解析水电站压力前池的设计重点

我国多数的引水式水电站都面临着两个大难题，一是冬季的防冰棱问题，二是夏季的引水排沙问题。如果设计水电站时不能有效解决这两个问题，则会影响水电站的后期使用。以下笔者结合具体的工程，系统探讨了水电站压力前池的设计重点。     

大跨度泵站多人字型前池导流墩整流分析

针对浙石化4×107t/年炼化取水口北区循环水泵房大跨度前池存在的主流集中、流速大、出现回流区、流道进水不均等问题,提出"多人字型"组合前池导流墩方案,并基于N-S方程、标准κ-ε湍流模型、重力相似准则,对"多人字型"组合导流墩方案进行数值模拟和物理模型试验研究。结果表明,"多人字型"组合导流墩方案起到了分散水流、降低主流流速、减少前池回流区域和回流流速大小的作用,为同类型大跨度直角进水前池的整治提供了依据。     

泵站前池防淤措施的试验与分析

我国西北地区以黄河为水源的泵站存在着严重的前池泥沙淤积问题，本文通过大量水力模型试验研究，提出防止泵站前池泥沙淤积的措施。     

Towards full predictions of temperature dynamics in McNary Dam forebay using OpenFOAM

Hydroelectric facilities impact water temperature; low velocities in a reservoir increase residence time and enhance heat exchange in surface layers. In this study, an unsteady three-dimensional model was developed to predict the temperature dynamics in the McNary Dam forebay. The model is based on the open-source code OpenFOAM. RANS equations with the Boussinesq approximation were used to solve the flow field. A realizable κ-ε model that accounts for the production of wind turbulence was developed. Solar radiation and convective heat transfer at the free surface were included. The result of the model was compared with the field data collected on August 18, 2004. Changes in diurnal stratification were adequately predicted by the model. Observed vertical and lateral temperature distributions were accurately captured. Results indicate that the model can be used as a numerical tool to assess structural and operational alternatives to reduce the forebay temperature.     

侧向进水城市排水泵站配水池水力优化设计

针对侧向进水泵站前池中容易出现流态紊乱、各水泵机组来流不均的问题,利用计算流体力学(CFD)对设置配水池后的前池三维流场进行了数值模拟,研究了配水池的进口跌坎高度、底部结构形式和宽度对配水效果的影响,通过比较给出了优化设计参数.结果表明,配水池设计参数的优化可以显著提高其配水效果,为各水泵机组提供比较接近的来流条件,有助于提高泵站的整体运行性能.     

大型潜水泵泵站侧向进水形式的技术分析

针对大型潜水泵泵站,比较前池正向进水与侧向进水形式的特点,分析侧向进水形式的配水流态,并提出整流措施。以上海虹口港、杨浦港地区旱流污水截流工程为实例,介绍采用侧向进水形式,并配以整流措施的工程方案,经实践证明,方案是合理的,可减小土建投资。     

超长引水明渠水电站的过渡过程和运行调度

过渡过程计算分析对水电站安全运行极为重要。基于一维明渠和有压管道的非恒定流基本理论,针对某具有超长引水明渠的水电站,构建了"长引水明渠+压力前池+压力管道+机组"的过渡过程数学模型。根据边界条件,分别利用特征线法计算有压管道的瞬变过程和Preissmann隐式差分法计算明渠的瞬变过程。重点分析了本电站在机组甩负荷工况和增负荷工况下,引水明渠和压力前池中水位和流量的变化过程。并根据明渠浅水波传播慢的特点,针对电站增负荷工况,提出了该电站合理的运行调度方式,既保证了引水明渠及前池的最低水位满足安全运行要求,又保证了电站运行时一定的经济效益,可对类似的工程运行提供参考。     

闸站结合泵站前池流态优化

为了优化闸站结合泵站运行时的前池流态,消除不良流态的影响,采用物理模型试验和数值模拟相结合的方法,分析了不良流态发生的原因。提出了多种优化整流方案,研究了其整流效果,构建了由带通水孔的导流墙、Y型导流墩和沿流向导流坎所形成的组合式整流措施。数值模拟发现,带通水孔的导流墙能够有效缩小并上移导流墙后回流区,再借助Y型导流墩和沿流向导流坎的整流作用,能使前池水流均匀顺直地进入进水池,较好地解决了因横向流速产生的偏流问题。研究结果表明,该组合式整流措施使得进水流道进口流速均匀度由86.30%提高到了93.46%,进水池两侧轴向流速偏差度由原来的12.63%下降为3.47%,整流效果显著。研究成果可为类似泵站工程流态改善提供参考。     

城市供水泵站启停机对前池涌浪的影响

在调压室理论基础上,分析了泵站前池涌浪的波动周期和规律,并据此得出了单泵和多泵运行工况下,水泵不同时间间隔启停机的涌浪叠加效果。研究表明,数值计算结果与理论分析的规律一致,前池最不利的涌浪叠加时刻为上游管道流量的最大（小）时刻,该时刻对应前池水位变化梯度最大的时刻。在单台水泵进行启停机操作时,泵站其他正常运行机组的台数越多,越有利于平抑因该台水泵启停机而产生的前池涌浪叠加幅值。     

引水式水电站压力前池的控制与检测

本文对引水式水电站压力前池的控制、检测，以及提高引水式水电站经济效益的措施，作了详细介绍。