抽水蓄能电站压水气系统压水工况中阀门低温问题的数值模拟研究

摘要

抽水蓄能电站在压水工况中暴露出的管道设备过冷问题,是以压缩空气为工质的压水气系统的重要安全隐患。系统管路中的主要阀门,包括截止阀、节流阀和止回阀,在实机运行中均观测到阀体温度低于预期范围的现象。阀体过冷说明其内部有低温气流通过,但国内外针对压水气系统排气压水工况中,低温气流形成的机理研究和该条件下阀门的选型分析研究相对较少。采用SA单方程湍流模型,对压水气系统压水工况阀门处的低温问题,进行了非稳态全通道数值模拟研究,初步分析了过冷现象的发生位置、过冷程度和发生机理。研究结果表明,阀门结构因素导致的可压缩气体剧烈膨胀,是压水工况中高速气流过冷的根本成因,并据此为压水气系统阀门选型提供了可行建议。