移是由尾水管内的脉动压力引起,而且说明计算模型中尾水管内的荷载假定是可行的。同时,对于竖向加速度,除去峰值区域的测点外,测试结果的幅值与计算结果相差不大。由于蜗壳内以及导叶后转轮前区域的脉动压力频率在模型与原型的转换关系上存在不确定性．以及计算中没有考虑直接作用于楼板上的母线电磁力,使得楼板竖向加速度测试结果的幅值存在峰值区域,且其频率与计算结果存在偏差。     

三峡水电站厂房结构形式研究及审查意见

三峡水电站厂房为坝后式，共安装２６台容量７００ＭＷ的混流式机组。厂房上部 强度 与刚度是厂房技术设计审查的重要内容，厂房专家组对此提出了许多意见和建议，厂房上部中归纳为梁柱方案、实体墙方案和墙柱方案。经三方案位移与应力分析，专家组认为实体墙方案对抗震有利，工程投资增加亦有限，施工简单，倾向采用此方案。厂房水睛结构，应尽可能增加结构测度，屋盖采用网架结构。     

156 m水位下三峡水电站15#机组厂房结构的振动安全研究

三峡水电站机组蜗壳HD值高,其埋设方式对厂房和机组的安全稳定运行具有关键的影响。蜗壳直接埋入法相对于垫层埋入法和充水保压埋入法而言,其外围钢筋混凝土承担的内水压力较大,但施工比较简单且节省蜗壳钢材,因此三峡水电站15#机组拟采用直接埋入法。文中在已有静力研究成果的基础上,分析了局部混凝土开裂后的厂房结构的整体自振特性和振动响应,并根据计算结果和振动标准对厂房结构的振动做了安全评价。     

三峡水电站厂房结构自振特性研究

采用罚单元法处理不同单元之间的协调问题，对三峡水电站厂房结构的两种设计方案的自振特性进行了研究。讨论了厂房上部屋面板、钢屋架、吊车梁等对三峡厂房结构自振特性的影响，论下了楼板与厂房上下游墙之间在计算模型中的连接方式对计算结果的影响。     

三峡左岸电站VGS 700MW水轮发电机组结构特点及安装技术

针对三峡左岸电站VGS机组的结构设计和机组安装的特点，介绍其安装过程中的新技术和新方法，为今后特大型水轮发电机组的安装提供可借鉴的宝贵经验。     

三峡左岸电站VGS水轮发电机组轴线调整及总装

简要介绍三峡左岸电站VGS机组结构特点，总装特点，盘车及轴线调整的程序、计算方法，程序修改情况及对工期的影响等。     

三峡左岸电站厂房施工设计概述

三峡左岸电站厂房属坝后引水式厂房。机组为立轴混流式，单机容量700MW，总装机容量9800MW。电站厂房共设14台机组、3个安装场，总长643.7m，底宽68m，最大高度93.8m，机组中心距38.3m，主厂房上下游平台高程82m；上游副厂房宽17m，高40m，总长619.8m；尾水平台宽19.5m，尾水渠宽580－310m，渠底高程29.9-50m。高程67m以下为大体积结构，高程67m以上为钢筋混凝土薄壁结构。三峡左岸电站厂房规模宏大，施工工序繁杂，要求的施工工期紧张，切实做好施工设计，是保障其有序施工和按期投产的先决条件。     

三峡地下电站主厂房顶拱开挖施工

三峡工程地下电站主厂房顶拱跨度32．60m,上覆山体最薄处仅35m,属埋深浅、局部围岩偏薄的超大型地下洞室。通过合理的施工组织、质量和安全控制,主厂房顶拱开挖按时、保质完成。三峡工程地下电站主厂房顶拱开挖施工技术及管理经验可供有关工程参考。     

三峡电厂左岸3号机组低水头运行稳定性

混流式水轮机的水力稳定性与机组运行工况密切相关。以三块电厂左岸3号机组稳定性试验数据为例,分析机组小负荷区、涡带振动区、大负荷运行区的运行稳定性,为保障机组安全稳定运行提供了实测依据和建议。     

河床式水电站厂房结构流固耦合振动特性研究

鉴于厂房结构在地震作用下可能出现的严重后果,地震时动水压力对厂房结构的振动特性的影响就成为厂房结构设计的一个重要控制因素。结合某河床式水电站厂房实际工程,以有限元软件ANSYS为平台,建立三维有限元模型,分析地震动水压力对其振动特性的影响。分析结果表明:地震动水压力作用增加了坝面附加质量,从而降低了厂房的自振频率,并且对振型产生了一定的影响,尤其是进水口闸墩、尾水管闸墩等局部振型变化,因此对其作用下的厂房自振频率进行分析显得极为必要;随着上游水位的降低,厂房整体质量减小了,地震动水压力作用下的厂房自振频率随之增大,不同水位下厂房振型明显有所改变。     

三峡电站厂房屋盖采用网架结构的研究

三峡电站厂房屋盖采用空间网架结构，具有整体稳定好，刚度高，经济指标好等优点，在网架选型上，经比较，推荐正放四角锥，两边起坡网架形式，网架支承方式，采用“上、下弦铰支”可显著提高厂房的整体刚度。