佛子嶺抽水蓄能電站上庫進(jìn)出水口水力實(shí)驗(yàn)

通過物理模型試驗(yàn),測試了發(fā)電和抽水兩種工況下惠州抽水蓄能電站上庫進(jìn)出水口的流速分布、各通道流量分配、進(jìn)出水口水頭損失及入流漩渦等水力參數(shù),并對庫盆流態(tài)進(jìn)行了觀測.試驗(yàn)結(jié)果表明,惠州抽水蓄能電站上庫進(jìn)出水口及引水隧洞的體型布置是基本合理的,可供其他類似工程初步設(shè)計時參考.

南陽回龍抽水蓄能電站下庫進(jìn)出水口為雙向流道,體型設(shè)計要求嚴(yán)格。為提高效率,減小水頭損失,進(jìn)行了進(jìn)出水口體型模型試驗(yàn),以改善進(jìn)出水口體型水力條件。通過調(diào)整轉(zhuǎn)變角度和半徑、優(yōu)化進(jìn)出水口箱涵體型等措施,使出流斷面流速基本均勻分布,有效提高了引水發(fā)電系統(tǒng)的總效率。

廣州抽水蓄能電站是我國興建的第一座大型抽水蓄能電站。對該電站下庫進(jìn)出水口試驗(yàn)資料進(jìn)行分析和總結(jié),并介紹該電站下庫進(jìn)出水口模型設(shè)計、水力參數(shù)和體形優(yōu)化等試驗(yàn)研究成果

白山抽水蓄能電站為技術(shù)改造項(xiàng)目,其地下廠房及附屬洞室的布置受到白山一、二期工程及霧化防護(hù)工程的制約,同時要考慮施工時不能影響一、二期廠房的運(yùn)行,致使上庫進(jìn)/出水口底板高程布置亦受到了限制,上彎段產(chǎn)生了較小的負(fù)壓。分析了在引水洞上彎段產(chǎn)生較小負(fù)壓的情況下結(jié)構(gòu)的受力情況及運(yùn)行安全。

采用flac3d進(jìn)行流———固耦合分析,并對泰安抽水蓄能電站進(jìn)出水口圍堰防滲結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三維流———固耦合計算。同時,也分析了施工過程對圍堰和堤基穩(wěn)定性的影響。

豎井式進(jìn)出水口在抽水蓄能電站上庫的應(yīng)用和研究情況在國內(nèi)較少。本文結(jié)合某抽水蓄能電站上庫模型試驗(yàn)任務(wù),利用模型試驗(yàn)及數(shù)值計算方法,對某體型進(jìn)出水口的發(fā)電和抽水各種工況下的進(jìn)出水口流速分布、水頭損失、旋渦等水流特征進(jìn)行了分析研究。從堰型和防渦梁角度進(jìn)行了體型優(yōu)化,提出了階梯防渦梁的優(yōu)化體型。該研究內(nèi)容,對于雙向水流的流道研究,具有重要的參考價值。

根據(jù)清遠(yuǎn)抽水蓄能電站的實(shí)際施工條件,以方便電站運(yùn)行維護(hù)為原則,提出了溜槽運(yùn)輸、手拉葫蘆起吊的施工方案。該方案結(jié)合工程的實(shí)際情況,根據(jù)施工單位的能力設(shè)計出切實(shí)可行、并能使工程順利安全地進(jìn)行,體現(xiàn)了設(shè)計、施工的創(chuàng)新以及共同為工程服務(wù)的宗旨。

針對江蘇宜興抽水蓄能電站上進(jìn)/出水口地形地質(zhì)條件及防滲要求高的特點(diǎn),結(jié)合工程實(shí)際,采用外包鋼筋混凝土鋼管結(jié)構(gòu),并簡要介紹該結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點(diǎn)。

惠州抽水蓄能電站下庫采用側(cè)式進(jìn)出水口,一期尾水隧洞與進(jìn)出水口采用同軸線布置,二期尾水隧洞在平面上布置有一彎道。通過物理模型試驗(yàn)對下庫進(jìn)出水口水力特性進(jìn)行研究,測試包括發(fā)電和抽水兩種工況下進(jìn)出水口流速分布、各通道流量分配、進(jìn)出水口水頭損失及入流漩渦等水力參數(shù),通過多方案比較,解決了下庫出水口流速分布不均和出流偏流等問題。

抽水蓄能電站的一個顯著特點(diǎn)是上水庫的防滲要求很高。對于連接上進(jìn)出水口和引水隧洞的埋管段,如果采用鋼筋混凝土管很難滿足限裂要求,而僅采用鋼管也難以滿足抗外壓穩(wěn)定,因此江蘇宜興抽水蓄能電站埋管段采用了外包鋼筋混凝土鋼管結(jié)構(gòu),以滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和防滲的要求。

抽水蓄能電站上水庫的防滲要求很高,連接上進(jìn)/出水口和引水隧洞的埋管段需承受較大回填塊石壓力,如果采用鋼筋混凝土管很難滿足防裂要求,而僅采用鋼管也難以滿足抗外壓穩(wěn)定,江蘇宜興抽水蓄能電站埋管段采用了外包鋼筋混凝土鋼管結(jié)構(gòu),以滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和防滲的要求。

引水隧洞是抽水蓄能電站工程的重要組成部分,連接上下水庫。引水隧洞進(jìn)/出水口方案的選擇是為了查明進(jìn)/出水口洞口地質(zhì)條件并建議進(jìn)洞點(diǎn)及閘門井的位置,為優(yōu)選進(jìn)洞位置及邊坡支護(hù)設(shè)計提供依據(jù)。本文以上水庫進(jìn)/出水口為例,淺要分析上水庫進(jìn)、出水口方案的優(yōu)化選擇,并提出洞口開挖支護(hù)建議及邊坡坡比建議值,以期提供洞口優(yōu)選的一點(diǎn)體會和思路

采用小孔擴(kuò)散方式所建立的軸對稱二維切片模型和二維軸對稱數(shù)值模型,對抽水工況的出流特性和尾流的水流擺向進(jìn)行了研究.試驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果顯示,抽水工況下出流可視作射流,水流擺向與水位有一定關(guān)系,高水位時擺向河床,低水位時擺向水面;三維模型對比試驗(yàn)顯示,抽水工況下采用防渦板結(jié)構(gòu)時的進(jìn)/出水口水頭損失系數(shù)可達(dá)0.61,而無防渦梁、階梯防渦梁和水平防渦梁等3種結(jié)構(gòu)的水頭損失系數(shù)范圍為0.44~0.48;發(fā)電工況下水頭損失系數(shù)均接近0.40.試驗(yàn)結(jié)果顯示,豎向擴(kuò)散段的擴(kuò)散角小于9°時能保證配水均勻.采用2~3倍發(fā)電流量觀察發(fā)電工況時漩渦的形成,試驗(yàn)顯示漩渦的變化特征隨水位發(fā)生變化:高水位時在進(jìn)/出水口頂蓋上部形成單一的漩渦;當(dāng)水位降低到一定程度后,大環(huán)流轉(zhuǎn)化為若干個漩渦,漩渦數(shù)量與導(dǎo)流墩數(shù)量相同.兩個進(jìn)/出水口同時運(yùn)行時,環(huán)流之間相互干擾,可能形成一順一逆環(huán)流.

通過對廣蓄和惠蓄等工程進(jìn)、出水口試驗(yàn)研究資料的總結(jié)和分析,對抽水蓄能電站側(cè)式進(jìn)、出水口的體型布置、入流漩渦、流量分配、流速分布、水頭損失等及其改善措施進(jìn)行了探討。

『c l椽?』路。水口．談計 廣州抽水蓄能電站二期工程 上庫進(jìn)出水口橋梁與公路設(shè)計 ?． 7午 (廣東省水利電力勘測設(shè)計研究院) 摘要 本文著重介紹二期工程上庫進(jìn)出水口閘門井啟閉機(jī)室工作橋，攔污柵啟閉機(jī)室交通橋及對外 交通公路的結(jié)構(gòu)布置與設(shè)計． 1．前言 本文著重介紹二期工程上庫進(jìn)出水口工作橋、交通橋及公路的結(jié)構(gòu)布置與設(shè)計。四個進(jìn)出水口 撟粱與公路結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)如表l示．從表l可知，二期工程上庫進(jìn)出水口的橋梁和公路工程規(guī)模最 大。這是因?yàn)槎诠こ淘O(shè)計在永久公路技麓設(shè)計完成之后，且二期上庫引水隧洞的洞線、進(jìn)嗣點(diǎn)受 所需地質(zhì)、地形條件的限制． 2．基本資料 2．1建筑物級別 工作橋、交通橋?qū)?級建筑物，交通公路屬山嶺重丘區(qū)四級公路． 2．2水位 寰2木庫木位寰 一飆工程二期工程 水位單位 上庫下庫上庫下庫 死水位7

山西西龍池抽水蓄能電站位于山西省忻州市五臺縣境內(nèi)的滹沱河與清水河交匯處上游約3km處的滹沱河左岸,電站由上水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房系統(tǒng)、下水庫、地面開關(guān)站等建筑物組成,總裝機(jī)容量為1200mw(4×300mw),年發(fā)電量為18.05億kw.h,工程等級為ⅰ等。該抽水蓄能電站下水庫進(jìn)、出水口地質(zhì)條件比較復(fù)雜,整體施工工序多,難度大,工期緊,為了按期完成施工任務(wù),確保施工質(zhì)量,施工時從改進(jìn)施工工藝著手,合理安排和部署施工。

通過泰安工程下庫進(jìn)/出水口寬度、底板高程、擴(kuò)散段、前池段以及尾水明渠的設(shè)計介紹,闡述了抽水蓄能電站進(jìn)/出水口布置的設(shè)計思路,可供其它抽水蓄能電站設(shè)計進(jìn)/出水口時參考。

介紹了清遠(yuǎn)抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)的上、下庫進(jìn)/出水口金屬結(jié)構(gòu)的布置、主要參數(shù)和主要技術(shù)特點(diǎn),并就設(shè)計過程中出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行有益的探討分析。

馬山抽水蓄能電站上庫進(jìn)/出水口為井式進(jìn)/出水口,目前國內(nèi)只有碧敬寺和西龍池抽水蓄能電站采用此形式,工程資料較缺乏。通過對該工程進(jìn)/出水口進(jìn)行數(shù)值模擬計算和物模試驗(yàn),并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維有限元計算,最終獲得水流條件和結(jié)構(gòu)受力均較好的體型。

利用三維紊流數(shù)學(xué)模型,對某抽水蓄能電站上水庫進(jìn)/出水口原方案及其優(yōu)化方案抽水和發(fā)電工況進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了進(jìn)/出水口段的水頭損失、進(jìn)/出水口段的流態(tài)和流速分布等。原方案在抽水工況下,存在擴(kuò)散段及調(diào)整段頂蓋板下部產(chǎn)生水流分離區(qū)、攔污柵斷面有反向流速、各孔口流速不均勻系數(shù)偏大等不利水力學(xué)現(xiàn)象?？紤]以上不利因素,需對原方案進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化方案計算結(jié)果表明,在擴(kuò)散段和防渦梁段之間增加調(diào)整段、壓低擴(kuò)散段蓋板擴(kuò)散角以及增加擴(kuò)散段長度等措施均能改善水流流態(tài)。

利用k-ε紊流數(shù)學(xué)模型對某抽水蓄能電站上水庫蓋板豎井式進(jìn)/出水口進(jìn)行了數(shù)值模擬.針對有無攔污柵的情況,分析了攔污柵對進(jìn)/出水口流速分布和水頭損失等的影響.就整個進(jìn)/出水口而言,不模擬攔污柵,其結(jié)果基本能反映進(jìn)/出水口的水力學(xué)特性.

指出水電工程中導(dǎo)流洞封堵體穩(wěn)定性對于電站蓄水發(fā)電和安全運(yùn)行至關(guān)重要。在抗剪斷理論的基礎(chǔ)上采用水電工程上常用的計算方法對某水電站封堵體堵頭進(jìn)行計算并復(fù)核,分析并得出合理的堵頭長度,從而得出其在安全運(yùn)行上是可行的結(jié)論。