黑山水电站取消调压室的设计与研究

水电站的调压室起到调节水压的作用。由于发电站的引水管道较长,当机组运行中突然甩负荷关闭导叶时,水流的惯性作用,有很大的水锤效应,易损毁发电设备,如无调压室,水锤会击毁导水叶和其它过流部件,调压室的作用就是让水锤有一个释放的通道,以减小过流部件的压力。     

阻抗式调压室阻抗孔面积影响水力计算研究

采用非恒定流数值模拟计算方法,对某水电站工程的压力引水系统进行了仿真模拟计算研究。通过改变阻抗孔口面积与调压室底部引水管道面积的比值,探究蜗壳末端最大水锤压力、调压室涌波水位、调压室水位波动振幅和衰减度的变化规律,验证了水电站调压室设计规范要求阻抗孔口面积与调压室底部引水道面积之比不应小于15%的合理性。在满足设计规范的情况下,得出此工程阻抗孔口面积与调压室底部引水管道面积的合理比值为0.4～0.45。     

浅谈水电站调压室的设置

调压室是一种修建在水电站压力引水隧洞与高压水道之前或长的压力引水管道之间的建筑物。根据其布置形式,可以分为调压井或调压塔,调压井为利用地形从山中开挖出的井筒式,调压塔为在地面上修建的塔式。当水轮发电机突然增加或丢弃负荷时,水轮机的导叶将会关闭,在此时压力水道中将产生水锤,水锤波在压力水道中往返传播,引起压力的升降,在正水锤时,由于水锤波引起水压力增加,此时就需要加强整个压力引水道的结构和水轮机的强度,在负水锤时,为了防止产生真空,可能要求降低引水道的高程,从而加大设计水压力。过大的水锤压力不仅增加水工建筑物和水轮发电机组的造价,同时也给电力系统的稳定产生影响,因此需要修建调压室来改善水锤压力波。     

上游串联双调压室系统合理尺寸选择的研究

为了研究上游串联双调压室系统(主调压室为阻抗式,副调压室为简单式)合理的主、副调压室尺寸,结合长引水隧洞水电站工程实例,采用水锤计算的特征线法,运用过渡过程软件建立模型,对压力引水系统过渡过程进行计算研究。分析了主、副调压室不同直径组合下的调压室最高涌浪水位、波动衰减率和蜗壳末端最大水锤压力的变化规律。研究表明:对于布置双调压室系统,随着副调压室直径增大,主调压室阻抗孔对水锤压力的影响减弱;阻抗孔直径有一个临界值点,低于该点,副调压室最高涌浪水位随阻抗孔直径的增加而降低,高于该点,则上升;若副调压室直径过大,则主、副调压室水位波动衰减较慢。研究结论对类似工程合理地选择主、副调压室直径有一定参考作用。     

设有气垫式调压室的水电站引水道非恒定流计算方法

在有压引水式水电站的调压井设计中,需要采取措施尽量抑制调压室水位波动幅度和减小调压室的容积。采用阻抗式调压室和差动式调压室虽可达到此目的,但有时这两种调压井的布置受到地形限制,调压井若距厂房较远,压力钢管则较长。欲使调压室靠近厂房布置,需要压低调压室的运行水面(例如,要使其大大低于上游水库水位),这时就需要考虑采用气垫式调压室。气垫式调压室的运行水面取决于室中空气的初始压力,因此可根据实际地形选择调压室的布置高程,此种调压室因距发电厂房较近,故其下游的压力钢管承受较少的水锤压力,管道长度也相应缩短。但是应当指出,这种调压室的涌浪压力比较大。因此,采用它时,调压室上游引水洞承受的内水压增大。     

自动调压阀在小型水电站水锤防护中的应用

利用压力管道长距离引水,利用河道水头发电,在小型水力发电工程建设中已被广泛应用。长距离压力管道引水虽然造价低、施工简单,但水锤压力较高,对电站的安全存在一定的影响。本文结合肃北“十一”电站实例,介绍了小型水电站应用自动调压阀解决长距离压力管道水锤问题的成功经验。     

水电站水力过渡过程数值仿真的理论与实践

系统地介绍了水电站水力过渡过程数字仿真的基本理论和计算方法,过渡过程的起因和研究内容,并用多个水工模型试验测量的调压室水位、管道水锤压力及其压力过程线资料验证了计算方法及参数选择的合理性.利用CTD技术得到了调压室内的水流流态、三维流速分布以及调压室水位波动的动态演示.该数字模型已用于多个电站引、尾水系统的水力过渡过程计算,得到的调压室最高/最低涌浪水位、蜗壳及岔管断面最大/最小水锤压力、机组最大飞车转速以及它们的变化过程线,引水隧洞最大/最小内水压力包络线、小波动和水力干扰下的发电频率摆动、机组稳定性分析等成果,为工程设计提供了重要依据.     

某低水头大流量长引水式电站调压室设计

调压室的设置是减小水锤压力在水道中传递的有效方法之一,而调压室断面的大小则受托马稳定条件的制约。按托马稳定断面公式计算的低水头大流量长引水式电站稳定断面往往较大。结合某工程实际运行情况,考虑了电力系统的影响,论证了调压室断面减小的可能性,并拟定了适合该工程的调压室体形,最后通过过渡过程仿真计算论证了所采用调压室体形的合理性。     

长青桥水电站引水建筑物布置

长青桥水电站引水建筑物由进水口、引水隧洞、调压室和压力管道组成,压力管道采用竖井与平洞相结合。该文对水电站引水建筑物方案布置进行比较,供相似工程参考。     

长引水系统电站过渡过程数值研究

长引水系统水电站过渡过程具有调压室波动周期长且衰减较慢、水锤压力较大等特点,应充分重视其系统的稳定性。基于综合有压管道特征线法和状态方程分析的联合算法,着重进行长引水系统水电站运行的安全稳定性分析,主要内容包括大波动过渡过程、小波动稳定性和水力干扰稳定性等,并且进一步结合算例进行数值计算分析,可为类似电站的设计和安全稳定运行提供可靠的依据。     

抽水蓄能电站引水系统几何特性对蜗壳最大压力的影响

抽水蓄能电站蜗壳最大水锤压力关乎管道的强度及机组的安全稳定运行，与引水系统几何特性密切相关。基于刚性水锤理论，定性分析了引水系统主/支管长度和横截面面积对蜗壳最大压力的影响规律，并针对实际工程开展了上述引水系统几何特性变动下的过渡过程数值模拟和验证。结果表明：蜗壳最大压力取决于引水管道中的水流惯性，引水管道总水流惯性越大，甩负荷工况下蜗壳最大压力越大；引水管道总长一定、主管与支管横截面面积之比大于2时，增大引水主管长度或增大管道横截面面积，可减小总的水流惯性，从而减小蜗壳压力；引水支管的长度一定时，减小引水主管长度或增大管道横截面面积，可减小总的水流惯性，从而减小蜗壳压力。     

调压室阻抗孔尺寸选择的研究

为了更深入研究阻抗式调压室阻抗孔尺寸与压力引水道断面尺寸的比值关系对调节保证计算结果的影响,采用非恒定流计算特征线法,以3条引水支管共用阻抗式调压室的工程实例为研究对象,进行了水电站压力引水系统仿真计算研究。通过对调压室涌浪水位、机组最大转速升高率和蜗壳末端最大水锤相对升压值计算成果的分析,得出调节保证计算参数均满足设计规范要求的前提下,阻抗式调压室阻抗孔面积与压力引水道断面面积比值的合理取值范围为28%~46%。该结论对指导类似工程建设具有一定的实际意义。     

南水北调中线工程北京西四环段输水安全分析

水锤是保证长距离输水管道安全的重要技术问题,工程中要避免弥合水锤的发生,降低水锤压力。由于受施工条件的限制,水锤防护措施的安装施工有时非常困难,往往需要作适当调整。根据对南水北调中线京石段应急供水工程北京西四环段通气孔设计,将通气孔概化成半气垫式调压室进行输水管道水力过渡过程计算分析。通过多方案比较分析,低水头长距离输水管道通气孔的设置可以在增加其它安全措施的基础上适当增大设置间距。     

水电十四局锦屏一级水电站两压力管道一次性充水成功

日前,水电十四局有限公司承建的四川绵屏一级水电站继2号尾水洞、5号6号尾水连接管顺利通过充水试验后,关键的5号、6号引水压力管道又取得一次性充水的成功。锦屏一级水电站引水发电系统由进水口、压力管道、主厂房、主变室、出线竖井、尾水调压室、尾水隧洞等组成,地下厂内安装6台单机600MW的水轮发电机组,调压室上游侧为1机1洞结构,经调压室后,变为3机1洞。其中引水压力管道布置为斜井式,由上平段、上弯段、斜井段、下弯段及下平段组成,采用单机单管供水。6条引水管道最长的556．789m、最短的463．486m,管径9m。压力管道以厂房防渗帷幕线为界,以上采用钢筋混凝土村砌,衬砌厚度为lm,以下在混凝土衬砌内壁再设钢板衬砌。     

单向调压室工作原理及其应用

单向调压室是一种适合长距离输水工程选用的水锤防护设施,在事故停泵后补给水系统管道内压力降低到设定值时,及时向系统补水,从而有效地防止“非常水锤”。特别是结构简单、造价低廉、运行方便可靠。     

气垫式调压室稳定断面积研究

基于刚性水锤理论,考虑了压力管道的水流惯性及实际水轮机特性和调速器作用,运用稳定性理论,推导了气垫式调压室临界稳定断面积的详细公式。在此基础上分析最不利稳定断面积的取值,根据近年来国内十个不同水头段引水式水电站的资料,进行该公式各项参数的统计分析。结果表明:气垫式临界稳定断面详细公式主要由考虑水轮机特性的引水隧洞水流惯性项F_(th1)、压力管道项F_(th2)及调速器特性项F_(th3)三部分组成,在形式上与常规调压室一致,区别仅在于(1+m×p_0/l_0)倍的系数关系。气垫式调压室最不利稳定断面积取决于最大水头与设计水头之间的某个既能满足(1+m×p_0/l_0)较大,也能满足e1的水头。随着电站设计水头的增大,系数(1+m×p_0/l_0)的值也呈线性增大趋势,不能笼统地判断气垫式调压室适用于高水头水电站,应根据电站的工程规模作进一步详细论证。     

水电站引水系统水锤压力计算的半经验公式

水电站引水系统中水锤压力的计算,至今仍以阿利维的水锤理论及其链方程组为基础,以及在此基础上发展起来的各种图解法、特征线法及电算法.其中阿利维对简单管道提出的计算末相水锤压力的解析法[即ζ_m=0.5σ     

牛栏江黄角树水电站复杂长引水系统设计

黄角树水电站为混合式开发电站,引水系统由进水塔、引水隧洞、上游调压室、压力钢管,及岔管组成,引用流量230.92m3/s,额定水头155m。引水隧洞布置在牛栏江左岸,全长约11.80km,隧洞沿线地形地质条件复杂。隧洞末端调压室采用地下长廊式调压室,避免了开挖高边坡,减小洞室跨度保证了施工安全。调压室后布置一分为二的钢管道,钢管末端接月牙肋钢岔管。     

带连通阀的阻抗调压室水锤防护特性研究

在大流量输水工程中,水泵抽水断电后,管线往往会有较强的压力波动,易造成沿线水位压力较低。结合某大流量输水工程,建立了带连通阀的阻抗调压室数学模型,对比分析了简单调压室、阻抗调压室和带连通阀的阻抗调压室的水锤防护特性,验证了带连通阀的阻抗调压室的优越性,并研究了其连通阀关闭规律对调压室水锤防护特性的影响。研究表明：与简单调压室和阻抗调压室相比,带连通阀的阻抗调压室水锤防护效果更佳,可有效提高调压室最低水位和沿线最小压强,减小占地面积;水泵抽水运行断电后,连通阀须尽早关闭,且存在较优关闭速率。     

基于过渡过程数值模拟的引水系统方案比选

调压室的设置位置是水电站引水系统设计的重点内容,不仅关系到工程造价,而且会对电站过渡过程调节保证参数产生影响。基于水力过渡过程的数学模型,对某电站引水系统三种布置方案进行了数值模拟,结果表明:在引水系统不是很长的情况下,适当增大引水隧洞以及压力管道的直径来改善调节保证参数是可行的;调压室越趋近于临界位置,对调节保证参数越有利,但调压室涌浪会有所增加。