径流式电站渠道及前池水力设计

径流式电站在运行时突然丢弃或增加负荷，都会使引水渠道和前池出现最高涌波水位或最低落波水位，从而在水力设计上需要确定渠道边墙和前池的墙顶高程及压力管道进口的淹没水深。本文采用《水电站引水渠道及前池设计规范》（DL／T5079—1997）中的行进波方法，进行了波速和波高计算、最高和最低水位线计算。实践证明，计算结果满足设计要求。     

泵房进水前池优化试验研究

结合工程实际,用物理模型试验对电厂单管进流、短过渡段泵房前池水力特性进行了模拟研究,提出了在进水前池内设置适宜的消能、整流横梁及斜向导墙工程措施,明显改善了前池内水流流态,入口水流均匀、平顺,为水泵的安全、经济运行创造了有利条件。     

明渠引水式电站前池水位的优化控制探讨

针对明渠引水式电站的前池水位控制问题,依据水量平衡原理,结合电站的实际运行情况,对通过壅高前池水位增加电站出力的可行性进行了分析论证;并在壅高前池水位的工况下,导出了电站出力偏差的计算公式.为明渠引水式电站提供了前池水位控制与电站出力调整的操作规程.     

核电厂二次循环冷却水泵房流道水力特性优化研究

二次循环冷却技术是内陆核电建设的关键技术和重点研究方向,泵房流道内良好的水力特性对循环冷却水系统的安全、高效运行至关重要。结合世界首个采用超大型高位收水海水冷却塔二次循环冷却技术的核电项目,开展了循环水泵房流道物理模型试验,模拟分析了流道内流态、水力特性和启停泵过程的水位波动。试验结果表明：采用高位收水冷却塔的二次循环冷却水泵房具有“大取水流量、前池侧向进水、有限容积、高位布置”等特点,在不采取整流措施的条件下,流道内流速分布不均匀,吸水室内偏流严重,吸水喇叭口前存在预旋流,水泵吸水管涡角偏大,影响循环水泵的安全稳定运行。优化方案针对性提出“前池墩栅阵列分水整流+吸水室墩墙联合均流消涡”组合措施,改善了流道和吸水室内流态,满足了循环水泵平顺、均匀进流的要求。此外,根据启停泵水位波动的试验结果,给出了系统充水的最高静水位和启停泵间隔周期建议。研究成果可为后续核电厂二次循环冷却水系统的优化设计提供参考。     

特低扬程泵站水力性能研究

采用数值计算和物理模型试验方法研究特低扬程泵站的水力性能,并以苏州市东风新平面S形轴伸泵为例,对其内、外特性,包括装置的水力性能、流道沿程典型断面流速分布、空化特性及进出水流道的水头损失进行分析研究。通过对数值模拟计算及物理模型试验成果的逐项对比,证明数值模拟方法在特低扬程泵装置性能研究中具有良好的应用价值,特别是在高效率附近区域,数值模拟计算成果具有良好的精度。对断面流速分布和流道水力损失等内特性的进一步分析,揭示了不同工况下泵站性能差异的原因,为进一步优化流道型线提供了依据。     

矩形渠道闸前水流水力特性试验研究

根据试验测得的矩形渠道在不同流量、不同闸门开度情况下的闸前流速、水深、流量数据和计算的闸前各断面的动能修正系数,对闸前流速分布规律进行了研究,结果表明:在同一闸门开度、同一流量下,随着距闸前距离的增大,动能修正系数减小,即流速分布越来越均匀;在同一闸门开度、同一断面下,随着流量的增大,动能修正系数增大,即流速分布越来越不均匀;在同一断面、同一流量下,随着闸门开度的变大,动能修正系数变小,即流速分布越来越均匀.     

某泵站前池三维有限元分析

结合某泵站的工程实例,采用三维有限元分析软件对泵站前池建立三维实体模型,分析了设计工况下结构应力,为工程设计提供了依据,对类似工程具有一定的借鉴意义。     

泵站超大扩散角压力前池立柱阵列整流的优化设计

受场地布置尺寸的限制,山东省黄水东调二期工程加压泵站压力前池的扩散角度达到78.8°,大大超出正常前池扩散角的范围.根据该站不同运行工况时的压力前池三维流场数值模拟分析结果,该站压力前池内因扩散角过大而导致存在大范围的回流区,对水泵安全稳定运行构成严重威胁.为了使该站在前池扩散角很大的情况下能够为水泵进口提供较为理想的...     

多泥沙河流侧向进水泵站开机组合对前池流态的影响研究

为探索多泥沙河流侧向进水泵站不同开机组合对泵站前池流态的影响,选取甘肃省景泰川电力提灌工程灌区一期总干三泵站侧向进水前池为典型研究对象,现场取样分析泵站引水含沙情况,利用超声波多普勒流速流向仪对前池流场进行现场实测,同时引入逆向工程技术构建现场淤积状态下进水前池(以下称原位前池)三维几何模型,采用FLUENT软件基于Realizable k-ε湍流模型及Mixture多相流模型对原位前池水流流态进行数值计算,对比分析数值模拟结果与现场测流结果,验证了数值模型的可靠性。在此基础上,分别对10种不同开机组合方案下未淤积状态下的进水前池(以下称原型前池)流态进行了数值模拟分析。研究结果表明:前池外侧边壁及末端存在回流区及泥沙淤积问题,基于逆向工程的原位前池流态数值模拟结果与现场测流结果相吻合;原型前池主流扩散效果不佳,泵站机组对称开启,同时避免两端机组停机尤其是末端机组停机,前池水流流态较好。本文提出的研究思路对泵站前池流态数值模拟研究具有一定的应用价值,研究成果可为类似泵站工程优化设计和优化运行提供参考依据。     

A numerical study of pumping effects on flow velocity distributions in Mosul Dam reservoir using the HEC‐RAS model

Water flow direction and velocity affect and controls erosion, transport and deposition of sediment in rivers, reservoirs and different hydraulic structures. One of the main structures affected is pumping stations within the dams wherein the velocity distribution near the station intake is disturbed. The two‐dimensional (2‐D) HEC‐RAS 5.01 model was utilized to study, analyse and evaluate the effects of pumping rates and flow depth on the flow velocity distribution, flow stream power and their effects in the Mosul Dam reservoir. The pumping station was considered as a case study. The station is suffering from sediment accumulation around, and in, its intake and suction pipes. The main inflow sources to the reservoir are the Tigris River and run‐off from the valleys within its basin. The reservoir was divided into two parts for the present study, including the upper part near the pumping station (analysed as a two‐dimensional zone), while the lower part was analysed as a one‐dimensional flow to reduce the simulation period computation time (1986–2011). Different operation plans (i.e. pumping rate and water depth) were considered. The results of the depth‐averaged velocity model indicated that when the pumping station was working at a range from the designed full capacity (100% to 25% of its full capacity), the maximum flow velocity increased from 75 to 4 times the normal velocity when there is no pumping dependent on pumping rate and flow depth. For the same operation plans, the flow stream power varied from around zero values to 400 times at full pumping capacity and low flow depth. For sediment routing along the reservoir, the considered statistical criteria indicated the model performance in estimating the total sediment load deposition and invert bed level is much better than in the case of erosion and deposition areas for different considered bed sections of the reservoir.     

立式混流泵站进出水流道水力优化

为得到某大型混流泵站进出水流道最优设计方案, 基于 CFX 软件, 对进出水流道内水流流态进行数值模拟研究。以泵站进出水流道初步设计方案为基础, 对流道型线进行优化研究: 通过调整进水流道断面参数, 得出进水流道优化方案; 通过改变虹吸式出水流道上升角与下降角, 得到水力损失最小的出水流道型式。最终结果表明: 当进水流道流速和流道长度、断面面积和流道长度的关系曲线光滑无突变时, 流道内无不良流态, 符合优化设计要求; 当出水流道上升角为22°下降角为 29°时, 泵站出水流道流速分布较为均匀、水力损失最小。由此得出所选泵站最优设计方案。所得结果对大中型泵站的流道优化有指导作用。     

高性能混凝土泵送施工在博斯腾湖东泵站工程中的应用

介绍新疆博斯腾湖东泵站工程为了抵抗环境水侵蚀、提高混凝土耐久性,对厂房地面以下建筑物水工混凝土采用掺矿渣微粉的高性能混凝土作为工程结构材料的选择、设计及应用情况;从配合比、坍落度、施工工艺、泵送设备选型等方面,阐述了泵送高性能混凝土在施工中的应用。应用情况表明,该工程选择的抗侵蚀高性能混凝土泵送施工工艺解决了施工场地狭窄、混凝土浇筑困难等问题,取得了成功经验。建议类似工程严格进行温控设计,采取正确的保温保湿措施,从而有效控制裂缝产生,增强建筑物的耐久性。     

泵站斜式进水流道水力特性试验

由斜式进水流道模型水力特性试验得到了进水流道的水力损失和出口流场的分布 ,分析了进水流道出口流场对水泵及其装置性能的影响 .