非恒定流过渡过程计算的水电站调压室优化设计

超长引水隧洞水电站设置气垫式调压室可以有效抑制过渡过程中调压室涌浪振幅，但蜗壳压力的变化规律也因气垫式调压室的影响变得更为复杂。本文通过数值计算方法，分析了设气垫式调压室超长引水隧洞水电站大波动过渡过程中，导叶关闭时间、引水隧洞水流惯性、压力管道水流惯性及调压室参数∥等因素对蜗壳最大动水压力的影响；并与常规调压室进行对比，讨论了气垫式调压室对超长引水隧洞水电站甩负荷过渡过程中反射水击波特性的作用。结果表明：气垫式调压室对水击波的反射效果不如常规调压室，且气垫和涌浪压力之和最大值大于常规凋压室最大水压力，更容易发生蜗壳最大动水压力，此压力由调压室压力极值决定、不受导叶关闭规律控制的影响。

为了减小水电站输水系统过渡过程中产生的水锤压力,常常会在输水系统中设置调压室。通过基于不考虑水体弹性的理论推导以及考虑水体弹性的数值模拟,对无调压室及有调压室两种方案下输水系统小波动的过渡过程进行比较分析,以便较为全面地对设置调压室或不设置调压室是否会对水电站输水系统小波动的过渡过程产生影响展开研究。研究结果表明:在相同布置条件下,无调压室及有调压室两种方案的输水系统的小波动过渡过程均是稳定的；设置有调压室的输水系统小波动的过渡过程要优于未设置调压室的输水系统小波动的过渡过程。从研究结果来看,设置调压室对水电站输水系统的小波动过渡过程具有改善作用。

西沟水电站技施设计针对引水隧洞长、电站水头高和调压室处地势低的特点，为降低调压室的高度、缩小调压室容积，避免在地面以上修建高大的调压塔，经过多方案的研究和优化，设计了具有阻抗差动作用的带有上外室的溢流式调压重。这种新型调压室结构简单，技术要求不高，布置灵活，作用功能多，涌浪幅值小，工程造价较低，同双室式和外溢流式调压室比较，可节省投资近３０％。

在考虑气体可压缩性的基础上,建立了地下式水电站调压室交通洞过渡过程中的气体运动数学模型,依据气体管道瞬变流的特征线法,提出了风速模拟的方法并编制了完整的模拟程序,通过与试验结果的对比验证了所提求解方法与模拟程序的适用性与合理性。然后分析了交通洞的体型(长度、断面积、倾角)对风速发展、分布及波动过程的影响,并从波动叠加的角度揭示了各因素的作用机理。结果表明:对于地下式水电站调压室交通洞在过渡过程中的风速的模拟,考虑气体可压缩性是必要的。交通洞断面的风速波动过程由低频质量波(基波)与高频弹性波(谐波)叠加而成。通气洞长度影响谐波的振幅和周期、断面积影响基波和谐波的振幅、倾角则仅影响谐波的振幅。

与常规调压室相比,气垫式调压室有其独特的水力特性,其对过渡过程影响和常规调压室也有所不同。本文分别从大波动、小波动以及水力干扰三方面入手,讨论气垫调压室水力性能对水电站过渡过程的影响。

利用相关程序,对四川毛尔盖水电站进行了水力过渡过程计算。通过对导叶关闭规律进行优化计算、调压室波动计算、大波动过渡过程计算、小波动计算以及调节系统的稳定分析,验证了该电站引水发电系统的设计是合理、可行的。

文中通过对宏发水电站进行水力过渡过程计算,为突破调压井托马断面提供了依据,在降低施工难度,节约工程投资的同时,保证电站的安全运行。

根据某电站上下游特征水位、机组参数和特征水头等资料,合理的确定出大波动过渡过程的计算工况。通过对各工况进行的详细计算和分析,结果证明蜗壳最大压力升高值、机组转速最大升高值和转轮出口最低压力值的发生工况及各工况数值满足有关技术规范要求,从而为水电站的启动调试和运行提供了依据。图1幅,表1个。

小型水电站工程在施工阶段,业主单位为了减少工程量及控制工程投资,往往提出对引水系统进行优化,如减小调压室段面面积；这样增加了电站水力过渡过程计算的难度,但是可通过优化导叶关闭规律和增加机组转动惯量,使水电站水力过渡过程计算满足要求,以达到节省工程投资的目的。表3个。

小型水电站工程在施工阶段,业主单位为了减少工程量及控制工程投资,往往提出对引水系统进行优化,如减小调压室段面面积；这样增加了电站水力过渡过程计算的难度,但是可通过优化导叶关闭规律和增加机组转动惯量,使水电站水力过渡过程计算满足要求,以达到节省工程投资的目的。表3个。

介绍了华能民治水电站在经过充分咨询论证的基础上,通过设计优化,摒弃了传统双室式调压室设计方案,采用了减少对环境的破坏、降低施工安全风险、性能优越、造价低廉和易于施工的气垫式调压室方案,取得了较好的效果。

调压室作为压力引水系统利用室内自由水面反射水锤波,限制水锤波进入引水道,减小压力水管及水轮机的水锤压力.改善水轮机在负荷变化时的运行条件及系统供电质量.其体型尺寸确定的是否合适对压力引水系统以后运行的稳定性影响很大,西花水电站在调压室设计过程中采用解析法初步确定调压室体型尺寸后并委托科研单位对引水系统进行了水力过渡过程计算,进一步优化了调压室的体型尺寸.

本文主要针对黄河拉西瓦、汉江毛坝关水电站工程,在物理模型试验资料的基础上,对水电站的水力过渡过程的仿真计算作了验证,验证计算方法和参数选择的合理性,并率定计算参数。得到调压室最高/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。在钻根水电站和扎古录水电站的调保计算中,计算了引水隧洞、压力钢管最大/最小水压力包络线、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。采用fluent软件模拟某瞬间调压室内的三维流场,动态地显示了调压室水位波动情况。

加拿大曼昆水电站具有特长的压力引水系统,不设调压井,而在水轮机蜗壳进口处装设调压阀。本文对水轮机过渡过程进行了分析计算,其结果对国内高水头中小型水电站以减压阀代替调压井具有参考价值。

冗各水电站在施工阶段进行水力过渡过程计算时,通过对不同的运行组合工况进行分析,选取了适合该电站的工况进行计算.通过计算,推荐采用导叶两段关闭的关机规律,计算结果满足规范要求.电站施工后,引水系统参数略有调整,根据调整后的数据,按照电站运行后的甩负荷试验数据及关闭规律,对水力过渡过程计算进行验算,其结果基本与实际情况吻合.

冗各水电站在施工阶段进行水力过渡过程计算时,通过对不同的运行组合工况进行分析,选取了适合该电站的工况进行计算。通过计算,推荐采用导叶两段关闭的关机规律,计算结果满足规范要求。电站施工后,引水系统参数略有调整,根据调整后的数据,按照电站运行后的甩负荷试验数据及关闭规律,对水力过渡过程计算进行验算,其结果基本与实际情况吻合。

在水电站过渡过程计算分析中,首要也最难确定的是计算工况,特别是控制工况。依据水电站过渡过程基本理论与多年来相关课题实际经验,系统地阐述计算分析中的目标参数、约束条件、相关资料和拟定计算工况的基本原则,以满足工程设计和科学研究的需要。

为保证电站安全稳定运行,通过对调压井位置、参数以及调压井后输水系统参数的调整,对机组水力过渡过程进行大波动、小波动分析计算,确定经济合理的电站输水系统和机组方案参数。

本文介绍利用程序进行水电站水力过渡过程计算。通过对下坂地水电站的调压室涌波计算、调节保证计算以及调节系统的稳定分析,为电站及引水系统的设计提供了依据。

文中通过对宏发水电站进行水力过渡过程计算,为突破调压井托马断面提供了依据,在降低施工难度,节约工程投资的同时,保证电站的安全运行。

在水电站的运行中总伴随着水力过渡过程,对电站进行过渡过程分析与计算相当重要。本文介绍了当今先进的科学计算软件matlab的特点,并利用该软件对紫坪铺水电站的水力过渡过程从数学模型、计算仿真等方面进行了分析、计算与研究,以便寻求合适的电站运行方式、机组关闭规律等。为电站及引水系统设计优化、安全运行提供依据。

本文介绍了波波娜水电站水力过渡过程计算。通过对波波娜水电站的调压室涌波计算、调节保证计算,为电站及引水系统的设计提供了依据,为调压室相关体型结构参数取值提供参考。