长引水系统水电站压力管道直径优化

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1、学兔兔www.xuetutu.com水利水电技术第46卷2015年第3期长引水系统水电站压力管道直径优化杨鹏，张健，陈胜，俞晓东(河海大学水利水电学院，江苏南京210098)摘要：本文基于某长引水式水电站水力过渡过程的数值模拟，针对蜗壳末端压力受涌浪压力控制的情况，进行压力管道直径的优化。结论表明，减小压力管道直径将导致蜗壳末端水锤压力增加，控制其最大值不超过涌浪压力控制值，可在一定范围内缩小压力管道直径，减少工程投资，对类似工程具有一定的参考意义。关键词：长引水道系统；压力管道；蜗壳末端压力；直径优化中图

2、分类号：TV732文献标识码：A文章编号：1000—0860(2015)03·0091—04OptimizationondiameterofpenstockforhydropowerstationwithlongdiversionsystemYANGPeng，ZHANGJian，CHENSheng，YUXiaodong(CollegeofWaterConservancyandHydropowerEng．，HohaiUniversity，Naming210098，Jiangsu，China)Abstract：

3、Basedonthenumericalsimulationofthehydraulictransitionprocessofahydropowerstationwithlongdiversionsys—tem，thediameterofthepenstockisoptimizedinaccordancewithstatusthatthepressureattheendofthespiralcaseisunderthecontrolofthesurgingpressure．Theconclusionshows

4、thatreducingthediameterofthepenstockcanleadtotheincreaseofthewater—hammerpressureattheendofthespiralcase，andthenifitsmaximumvalueisonlycontrolledtobenotoverthecon-trolvalueofthesurgingpressure，thediameterofthepenstockcanbereducedwithinacertainrangeforsavin

5、gtheprojectinvest·ment．Thishascertainreferencesignificanceforthesimilarprojectsconcerned．Keywords：longdiversionsystem；penstockdiameter；spiralcase；endpressure；optimization随着我国水利事业的迅速发展，越来越多的水电抗式调压室、压力管道组成，采用的是两台机组共用站项目陆续进入设计开发阶段。由于受地形地质及水一条引水隧洞的联合引水方式。水轮机额定

6、流量为力条件的约束，一些电站多建成长引水式电站，此类69．5in／s，额定水头为44in，额定出力为27．5电站具有水体惯性大，调压室水位波动周期长、衰减MW，额定转速为187．5r／min，从进水口至调压室间慢且振幅大等特点，由此导致蜗壳末端最大压力受水的引水隧洞长1559In，隧洞直径为7．5in，调压室锤压力与调压室涌浪压力两方面控制¨J。在一般水电至机组分岔点压力管道长97．4in，压力管道直径为站布置系统中，蜗壳末端压力往往由水锤压力决定，而7．0in，其布置简图如图1所示。将输水系统的数学对于长

7、引水道系统，其涌浪压力在一定条件下甚至超过模型与水轮机等边界条件结合，即可得到此长引水式水锤压力，成为蜗壳末端最大压力的控制值。本文基于电站过渡过程数值模拟的数学模型。水电站水力过渡过程数值模拟，结合长引水系统管道直1．2管道有压流基本方程径与蜗壳末端压力的关系，在调压室涌浪压力占主导地位的情况下，提出一种合理的压力管道直径优化方案。詈++一Qsinfl14—j一——J．——J．————一一一IIfllAaOtgAOxA=0(1)、1构建模型收稿日期：2014．03—201．1工程概况基金项目：国家自然科学

8、基金资助项目(51379064)。某长引水式水电站的引水系统是由引水隧洞、阻作者简介：杨鹏(1991一)，男，硕士研究生。WaterResourcesandHydropowerEngineeringVo1．46No．391学兔兔www.xuetutu.com杨鹏，等∥长引水系统水电站压力管道直径优化最大压力的属性。选取算例中不同阻抗孔口尺寸，计水尾算其对调压室涌浪及蜗壳末端压力的影响。计算结果库水见表1。表1阻抗