管道末端水击压力计算及误区分析

引水系统的管道参数不同会导致管道末端水击压力波动形态差异较大,在工程仿真计算时得到的管道末端压力变化曲线难以校验。为得到管道末端压力波动曲线,首先结合经典的水击分类图,分析了引用传统水击计算方法时存在的误区。其次,从水击经典理论中的阀门端压力升高方程组出发,推导出各相水击压力升高值的通用形式,得到管道末端水压的简化计算公式,公式表明管道末端阀门开度是影响管道末端水压变化形态的重要因素。最后,利用数值仿真验证所提计算方法的可行性。结果表明,提出的管道末端水压简化计算方法与特征线法得到的压力变化曲线相似度较高,且表现出水压波动形态在管道末端阀门不同初始开度下的变化规律,方法简单实用。     

电厂管系水击分析

对电厂管系水击激发的管道振动进行了研究,利用有限元方法,对研究的管系进行了有限元建模,把水击基本方程得出的水击力作为加载力,计算出了水击激发的位移、转角响应幅值和激发出的管系模态系数,从计算结果看出水击对管系的动力特性有重要影响,在管道设计时必须加以考虑,最后提出了消除水击影响的措施。     

蒸汽管道的设计与安装

从蒸汽管道设计、安装过程出发，重点分析了蒸汽管道设计、安装中的基本技术问题，并阐述了如何避免管道运行中的水击现象。     

汽水管道水击现象的防范

汽水管道发生水击，会时电厂的安全生产构成严重威胁。根据水击发生的原因及其征象，采取适当运行技术措施，避免或减小水击的危害，保证汽水管道的安全运行降低管道维修率、节约维修费具有重要意义。     

长管耦合水击控制的试验研究

对某水电站长2575m的压力管道系统采用耦合调频控制技术实施了水击控制试验，并有效地控制了水击压力峰值的增加，试验表明，在多种耦合因素的影响下压力波动沿程演化特性是系统状态的函数。在强扰动变频控制情况下，水击波动演化成波列，波列的群速度远小于相速度，动能和压力势能按群速度的速率转换，对管道安全有利，但对稳定运行不利。     

热力设备水冲击的原因分析及防范措施

热力管系由于水冲击故障而振动、损伤 ;重者 ,热力设备焊口撕裂乃至爆破。一些用热单位就曾发生过多起热力管系及锅炉设备水击故障 ,压力容器也曾发生过焊口炸裂 ,容器严重变形、设备报废等。水冲击 ,又称“水锤”。当水在管道中流动或蒸汽进入含水的管道或容器中时 ,因速度突然发生变化导致该处压力突变 ,形成压力波并沿管道或容器壁传播的现象。在热力系统中当输出的蒸汽与少量的积水相遇时 ,部分热量被水迅速吸收 ,使少量蒸汽冷凝成水 ,体积突然缩小 ,形成局部真空 ,引起周围水介质的高速冲击 ,产生巨大的音响和震动 ,另外 ,在管道内 ,流…     

高压共轨系统水击压力波动干涉型Q管滤波器

柴油机高压共轨系统多次喷射中,喷油器工作引起的水击压力波动直接影响到多次喷射理想喷油规律的实现。为降低高压共轨系统水击压力波动的不良影响,利用流体传输管道动力学的基本理论和方法,依据高压共轨系统结构特点,设计了结构简单且容积小的干涉型Q管滤波器。实验结果表明:干涉型Q管滤波器对共轨系统水击压力波动和油量波动有明显的消振和滤波作用。水击压力波动最大衰减率高达11.6,最大油量波动率降低27%。     

蒸汽动力船舶凝水回收系统设计常见问题及探讨

从蒸汽动力船舶凝水回收系统设计及工程应用情况出发,指出蒸汽动力船舶凝水回收系统在设计及使用过程中应注意的事项,包括管路水击、疏水量计算、疏水阀选型、凝水回收装置选取等。结合船舶动力系统运行环境,针对蒸汽动力船舶凝水回收系统及相应附件在设计、使用中出现的问题进行了探讨,从而达到节约能源、降低维护成本、提高凝水系统工作性能的目的。     

再谈“蒸汽总管水击事故的危害与预防”

《工业锅炉》1992年第1期“蒸汽总管水击事故的危害与预防”一文(以下简称“水击事故”),简述了深圳某啤酒公司一台10t/h,1.3MPa燃油蒸汽锅炉主蒸汽管道发生一起严重水击事故的过程,分析了产生水击事故的原因,提出了一些预防水击事故的建议或措施。但这些提议或采取的措施大多具有探讨性质的,不利于有效地防止蒸汽总管水击事故的发     

直接水击的计算公式

根据阀门逐渐关闭时产生三角形水击起始波的假定，推导出直接水击压强的计算公式；从而得到当压力管道发生直接水击时，存在一个水击压强的最大值，并给出其解；还得出水击波速与阀门关闭方式无关．     

基于有限体积法的有压管道水锤计算

在水电站运行过程中,为了避免机组增减负荷产生的水锤威胁输水系统的安全,需要对有压管道中的水锤进行精确的模拟计算。基于有限体积法对有压管道水锤方程分别进行空间和时间尺度上的积分,并采用隐式的Crank-Nicolson格式对偏微分项进行处理,从而得到了具有二阶精度且无条件稳定的水锤方程离散格式。通过算例比较了该离散格式与特征线法的计算结果,结果表明,新推导的离散格式在计算有压管道水锤问题时具有较高的精度且稳定性较好。     

带长连接管的水电站调压室上下阻抗特性研究

对于带长连接管的调压室,为了方便施工,往往将阻抗孔口下置到连接管与输水隧洞相接处,但针对阻抗孔口在连接管内的位置对水电站水击压力、调压室涌浪和水击穿室系数的影响缺乏专门的研究。因此,通过理论分析和数值模拟方法研究了带长连接管调压室的阻抗孔口位置对水击压力、调压室涌浪和水击穿室系数的影响。结果表明,对于带长连接管的水电站调压室,阻抗孔口应上置在连接管与调压室大井相接处,且连接管直径越大,阻抗孔口上置对改善水电站的调节保证设计参数越有利,水击穿室系数越小。此外,还可在长连接管内装设阀门,增加连接管摩阻损失,通过优化阀门关闭规律实现调压室内涌浪的快速衰减。     

叠压供水方式下支管管径对干管水锤影响

长距离输水工程的水锤防护目前多集中于干管研究,而对预留口分支管的研究涉及较少,尤其在不同类型支管对输水系统水锤影响方面还有待深入研究。为了研究叠压供水方式下不同管径支管对干管水锤影响,以某水利枢纽工程为例,结合水锤仿真模拟试验对不同工况条件下水锤进行分析。结果表明,当支管与干管管径比(简称支干管径比)大于1/6时支管对干管水锤影响较大,干管的水锤防护措施不再适用;而当支干管径比小于1/6时支管对干管水锤影响减弱,已有的措施能基本满足水锤防护要求。研究结果对于类似工程水锤防护及安全稳定运行具有重要的借鉴意义。     

某核电堆型主蒸汽系统汽锤研究

以某核电堆型核岛主蒸汽系统为研究对象,研究主蒸汽隔离阀快关引起的汽锤现象。采用PIPENET软件进行建模和计算,给出管系中不同管段的最大载荷及出现时间。结果表明关阀瞬间的载荷最大,并且主蒸汽隔离阀后的载荷比隔离阀前的载荷大,主要是因为隔离阀前设置了卸压装置。同时对卸压装置的开启和流量特性进行了模拟。此外,分析了卸压管线的变化以及主蒸汽管道增加支管的情况对汽锤的影响。以上研究结果可应用于系统设计和管道力学应力计算分析,优化管道的布置,对提高主蒸汽系统和电厂的安全性具有重要的意义。     

长距离重力流输水系统水锤模拟及其防护研究

针对长距离重力流输水系统中的水锤防护问题,以山西省乡宁县县城重力流供水工程为背景,依据水锤计算的基本原理,建立水锤计算模型、末端调流调压阀边界条件及超压泄压阀边界条件,通过数值模拟计算,提出了重力流输水条件下的水锤防护新思路。根据输水管线的稳态运行情况,首先确定了输水管线在末端调流调压阀不同线性关闭方式下的水锤压力变化规律,得出阀门最优关闭时间为1 200s;其次,经优化计算,使用24个空气阀与2台超压泄压阀联合防护,可以确保工程安全运行。研究成果可为重力流工程设计提供参考。     

Numerical and experimental investigation of optimum surge tank forms in hydroelectric power plants

Load changes occurring in water turbines often result in pressure waves at hydroelectric power plants. Load reduction or the sudden closure of the turbines causes high pressures to build on the penstock similarly to a water hammer. This pressure can cause damage to components of the power plant. Surge tanks are used to prevent these problems. For two power plants operating at similar flow rates, diameters and lengths of the penstocks, and diameters and lengths of the tunnels, the surge tank with a smaller volume is the most economically viable.The purpose of this study is to obtain an optimised surge tank configuration to reduce the cost of a hydropower plant in the future. Two methods were used for determining the optimum tank form: characteristic and finite difference methods (for the rigid and elastic method/approach). In addition, frictional losses and velocity loads inside the pipes and surge tanks were examined for different surge tank configurations in this study.In this paper, economically optimised surge tanks used for hydroelectric power plants were investigated. For this purpose, four basic surge-tank systems were numerically investigated. A 2° inclined straight V-type surge tank was found to be the most optimum configuration. Both rigid and elastic water column calculation methods were used for this study. Following this approach, an experimental model of a hydroelectric power plant with an optimised surge tank was created based on the model. This experimental model and prototype were numerically investigated. Finally, the results were compared and were found to be in agreement.     

新疆某供水工程停泵水锤计算与防护措施选择

鉴于新疆某工业供水工程采用二级泵站输水时输水管线长、地形起伏大、泵站扬程高等问题,水锤计算与防护对工程安全运行具有重要意义。采用带插值的特征线法,分别计算泵站在各种可能的初始条件下水泵发生事故停泵后,水泵出现的最大飞逸转速及管线最大水锤压力,分析了各种水锤防护措施,提出对一级泵站设一座单向调压塔,管道沿线设7处普通空气阀,泵出口阀采用两阶段关闭;对二级泵站布置二座单向调压塔,管道沿线共设15处普通空气阀,泵出口阀两阶段关闭;就可以降低水泵最大飞逸转速及管道压力等级,并消除水柱分离现象。     

水轮机水压,转速联合预测控制器研究

本文论述了水轮发电机水压、转速联合预测控制的设计方法,给出了仿真研究结果。水压预测分别在刚性水锤及弹性锤两种情况下进行。仿真结果表明本文方法可明显改善引水道的水击效应,而转速仍具有较好的动态性能。     

电厂流体系统设计压力及温度的确定方法

讨论了常规火电厂、压水堆核电厂流体系统设计压力及设计温度的确定方法,任何时候,管道、阀门及其它部件的标准压力等级都应熟记于心,都应结合具体的系统工艺,通过仔细精确的设计计算,安全合理地确定系统设计压力、设计温度达到一个更低的合理值。