丰满三期工程发电引水系统水力过渡过程计算研究

摘要

本文结合丰满三期工程发电引水系统工程实例中阻抗升管式调压室的尺寸变化对水力过渡过程的影响分三种工况进行计算研究并分析;与此同时对于调压室位置变化对水力过渡过程的影响以及导叶关闭规律对水力过渡过程的影响也进行计算研究并分析。具体研究方法为:建立水力过渡过程水锤基本方程并用特征线法求解水锤基本方程;调压室在各种工况下的涌波全过程可以通过电算法用四阶龙格—库塔数值积分法计算;建立各管段以及衔接段、阻抗式调压室、水轮机的边界条件;用Fortran语言编写程序联合计算调压室涌波全过程、机组转速变化、各管段及衔接段水锤值。通过计算得到蜗壳末端的压力变化过程、压力隧洞末端的压力变化过程、调压室水位波动的变化过程以及机组转速的变化过程。
　　本研究中发现调压室尺寸变化、不同的调压室布置位置以及不同的导叶关闭规律都将对水电站水力过渡过程产生重大影响,现简要列出所得的几个结论：⑴工况一、二条件下,调压室直径由小到大变化而阻抗孔直径不变:调压室最高水位值依次减小;调压室最低水位值依次增大;蜗壳末端压力上升最大值依次减小;机组转速上升最大值以及隧洞末端压力上升最大值也依次减小。⑵当调压室位置靠近水力发电机组时,调压室最高水位值、隧洞末端压力上升最大值均大于调压室位置未变化时的计算值;调压室最低水位值、蜗壳末端的压力上升最大值、机组转速上升最大值均小于调压室位置未变化时的计算值。⑶导叶按折线关闭规律关闭时,同一导叶关闭方式下阻抗孔直径不变而调压室直径由小到大变化:调压室最高水位值依次减小;调压室最低水位值依次增大;蜗壳末端压力上升最大值依次减小;隧洞末端压力上升最大值依次减小;机组转速上升值依次减小。

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主要符号表

1 绪论

1.1 课题提出的背景及研究意义

1.2 水力过渡过程的研究历史及现状

1.3 本课题的主要研究内容

1.4 本章小结

2 基本原理和计算方法

2.1 压力管道中的非恒定流

2.2 调压室水位波动

2.3 本章小结

3 边界条件的建立

3.1 管系分段

3.2 进口节点、串联节点及分岔连接节点等边界

3.3 阻抗式调压室布置方案及边界条件

3.4 水轮机边界条件

4 丰满三期工程发电引水系统水力过渡过程计算分析

4.1 实例资料

4.2 计算框图与程序

4.3 计算成果

4.4 调压室位置变化对水力过渡过程的影响

4.5 导叶不同关闭方式对水力过渡过程的影响

4.6 本章小结

5 结论与总结

5.1 结论

5.2 总结

致谢

参考文献

附录