水电站长有压引水系统水力过渡过程若干问题的计算研究

摘要

本文主要是采用数学解析法,根据水流的动力方程和连续方程,并在动力方程中考虑了阻抗孔的水头损失项,推导出了计算阻抗式调压室、圆筒式调压室极限涌浪的数学表达式,并根据表达式中的各个因子分析讨论了影响调压室涌浪值大小的若干因素。水电站压力引水系统水力过渡过程的正确分析,是引水发电系统优化设计以及水电站安全稳定运行的关键。
　　本文建立了引水式水电站压力引水系统水力过渡过程分析的数学模型,及各种边界条件,包括进水口边界、分岔管边界、阻抗式调压室边界、新型组合式调压室边界以及水轮机边界,充分考虑的机组转速变化对水轮机流量的影响,这更加符合混流式水轮机的特点,保证了结果的正确性,实现了水电站有压引水系统中两种非恒定流问题的联合计算,从根本上改变了以往把这两种现象分开单独考虑所带来的分析误差,这样的计算更符合水电站有压引水系统中过渡过程的内在规律。
　　本文结合一工程实例,较新颖的提出了一种具有阻抗式和差动式调压室特点的新型组合式调压室,并提出了衡量此调压室工作优劣的两个“理想”；和传统的阻抗式调压室相比,具有降低工程造价的优点。而且结合实例分析了小容量高水头电站水力过渡过程的一些特性。

目录

摘要

Abstract

前言

主要符号表

1. 绪论

1.1 课题提出的背景及研究意义

1.1.1 水力过渡过程的研究背景

1.1.2 水力过渡过程的研究现状

1.2 研究课题的主要目的及内容

1.3 本章小结

2. 调压室极限涌浪计算的数学解析法

2.1 概述

2.2 阻抗式调压室极限涌浪的计算

2.2.1 阻抗式调压室甩满负荷时的水位波动计算

2.2.2 阻抗式调压室在甩部分负荷时的水位计算

2.2.3 阻抗式调压室增加负荷时的水位计算

2.3 实例计算

2.4 本章小结

3. 水电站长有压引水系统水力过渡过程联合数值仿真计算的

3.1 水利水电工程过渡过程数值仿真重要性

3.1.1 水利水电工程过渡过程与经济运行的关系

3.1.2 过渡过程仿真和工程优化设计

3.1.3 数字仿真学科的概况及科学技术上的意义

3.1.4 水力机械及其系统过渡过程数字仿真涉及的领域

3.2 水力过渡过程计算的原理

3.3 管道内的波速

3.4 本章小结

4. 基本边界条件

4.1 进口节点、串联管节点和岔管节点的边界

4.1.1 上游水库

4.1.2 串联管节点的边界

4.1.3 岔管节点边界

4.2 调压室边界

4.2.1 阻抗式调压室边界

4.2.2 双室式调压室边界

4.2.3 新型组合式调压室的边界

4.3 水轮机边界条件

4.4 本章小结

5. 变特性管系的当量化

5.1 蜗壳当量管的计算

5.2 尾水管当量管的计算

5.3 计算时间步长和管道的分段

5.4 变特性串联管系的近似方法

5.5 本章小结

6. 水轮机特性的获得、存储和取用

6.1 水轮机特性数据的获得

6.1.1 水轮机效率的换算

6.1.2 单位参数n_(11)、Q_(11)的修正

6.1.3 水轮机特性数据的获得和存储

6.2 水轮机特性数据的取用

6.3 本章小结

7. 某水电站水力过渡过程分析

7.1 实例计算

7.1.1 电站概况

7.1.2 电站基本资料

7.1.3 计算依据和准则

7.2 计算工况

7.2.1 调压室为阻抗式调压室

7.2.2 调压室为组合式调压室

7.2.3 阻抗式调压室和新型组合式调压室的对比

7.3 本章小结

8. 结论

致谢

参考文献

附录