含氣墊調(diào)壓室的水電站輸水系統(tǒng)小波動穩(wěn)定分析

福堂水電站調(diào)壓室施工期圍穩(wěn)定分析——福堂水電站調(diào)壓室的特點是開挖斷面大．巖石較為破碎，裂隙發(fā)育，穩(wěn)定性差本文采用邊界元法和有限元法對井筒圍巖進行了穩(wěn)定分析，分析表明，施工前必須對圍巖進行固結(jié)灌漿．并提出了灌漿范圍和錨噴支護的參數(shù)．以及加強施...

國內(nèi)外已建的氣墊調(diào)壓室都是利用經(jīng)過處理的圍巖自身或再輔以在其周邊設(shè)置的水幕來防止氣室漏氣。但據(jù)國內(nèi)外的工程實踐,即使對巖體采取了復(fù)雜而昂貴的工程處理措施,也難以確保氣室的氣密性。金康電站的地質(zhì)條件較差,氣墊室采用鋼板防止氣室漏氣,克服了氣室閉氣難的問題,實現(xiàn)了工期省、投資省、調(diào)壓室運行可靠的目標(biāo)。鋼罩式氣墊調(diào)壓室在金康電站的成功應(yīng)用,將對引水式電站具有較大的推廣價值。

本文利用ｌｉａｐｕｎｏｆ運動穩(wěn)定性理論對并網(wǎng)運行的水電站調(diào)壓室大波動所需的穩(wěn)定斷面進行了探討，給出了確定調(diào)壓室穩(wěn)定斷面的一般方法，為實際工程設(shè)計提供了理論依據(jù)．

地下水電站的氣墊式調(diào)壓室 [挪威]d．c．戈達爾h．葛霍特t．特克爾e．布羅赫 [提要]在挪威，自7o年代開始采用氣墊式調(diào)壓室以來t目前已有9處投入運行，其中有6址質(zhì)量奇人浦意．右 2址為醯步空氣扳失曾進行垃修補處理．車文舟紹了這類謂壓室的幾何形狀、動力特性、運行情況等t并對硐室 中的空氣撮失計算．氣處理方法及設(shè)計打案等作了簡要探討． 一 、 一般特性和布置 表l列出了挪威現(xiàn)有帶氣墊式謂壓室水電站的 特性數(shù)據(jù)和投入運行的年份，其中托爾帕電站正在施 據(jù)弓f水隧嗣通過區(qū)域的地質(zhì)條件確定．奧薩電站由 于緊靠廠房的巖石滲透性強．故只能在距廠房上游 1100m處布置謂壓室。這樣，弓f水道的值與水輪 機制造廠要求的限制值十分接近。從表2可以看出， 工中。除2十電站外．其余電站從水輪機到謂壓室的距離都 氣墊式謂壓室可更靠近廠房上游側(cè)

概述了國內(nèi)外水電站氣墊式調(diào)壓室的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀,對氣墊式調(diào)壓室的工程地質(zhì)、氣體動態(tài)特性、模型試驗、安全水深和運行控制等方面的研究成果進行綜述,指出了需進一步研究的方向和應(yīng)用前景。

目前水電站明鋼管可靠度評估主要結(jié)合跨中管壁部位進行計算,但并未充分反映其他部位對結(jié)構(gòu)可靠性的影響。為此需考慮鋼材強度參數(shù)、靜水壓力、水錘和焊縫系數(shù)的隨機特性,建立水電站明鋼管跨中管壁、支承環(huán)近旁管壁邊緣、加勁環(huán)及其近旁管壁、支承環(huán)及其近旁管壁4個基本部位的強度安全功能函數(shù),給出了基于jc法的管道結(jié)構(gòu)可靠度評估方法。按當(dāng)前設(shè)計方法確定的明鋼管結(jié)構(gòu),加勁環(huán)及其近旁管壁和支承環(huán)及其近旁管壁的可靠指標(biāo)低于目標(biāo)可靠指標(biāo),不能充分保障結(jié)構(gòu)強度安全,存在局部失效的風(fēng)險。

以清遠水電站為例,基于水電站管道系統(tǒng)布置特點,構(gòu)建了水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)狀態(tài)空間模型,利用matlab求解微分方程,采用現(xiàn)代控制理論的狀態(tài)空間法對一管四機、帶上下游調(diào)壓室的水電站進行小波動過渡過程計算,并與topsys非線性模型的計算結(jié)果進行比較。結(jié)果表明,該方法具有較好的計算精度、有效可行。

調(diào)壓室的幾何形狀與斷面尺寸是和水頭損失是密切相關(guān)的,減少尾水調(diào)壓室的水頭損失是優(yōu)化調(diào)壓室系統(tǒng)設(shè)計的重要內(nèi)容之一。對待建及已建電站的調(diào)壓室的穩(wěn)定性進行分析,具有非常重要的現(xiàn)實意義。文章討論了\"理想\"調(diào)速器情況下,忽略壓力管道水流、機組和負載頻率的調(diào)節(jié)過程中,調(diào)壓室所需滿足的斷面要求。最后,重點探討了不同水位波動情況對調(diào)壓室的穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果對調(diào)壓室斷面的確定具有重要的指導(dǎo)意義。

本文通過電力系統(tǒng)對調(diào)壓室穩(wěn)定斷面的影響分析認為,只有在電力系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)峰和調(diào)頻或事故備用以及孤立運行的水電站調(diào)壓室斷面應(yīng)滿足穩(wěn)定斷面面積的要求,其余大多數(shù)水電站調(diào)壓室斷面可以不受托馬臨界穩(wěn)定斷面面積的限制.本文提出的觀點供調(diào)壓室設(shè)計人員參考.

簡要介紹氣墊調(diào)壓室原理、地質(zhì)地形條件、優(yōu)缺點及自一里工程氣墊式調(diào)壓室概況,對自一里氣墊調(diào)壓室施工技術(shù)要求、施工方法等作了簡要介紹。

超長引水隧洞水電站設(shè)置氣墊式調(diào)壓室可以有效抑制過渡過程中調(diào)壓室涌浪振幅，但蝸殼壓力的變化規(guī)律也因氣墊式調(diào)壓室的影響變得更為復(fù)雜。本文通過數(shù)值計算方法，分析了設(shè)氣墊式調(diào)壓室超長引水隧洞水電站大波動過渡過程中，導(dǎo)葉關(guān)閉時間、引水隧洞水流慣性、壓力管道水流慣性及調(diào)壓室參數(shù)∥等因素對蝸殼最大動水壓力的影響；并與常規(guī)調(diào)壓室進行對比，討論了氣墊式調(diào)壓室對超長引水隧洞水電站甩負荷過渡過程中反射水擊波特性的作用。結(jié)果表明：氣墊式調(diào)壓室對水擊波的反射效果不如常規(guī)調(diào)壓室，且氣墊和涌浪壓力之和最大值大于常規(guī)凋壓室最大水壓力，更容易發(fā)生蝸殼最大動水壓力，此壓力由調(diào)壓室壓力極值決定、不受導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律控制的影響。

龍灘水電站尾水系統(tǒng)設(shè)置敞開式尾水調(diào)壓井。本文對改用氣勢式調(diào)壓室的穩(wěn)定斷面、漏氣充氣、沿群布置、洞群布置、運行安全等問題做了探討，認為：由于水頭、流量、地質(zhì)、安全等因素所限，龍灘尾水調(diào)壓井不宜改用氣墊調(diào)壓室。

與常規(guī)調(diào)壓室相比,氣墊式調(diào)壓室有其獨特的水力特性,其對過渡過程影響和常規(guī)調(diào)壓室也有所不同。本文分別從大波動、小波動以及水力干擾三方面入手,討論氣墊調(diào)壓室水力性能對水電站過渡過程的影響。

結(jié)合實際工程,筆者就水電站技改工程中輸水系統(tǒng)的設(shè)計,進行了詳細的介紹,主要包括輸水系統(tǒng)方案、進水口、引水隧洞、調(diào)壓井、壓力鋼管的設(shè)計.

主要討論引水系統(tǒng)中有調(diào)壓室的水電站,當(dāng)一根水管向多臺機組供水時,水電站的水力-調(diào)速系統(tǒng)水力波動的穩(wěn)定性,重點分析多臺相同型號的水輪發(fā)電機組的運行特點,同時考慮到各機組之間的相互影響,建立整個動力系統(tǒng)的基本微分方程組,通過簡化,利用羅斯-霍爾維茨判據(jù)理論,推導(dǎo)出精確的穩(wěn)定計算公式,并通過工程計算實例加以說明。

應(yīng)用有限元分析軟件abaqus對某水電站暗河堵頭進行模擬和計算分析,結(jié)果表明,10m長度堵頭部分可以滿足初期封堵需要,16m長度可以滿足后期暗河蓄水和封堵需要,分段封堵分期擋水方案是可行的.

利用方程式的根的判別方程,得出不同調(diào)壓室斷面的調(diào)速器穩(wěn)定域

討論了設(shè)置上下游調(diào)壓室多機組水電站水力調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性,基于系統(tǒng)動力平衡原理與線性方程組穩(wěn)定性條件系數(shù)矩陣特征值實部皆為負值求取水力調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定域。通過實例分別計算了不同比例的支管管道參數(shù)穩(wěn)定域及一臺機組參數(shù)選定下另一臺機組的穩(wěn)定域。結(jié)果表明,多機組電站的各支管管道慣性時間常數(shù)越接近,其合并機組與未合并機組方法的計算結(jié)果越接近;多臺機組采用不同調(diào)速器參數(shù)同樣可確保系統(tǒng)的穩(wěn)定,為實際工程提供了可靠的理論依據(jù)。

金康水電站氣墊式調(diào)壓室鋼包方案,是依靠鋼筋砼夾一層薄鋼板封閉氣體。同時,采用平壓系統(tǒng)平衡氣室鋼筋砼外側(cè)水壓力和氣室氣體壓力。通過對金康水電站鋼包氣墊式調(diào)壓室的施工后,著重把有關(guān)施工技術(shù)作一介紹。

世界上已建的10座地下氣墊式調(diào)壓室的水電站均位于挪威。近年來,為解決環(huán)保問題和節(jié)約工程投資,我國已在四川自一里、小天都兩座水電站設(shè)計中采用了氣墊式調(diào)壓室方案。氣墊式調(diào)壓室的主要設(shè)計問題包括設(shè)計準(zhǔn)則、布置設(shè)計、氣體體積及尺寸的估算、水幕設(shè)計、防滲處理等方面內(nèi)容。

2009年8月31日～9月1日,中國水電工程顧問集團公司在成都主持召開了《水電站氣墊式調(diào)壓室設(shè)計規(guī)范》(送審稿)審查會。會議聽取了中國水電顧問集團成都勘測設(shè)計研究院修編組關(guān)于《水電站氣墊式調(diào)壓室設(shè)計規(guī)范》編制工作情況的匯

對洪家渡水電站引水系統(tǒng)在設(shè)置尾水調(diào)壓室和取消尾水調(diào)壓室兩種情況下的過渡過程進行了計算研究.計算表明,通過考慮機組特性、優(yōu)化機組導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律及合理整定調(diào)速器參數(shù),該水電站取消尾水調(diào)壓室的方案是可行的,其各設(shè)計參數(shù)控制值基本上能滿足設(shè)計要求.計算成果已作為該電站設(shè)計方案比較的依據(jù)之一