水电站变顶高尾水洞瞬变流计算及体型设计

对水电站变顶高尾水洞内明满交替流计算方法及变顶高尾水洞体型设计进行了研究，介绍了变顶高尾水洞的工作特点．采用改进狭缝法模型，结合某大型水电站取消尾水调压室方案进行瞬变流计算，提出了明满交替流分界点的处理方法．分别针对具有不同顶坡、底坡和底宽的变顶高尾水洞体型在不利工况下的瞬变流计算成果进行比较分析，结果表明，变顶高尾水洞具有一定的尾水调压室作用，若适当地选取体型参数可不设尾水调压室；顶坡对整个尾水系统的影响非常大，底坡和底宽的影响相对较小．     

水电站尾水管水击与尾水调压室涌波联合计算

糯扎渡水电站的最大工作水头为215m，安装了9台机组；其尾水系统采用3台机共用一个调压室和一条尾水隧洞的布置方式，无工程设计经验借鉴，应进行水击和调压室涌浪的研究．为此，采用特征线法．以尾水支洞与调压室连接处的压力为纽带，对该水电站尾水管水击和调压室涌浪进行了联合求解，模拟了典型工况尾水管的水击时间过程和调压室涌浪时间过程，得出了尾水管的最大水击压力和其发生的位置，以及调压室的最低涌浪水位数值计算结果与试验结果基本吻合．尾水位在最低和正常水位之间变动，突甩负荷时，尾水系统不会产生真空：调压室最低涌浪水位高于设计所要求的最低涌浪水位，说明该尾水系统的设计是合理的．     

水电站调节保证计算

本文对水锤方程中水头按全能量计算,即H=Z+P/r+v~2/2g。在计算过程中:调压室水体按刚性并计及其惯性影响;管道水锤按弹性,蜗壳水锤按刚性;作用在转轮上水头作为水能损失(水能转变为机械能);所有装置、设备的动特性均近似按静特性考虑。由于目前水轮机大都缺乏机组小开度及飞逸后的制动、水泵特性资料,本文作了一些简单易行的假定,计算结果与实测较接近。运用本文,在缺乏机组制动、水泵工况资料时,可进行带有串连管、分叉管、上下游调压室(或带有调压阀)、考虑蜗壳尾水管影响的水电站调节保证计算。文中分别列举了带有调压室及分叉管水电站、考虑蜗壳尾水管影响的水电站和带有调压阀水电站的计算实例。     

用微机进行水轮发电机组过渡过程计算

水轮发电机组过渡过程的计算是水电站设计、运行中不可缺少的重要环节。为满足这方面需要,我们研制了贯流式机组,带有不对称分岔、对称分岔管道机组的计算程序。利用本文提供的程序可在PC-1500机上完成忽略蜗壳、尾水管影响的简单管、串连管、对称分岔管,以及带调压室或不带调压室、不同型式水轮机在任意关闭规律下的非贯流式、非转浆式水轮发电机组过渡过程的计算,如图1所示。     

含明满流水电站尾水调压室稳定断面面积推导

基于托马假设条件,并考虑了明满流尾水系统中的水位波动对电站机组稳定性的影响,推导了含明满流的尾水调压室稳定断面面积计算公式.由该公式计算得到的调压室断面面积分为两部分:第一部分调压室断面面积为下游低水位对应的调压室稳定断面面积;第二部分调压室断面面积为满流时对应的调压室稳定断面面积,其洞身沿高度方向呈倒喇叭型.这种结构既减小了调压室的开挖工程量,又降低了调压室结构支护难度.该公式与托马稳定断面面积公式相似,方便实用,并经过工程实例验证了其合理性、经济性和安全性,可用于实际工程设计.     

水电站地下式厂房尾水调压室与导流隧洞衔接的涌波计算及试验研究

本文通过理论计算和模型试验研究,证明对于地下式水电站厂房,将施工导流隧洞改作正式尾水隧洞是可行的,从调压室的工作状况看,在任何工况下对水电站运行没有不良影响,因之具有明显的经济效益,可供今后类似的工程在规划、设计上作参考。     

双机共变顶高尾水洞系统水力干扰分析

采用有压管道特征线法、跟踪明满流分界点的明渠改进狭缝法和状态方程数值计算的联合算法,结合相应的边界条件,研究变顶高尾水洞方案的水力干扰问题,并与尾水调压室方案进行了比较分析,结果表明：变顶高尾水洞方案水力干扰对运行机组稳定性和调节品质的影响较尾水调压室方案小,此水力特性为变顶高尾水洞的应用提供了可靠的比选依据．     

分流式调压室分流比计算方法

以佛子岭抽水蓄能电站的尾水调压室为例,通过二维水流数学模型计算和水工模型试验得到尾水系统河道典型断面以及调压室的水位流量关系;利用图解迭代方法,对分流式调压室的分流比进行了计算,得出了调压室分流比与佛子岭水库坝前水位的关系,并分析了总流量及坝前水位对分流比的影响;指出了发电和抽水工况调压室分流比的差异.该方法对于用单一方法难以完成的工程水力学问题,具有很好的应用价值.     

河口水电站下游导墙爆破拆除试验参数的确定

河口水电站尾水基础河床基岩面揭露高程较高,为满足机组的设计发电,需对尾水基础进行石方爆破开挖,以保证机组尾水下泄水流的平稳扩散,消除或降低下游水位雍高后影响机组出力。根据施工地形情况,确定将尾水雍高处理分左右岸两期施工,从而降低或消除尾水的雍高值。同时在施工时需将电站1#、2#导墙下游导墙部分拆除,拆除采用爆破方式,为确定适宜的装药量及爆破参数。     

矩形调压室连接型式的研究

针对３台机组合用１条有压尾水隧洞的矩形阻抗式尾水调压室底部流道的体型进行了优化试验研究。研究了３种典型的底部流道体型的水头损失,以及机组负荷变化情况下不同的底部流道体型的水头损失与分流比的关系。结果表明,尾水调压室阻抗隔板下设曲线形分岔方案的流态较好,与常规无分岔的方案相比,减少水头损失的５０％,可显著提高发电效益。     

双江口水电站深埋地下隧洞微震活动特征分析

双江口水电站尾调交通洞埋深大,围岩主要由花岗岩组成,地应力高,地应力与岩体强度比值大,开挖卸荷作用下围岩极易发生岩爆现象。本文结合地质资料、开挖形式,对岩爆分布及破坏特征进行了分析。并利用微震监测,采集并分析微震事件特征,揭露了岩爆与微震事件的内在联系,研究结果发现：双江口尾调交通洞微震事件主要聚集于靠山侧,在岩爆发生前24小时突然聚集;高应力围岩在开挖作用下的应力调整是岩爆发生的根本原因。该研究结果可为类似工程中岩爆的监测与预报提供一定的借鉴作用。     

气垫调压室临界稳定断面计算参数取值讨论

针对气垫调压室断面尺寸通常取决于其临界稳定断面这一特点,指出电站静水头、机组引用流量和调压室水位微幅扰动时气体的热力学过程是影响该临界稳定断面的重要因素。对调压室内气体与环境之间热传导过程进行研究,认为以等温变化(多方指数取1.0)模拟小扰动下气体的热力学过程更符合实际情况。对气垫调压室临界稳定断面计算公式进行数学分析并结合工程实例进行计算,结果表明,以电站正常运行时可能出现的最大静水头及其对应流量作为临界稳定断面的计算条件,能满足其他可能工况下的调压室水位波动稳定性要求,更利于工程安全。     

新式差动调压室的优点及其应用

新式差动调压室具有穿井系数小．调压室容积小，结构和施工简单的优点．应用于 水电站可以起到节省投资和快速施工的目的。有推广价值。     

地下式水电站调压室交通洞风速试验

通过调压室交通洞风速的测定研究了其发生发展的特征，为保证电站运行中交通洞及其附近的安全，提出了设置通风塔的工程对策，对目前广泛采用的地下式水电站的设计具有实际参考价值。     

长距离输水系统串联多阻抗调压室的水锤防护效果

结合某长距离、大流量输水工程,系统分析了单阻抗调压室和串联多阻抗调压室两种布置情况下阻抗孔径对水锤防护效果和最低涌浪的影响。结果表明:单阻抗调压室防护方案下,通过改变调压室阻抗孔径可降低水锤压力,提升调压室最低涌浪,有效减小调压室占地面积;相比于单阻抗调压室防护方案,串联多阻抗调压室的防护效果更佳,可提高管线最小压力和最低涌浪,显著减小调压室总面积,且主、辅调压室均存在最优阻抗孔径。     

大型长廊式调压室围岩稳定性数值仿真分析

西部水电建设中,大型长廊阻抗武调压室应用越来越多,此类调压室整体形状窄长,一般具有高边墙、大跨度等特点．以黄金坪水电站调压室为例,结合其自身特点,运用弹塑性围岩理论,对开挖和灌浆锚固过程中的长廊式调压室围岩稳定进行数值分析．最后,针对长廊式调压室特点给出有利于围岩稳定的建议,为同类工程及相关研究提供参考．     

底部设置隔壁式岔管的调压室水力特性三维数值分析

为了研究底部设置隔壁式岔管的调压室复杂水力特性,通过构建底部设置隔壁式岔管的调压室结构的三维数值计算模型,分析了典型流态下调压室的水流流态特性、分流/合流流态下局部水头损失系数与分流比的关系、正常运行工况下水流流经调压室底部的水头损失系数和水头损失特性,并推导得到了水流全部流进/流出调压室的水头损失系数和流量系数转换公式,较全面阐明了底部设置隔壁式岔管的调压室的局部水力特性。结果表明,三维数值模拟方法能准确揭示相应调压室结构的水力特性,水流全部流进/流出调压室的流量系数总体介于0.6~0.8之间,与规范相比,水流流进/流出调压室的流量系数相对较大。     

水击和调压室水力实验装置研制

自主研制的水击和调压室水力实验装置,可测定阀门不同启闭规律和管道上不同流速条件下的最大水击压力、水击压力过程线、沿管道水击压力分布以及调压室最高最低涌浪水位和水位波动的衰减过程;并且利用计算机测控,一次完成水击和调压室水力实验测控过程及数据采集和波型回放;通过实验证明,压力管道最大水击的实测值和理论计算值吻合,设置调压室时,调压室最高、最低涌浪水位和水位波动过程与实际情况完全吻合。