水电站振源识别及其对厂房结构的影响研究

本文首先利用CFD技术对某大型电站水轮机组进行不稳定流动计算,重点分析了水轮机流道内的压力脉动频率特征,进而对真机试验所测得的机组水压脉动及厂房结构振动频率进行识别,确定各种频率振动的动荷载来源.在此基础上,结合对原型观测信号的数据分析分别统计出厂房结构主要部位振动达到峰值时的各种频率动荷载所占比重、全体所实测负荷工况下的各种频带能量对总振动响应的贡献、各种分频振动随负荷的变化等规律,证明涡带是影响厂房结构振动的最为主要振源.该结果有助于从量级上评估水电站厂房振动问题中的各种动荷载的作用效果.     

156m水位下三峡电站厂房振动计算与测试分析

三峡电站厂房结构的振动问题是三峡工程建设的关键问题之一.本文针对三峡电站VGS机组厂房结构,利用有限元方法和水轮机模型试验,采用线性插值法构造了水轮机流道内脉动压力场,并基于通用有限元程序开发了相应程序,计算了VGS机组厂房结构在156m水位下的振动响应.为了检验计算模型,本文针对156m水位开展了厂房现场振动测试.测试结果表明,厂房实际振动响应的主频、最大值位置和分布规律上与计算结果基本一致,实际振动幅值比计算结果偏小,这说明计算模型基本合理,计算方法基本可行.     

抽水蓄能机组过渡过程振动特性研究

对抽水蓄能电站机组开机至额定负荷过程、机组开机对临近机组影响进行了试验研究。分析这两种过渡过程中,蓄能机组和电站厂房的振动特性。结果表明:机组开机至额定负荷过程中,导叶开启及导叶开度回调瞬间对机组冲击较大,机组与厂房出现了较大振动。机组的开机及运行对临近机组的振动没有明显影响,但对临近机组的厂房振动有一定的影响作用,厂房振动出现了明显变大。当机组稳定运行后,对临近机组的厂房振动没有明显的影响。     

开机过程中的水电站厂房振动分析

本文根据水电站厂房及机组结构开机过程原型观测资料,对水工结构振动情况进行分析,并详细探讨了机组起动过程中的轴向力、扭矩、不平衡力等几种主要荷载的变化情况,给出它们的幅值的近似估算，在此基础上,提出一种计算开机过程中厂房结构动力响应的方法，并将通过该方法结合有限元模型计算出的数值结果与实测数据进行比较,证明该方法是可行的。     

混流式水轮发电机组横向振动特性数值分析

建立了综合考虑作用于转动部件上的不平衡力和导轴承及推力轴承刚度影响的混流式水轮发电机组横向振动计算模型,采用有限元法对机组转动部件的横向振动特性进行了计算和分析。考虑导轴承刚度与偏心率之间的关系,计算分析导轴承刚度对机组横向振动特性的影响以及转动频率对机组各部位振动响应的影响。在弹性支撑模型基础上,同时改变各导轴承刚度,对其与横向振动特性的关系进行比较分析。在导轴承刚度为定值的情况下改变机组的转动频率,对机组的振动响应进行了分析。结果表明导轴承刚度对机组横向振动特性有着显著的影响,机组的振动响应不仅与导轴承刚度的大小、转频有关,还与部位有关。为减小机组振动及设计过程中优化机组支撑结构提供了参考。     

水电站厂房振动传递路径的仿真模拟及结构振动特性研究

基于泸定水电站厂房,研究提出了水电站厂房非定常湍流、机组及混凝土结构相互作用的流固耦合振动分析方法,对流体压力脉动的振动能量传递路径进行了仿真模拟,建立了厂房全流道湍流-整体结构流固耦合振动分析的全耦合仿真模型。通过流体和固体交错迭代考虑流体和固体间的耦合作用,进行时程振动计算分析。结果表明,水轮机叶片与导叶间静动干扰所引起的流体脉动压力对厂房整体结构振动影响较为显著,座环安放处混凝土的振动相对最为剧烈,研究成果揭示了水电站厂房的整体振动规律。     

红石水电站厂房的机组诱发振动及抗振加固研究

红石水电站机组振动诱发厂房振动，造成厂房立柱开裂。通过系统的数值分析与试验研究，结论认为，振源为机组与厂房共振。在此基础上，提出了厂房抗振加固方案。本文对加固方案进行了计算和试验探讨，从避免共振、提高厂房结构刚强度、以及保证厂房运行安全的目标出发，提出抗振加固的设计方案，并对实施后的效果进行了分析论证。     

水轮机流道压力脉动引起的厂房振动研究与评估

水轮机压力脉动是引起厂房振动的主要诱因之一。本文运用ANSYS有限元软件模拟了水轮机流道内压力脉动诱发的厂房振动问题,结合电站特点推荐振动控制值,对振动进行评估和分析,结果表明:采用将压力脉动时间历程曲线载荷施加在顶盖、蜗壳和尾水管内壁上,进行瞬态动力响应分析的方案在技术上是可行的;机组压力脉动引发的厂房下部基础振动响应幅值很小,完全满足标准规定的限值;在厂房的结构设计时,自振频率应避开水力激振频率,防止机组运行时引起较大的厂房振动。     

基于接触单元的三峡电站厂房振动分析

如何合理分析蜗壳和外围钢筋混凝土之间的传力特性,是大型水电站厂房设计和研究的难点之一。本文针对三峡左岸电站VGS机组的厂房结构,采用双结点接触非线性模型,计算混凝土结构以及蜗壳、座环和固定导叶的振动响应。为了便于对比分析,建立共结点模型并开展相应的计算分析。计算结果表明,对于混凝土结构而言,两种模型的振动响应分布规律基本一致,接触模型的位移响应幅值与共结点模型基本吻合,但加速度响应明显小于共结点模型;对于蜗壳、座环和固定导叶,接触模型的各种振动响应明显大于共结点模型,这主要是由于接触模型中外围混凝土对蜗壳的约束相对较小,由此说明接触模型能更为合理地模拟实际结构的真实传力特征。     

软弱地基上水电站厂房内源振动分析

采用有限元数值方法研究软弱地基及机组动荷载施加方式对水电站厂房结构动力分析的影响。详细分析机组动荷载的成分、幅值及对应的频率等因素对计算结果的影响。结果表明,当基岩与厂房结构的刚度相差比较大时应重视软弱地基边界条件带来的影响,机组动荷载按分频施加更加符合实际情况,厂房机墩各向振动存在较强的相互耦合关系。     

水电站厂房多源振动信号盲分离研究

引起水电站厂房结构、机组振动的振源繁多,如何有效地识别出各类振源对水电站厂房动力安全评估至关重要。将滤波去噪、源数估计和联合近似对角化方法（JADE）相结合,实现了水电站厂房多源振动信号的盲分离。首先运用滤波方法对信号去噪;然后求解多维观测信号的相关矩阵,利用优势特征值及BIC信息准则估计源信号数目;最后对信号进行预白化处理,并采用JADE方法实现振动信号的分离。模拟仿真信号验证了该组合方法的有效性。采用该方法对一大型地下水电站厂房振动信号进行了分析,准确分离出了尾水涡带、机组转动、涡壳不均匀流场等振源。研究为探究水电站厂房振源特性提供了一种方法。     

双排机水电站厂房结构动力特性研究

以李家峡工程为背景 ,分析了双排机厂房结构的特点 ,并建立双排机厂房结构整体三维有限元模型及相应的单排机结构三维有限元模型 ,计算对比了它们在动力特性上的差异 ,并对差异产生的原因进行了分析。在此基础上 ,通过对李家峡水电站内振源的分析 ,进行了结构共振校核。研究结果表明 ,李家峡水电站的双排机布置方案是一种较合理的、值得推广的结构形式     

大型水电站地下厂房机组支撑结构动力特性研究

就在建的某大型水电站地下厂房结构 ,分析计算了 18种振源的频率 ,全部采用三维实体单元对其进行模拟 ,建立了多个三维有限元模型并进行了计算分析和共振校核 ,研究了机组支撑结构不同的结构布置形式 ,不同的边界条件和不同的材料对其动力特性的影响 ,得出了一些结论 ,为有效优化地下厂房结构的整体动力特性 ,改进抗振设计提供了途径和依据     

大型水电站厂房结构流固耦合振动特性研究

浅析了流固耦合振动机理,探讨了流固耦合振动问题的分析方法,分析了厂房结构同流体相互作用的复杂的边界条件,并利用强耦合法把有限元理论和声场理论结合起来,计算了某大型水电厂房流固耦合振动特性,并与无流体存在情况下的厂房振动特性进行了比较,详细阐述了两者之间的藕联特点：流体的存在对发电机层以上结构和下游副厂房结构的振型无明显影响,但对于蜗壳外围大体积混凝土结构影响却较大,其对应振型的频率值相差在10%～25%之间。对于解决水电厂房结构与流体耦合振动问题的三维数值模拟提供了一种可靠而有效的方法,同时,对于解决其它类型的流固耦合问题也具有重要的参考价值。     

HEC 600 MW汽轮发电机定子模态及振动试验研究

介绍了哈电制造的600MW汽轮发电机定子模态及振动性能试验研究。给出了定子的椭圆固有频率，定子铁心、机座、轴承座的振动幅值及定子机座的隔振系数，可供600MW汽轮发电机运行及大型汽轮发电机组的设计和制造参考。     

溢流式水电站厂房结构动力特性研究

本文以蜀河水电站厂房为例探讨溢流式厂房结构的动力特性,建立蜀河水电站厂房结构大型有限元计算模型,对厂房各部位的自振特性进行全面的分析;根据泄洪表孔水力学试验测得的脉动水压力,进行水力激振作用下的厂房结构动力时程分析,研究厂房结构的动态响应。计算研究成果为厂房结构优化设计和改进抗振特性提供理论依据。     

水电站双排式机组厂房现场测试分析

水电站双排式机组厂房的主要特点是,机组前后对应双排布置,双排压力钢管单层与蜗壳相连,双排尾水管双层出流。文中采用数学统计和Fourier变换的方法,详细分析单机运行和联合运行时厂房的振动测试数据。分析结果表明,双层尾水管水压脉动主要受各自结构尺寸的影响,单机运行和联合运行时,其变化趋势基本相同。尾水管水压脉动是双排式机组厂房两机墩振动的主要联系。这些为双排式机组厂房的振动评估和动力反馈计算提供可靠的依据。     

三峡水电站主厂房振动分析

三峡水电站水轮发电机组是目前国际上正在建设的巨型机组。在水轮机模型试验中，发现存在一个特殊压力脉动区，压力脉动幅值超过标书的规定，可能会对厂房振动产生不利影响。为此，本文进行了主厂房整体模型的振动分析数值模拟，研究了主厂房的固有振动特性并进行共振复核；研究了机墩结构在各种动力载荷作用下的振幅和应力；利用动力法计算厂房在水力激励作用下的振动反应，根据国内外有关振动规程，对振动加以评价，为厂房动力设计和运行控制提供科学依据。     

灯泡贯流式水轮机水力振动的形成及其影响

灯泡贯流式机组具有适用水头低、流量大以及效率高等特点,广泛用于开发低水头水力资源。相应水轮机水力振动对其影响也较大,分析了水力振动的形成以及对机组的影响。