气垫式调压室及其在大干沟水电站的应用

青海省大干沟水电站引水系统采用国内尚未使用的气垫式调压室这一特殊装置 .初步运行试验结果表明 :气垫式调压室可以满足反射水击波、改善机组运行条件的各项要求 ,增甩负荷期间蜗壳进口处和调压室内压力变化满足调保计算值 .与建常规塔式调压室相比 ,可节约投资 4 0 % .     

带有气垫式调压室和溢流式调压井的引水系统的水力计算

介绍带有气垫式调压室和溢流式调压井的有压引水系统的数值解法。针对某一实际工程计算了调压井及气压室的水位波动、调压井溢流量、气压室的压力变化及高压管道的水击压力，讨论了气垫式调压室内的初始气体压力及体积对压力及水位波动的影响。结果表明，气压室内初始气压（或水位）的选择对系统的安全运行至关重要。     

气垫式调压室气室常数和多方指数的影响规律分析

本文计算分析了气室常数对气垫式调压室最小室内水深、最大气室压力和水轮机蜗壳最大压力的影响。研究表明,取值工况室内水深越小,气室常数越大,调压室最大气室压力越小,水轮机蜗壳最大压力也越小。计算选取合适的气室常数是气垫式调压室水力设计的关键,过大的气室常数会使机组丢弃负荷后的室内最小水深偏低,过小的气室常数会使气垫式调压室功能失效。状态方程多方指数增大,气垫式调压室内的水位变化幅值减小,压力变化幅值增加。水力计算以控制气垫式调压室最高和最低水位为计算目的,拟取多方指数1.0;以控制连接隧洞和蜗壳压力为计算目的,拟取多方指数1.4。     

气垫式调压室在挪威水电工程中的应用

本文介绍气垫式调压室在挪威水电工程中的应用情况。文中闸述气垫式调压室的应用条件、一般布置型式及如何确定洞室大小等有关设计理论问题,并对气垫式调压室的空气溢出、空气损失、气垫维护等与工程应用实践有关的主要问题,以及挪威水电工程界处理这些问题的技术措施和经验进行了介绍。实践表明,在某些条件下,采用常规调压室施工可能有困难,或者施工通道及调压竖井或调压塔的经济性不很理想,而坡度平缓隧洞系统与气垫式调压室的建设费用可能较低,此时,作为解决引水式水电站水击问题的工程措施,气垫式调压室是一种有利的选择方案。     

预测气垫式调压室运行中漏气量的数学模型

针对气垫式调压室运行过程中气压室内的气体沿单裂缝向黏土夹层渗漏的水-气二相渗流过程,建立了基于多相流理论的水-气二相流模型。模拟了不同的围岩孔隙水压力与调压室内气压力比值情况下的气压室漏气情况,结果表明,当该比值增大时,漏气量将迅速减少,验证了设置水幕防漏措施的有效性。所建立的水-气二相流模型可以充分考虑调压室地质条件,水幕的压力,气室气压及围岩性质等因素的影响,为空气损失评估、水幕设计及对漏气严重的调压室进行修补提供了依据。     

气垫式调压室及其工程实践

介绍了挪威已建气垫调压室的基本状况，包括平面布置、工程主要参数、运行经验、存在问题及其补救措施．在一定的地形地质条件下，气垫调压室的选择是经济的，它与不衬砌隧洞、地下厂房相结合，具有明显的优越性：避免在山体中开凿深度很大的开敞式调压井或修建地面调压塔，厂址及洞线布置灵活．气垫调压室可用于大、中、小各类电站，已建气垫调压室的电站，装机容量从3．5万～124万kw，水头变化范围从180～1158m．除一个电站之外，其它电站的气垫洞室体积均小于20000m3，室内气压变化较大，从0．3～7．77MPa．运行经验表明，气垫调压室可以满足反射水击波、改善机组运行条件的各项要求．增甩负荷期间，室内压力变化很少达到静水头的10％～15％，波动过程一般延续10个周期，一个周期从1～5min不等．10座调压室中，有4个出现了漏气现象，除一个电站进行灌浆予以补救外，其余均采用高压水幕（其中一个水幕是原设计中就有的），没有发现气垫压力所诱发的围岩稳定问题．     

气垫式调压室热力学特性及其对围岩应力变形的影响

为了解气垫式调压室气室内压缩气体温度和压力变化规律及其对调压室围岩的应力变形特性的影响,基于水位波动方程和能量守恒方程,提出了考虑传热影响的调压室压缩空气热力学过程的计算模型,并进行合理性分析。采用裂隙岩体单向热力耦合数值方法,将调压室内空气的压力和温度作为瞬时变化边界条件,对调压室围岩的应力变形特性进行了深入分析。结果表明：在调压运行工况条件下,调压室内的空气压力和温度将发生大幅度波动变化,进而会导致围岩温度也出现相应的改变,且围岩温度呈现出显著的不均匀分布特点;节理裂隙处的岩石温度变化相对较大,且出现了较大的拉应力。     

气垫式调压室水击穿室的研究

从水击基本方程出发,考虑了气垫式调压室内水击波的反射作用,用分析法推出了穿室压力系数的公式,采用数值解法,并编制了计算程序、进行计算及分析了各种因素对穿室压力系数的影响。     

预测气垫式调压室运行中的漏气量的模型研究

在调压室的设计中,预测其在运行中的空气损失量是极为必要,因为漏气量严重影响着调压室的工作性能。调压室运行中气室的超压空气通过围岩裂缝向周围渗漏的过程是涉及气体驱替孔隙水的水－气二相流过程,目前对调压室漏气量的预测大多采用经验公式。作者基于多相流理论,同时考虑水相和气相的流动及相互作用,建立水－气二相流模型,针对气垫式调压室运行过程中气压室内的气体沿单裂缝向粘土夹层渗漏的水-气二相渗流过程进行了探索性研究。模拟了不同的围岩孔隙水压力与调压室内气压力比值情况下的气压室漏气情况,结果表明,当该比值增大时,漏气量将迅速减少,验证了设置水幕的防漏措施的有效性。由于水-气二相流模型可以充分考虑调压室地质条件,水幕的压力,气室气压及围岩性质等因素的影响,为空气损失评估、水幕设计及对漏气严重的调压室进行修补提供了新的研究思路。     

气垫式调压室内气体温度变化预测分析

在水电站水力过渡过程中,气垫式调压室封闭气室内的高压气体因调压室底部压力变化而发生压缩或膨胀,特别是某些突发情况使气体体积改变迅速时,会引起危害性高温或低温.为了解室内气体温度在各种工况下的变化范围及可能的危害,通过建立模型,进行数值模拟计算,详细分析预测了气垫式调压室内气体温度变化情况和危害特征.结果表明,室内气体存...     

金康水电站高压引水隧洞衬砌设计和优化探讨

对于引水隧洞的衬砌设计,采用不同的设计理论会得出不同的结果;对于长引水隧洞,若隧洞中不良地质段长,在保证隧洞安全运行条件下,尽可能减少衬砌工程量和造价是设计和业主必须考虑的问题。通过金康水电站高压长引水隧洞衬砌设计、优化及实测钢筋应力分析表明,即使在地质条件差的隧洞,围岩仍然是承担内水压力的主体。     

气垫式调压室参数选择及涌波计算

气垫式调压室是用于控制水电站水力过渡过程的新型调压室，具有布置灵活，适应水位变幅大和电站负荷变化后调压室水位波动小的优点，国外已应用于控制水电站引水系统和火电站供水系统水力地渡过程。本文介绍了气垫式调压室的工作原理，参数选择及涌波计算方法。     

金康水电站钢包气垫式调压室施工技术研究

金康水电站气垫式调压室钢包方案,是依靠钢筋混凝土夹一层薄钢板封闭气体。同时,采用平压系统平衡气室钢筋混凝土外侧水压力和气室气体压力。对金康水电站钢包气垫式调压室的有关施工技术进行了介绍。     

气垫式调压室水位和气室压力波动及状态方程多方指数影响计算研究

气垫式调压室水位和气室压力波动是规划和设计气垫式调压室所关心的问题.笔者使用四阶龙格—库塔法计算了气垫式调压室水位波动过程以及气室压力变化过程,分析了气体状态方程多方指数对调压室涌浪水位和气室压力的影响.指出在水力计算中以控制气垫式调压室最高和最低涌浪水位为计算目的,气体状态方程多方指数宜取1.0,以控制气室最高和最低...     

恒定流条件下气垫式调压室室内水位与气压的模拟

恒定条件下,气垫式调压室室内气压与水位随机组运行工况变化而变化,该变化不仅取决于上库水位、机组出力等,而且取决于气垫式调压室室内气压设定值。若上库水位变幅较大,气压设定值将直接关系到气垫式调压室运行安全。为此,该文建立了设有气垫式调压室的引水发电系统恒定流数学模型,推导出了室内水位与气压的解析解,分析了上游水位、引用流量、初始设置水位、调压室顶部高程对室内气压与水位的影响,探讨了室内水位变幅与上库水位变幅之间的匹配关系,由此给出了室内水位/气压设定值选取范围,对电站设计和运行具有参考价值。     

小天都水电站气垫式调压室工程地质条件研究

气垫式调压室方案是在工程地质条件好的前提下替代传统开敞式调压井的较为经济实用和环保的方案。国内对气垫式调压室的研究正处于试验应用阶段,迄今尚无建成的先例。四川省甘孜州瓦斯河小天都水电站工程地质条件较好,有建气垫式调压室和高水头引水隧洞的可能性。方案的可行性取决于工程地质条件,因此对拟建气垫式调压室位置的工程地质条件的研究显得尤为重要。     

自一里水电站气垫式调压室研究

自一里水电站采用气垫式调压室，通过对该工程基本条件的分析，计算了气垫式调压室的水力参数，包括水和空气压力、最小水垫深度、管道渗水、漏气等，对水力控制方法进行了分析，确定了空气压力和水位检测系统。     

水电站气垫式调压室布置设计

近年来,气垫式调压室在国内引水式水电站中得到了广泛应用.气垫式调压室不仅具有与常规调压室相同的抑制涌波水位的功能,而且可以降低施工难度,减少投资,保护环境,经济效益和社会效益十分显著.文章介绍了气垫式调压室的布置设计,主要包括气垫式调压室的位置选择及断面设计等内容,为水电工程设计人员提供参考