气垫调压室联合单向塔的停泵水锤防护研究

针对某长距离、大流量、高扬程泵站加压供水工程,对事故停泵进行模拟。结合工程地形特征,提出采用气垫调压室和单向塔联合防护的方法,并结合管道压力控制要求,对泵后阀门关闭规律及调压室阻抗孔径进行敏感性分析。结果表明,气垫调压室可有效防护停泵水锤及泵后阀快速关闭产生的关阀水锤,单向塔解决了气垫调压室持续补水导致的局部高点低压问题,保护了高点管段安全。联合防护方案可显著减小气垫调压室体积,节约工程成本。另外,泵后阀关闭规律及气垫调压室阻抗孔面积对管道的水锤压力影响较大,关阀过快或阻抗孔口面积过大会导致管道正压超标;关阀过慢或阻抗孔口面积过小会导致管道出现较大负压,具体工程需结合过渡过程模拟进行优化,对于本工程,经过模拟优化,阻抗孔口直径取0.8 m,泵后阀采用5 s直线关闭,结果可满足调保计算要求。

气垫式调压室过渡过程模拟的若干问题探讨

本文对比了含气垫式调压室的引水系统 ,数学模型计算和减压模型试验结果 ,分析了各种减压模型相似因素对试验结果的影响 ,认为引水系统管道内含气量、模型的缩尺效应、气室内空气的状态变化以及减压试验条件等的相似性都会造成物理模型试验结果的误差 .从影响程度而言 ,管道内水体含气量浓度、减压试验条件对于试验结果影响最大 .为此 ,提出应重视这几方面的相似性问题 。

水击穿室系数的主要影响因素分析

针对水库调压室阀门引水系统,用特征线法计算分析了不同阻抗孔面积和引水隧洞面积情况下阀门端水击压力上升率和水击穿室系数的变化规律。通过对实例进行对比,说明阻抗式调压室不能完全反射水击波,阻抗孔面积和引水隧洞面积对水击压力、水击穿室系数影响较大,应加以考虑。

气垫式调压室水击穿室的研究

从水击基本方程出发,考虑了气垫式调压室内水击波的反射作用,用分析法推出了穿室压力系数的公式,采用数值解法,并编制了计算程序、进行计算及分析了各种因素对穿室压力系数的影响。

带长连接管的水电站调压室上下阻抗特性研究

对于带长连接管的调压室,为了方便施工,往往将阻抗孔口下置到连接管与输水隧洞相接处,但针对阻抗孔口在连接管内的位置对水电站水击压力、调压室涌浪和水击穿室系数的影响缺乏专门的研究。因此,通过理论分析和数值模拟方法研究了带长连接管调压室的阻抗孔口位置对水击压力、调压室涌浪和水击穿室系数的影响。结果表明,对于带长连接管的水电站调压室,阻抗孔口应上置在连接管与调压室大井相接处,且连接管直径越大,阻抗孔口上置对改善水电站的调节保证设计参数越有利,水击穿室系数越小。此外,还可在长连接管内装设阀门,增加连接管摩阻损失,通过优化阀门关闭规律实现调压室内涌浪的快速衰减。

特征线法在气垫式调压室管道水击计算程序编制中的应用

根据气垫式调压室工作原理、特征方程和边界条件,采用求解管道水击矩形网格法及算法原理,建立了具有气垫式调压室的简单管道的水击计算模型,利用特征线法求解水击。用MATLAB7.5语言编制相应的计算程序,在MATLAB7.5上调试通过,并结合某管道阀门瞬间关闭时所产生的水击进行应用与验算。

新型引水式水电站开发方案探讨

以某待建电站为例,简述了新型引水式水电站开发方案。该方案的核心是通过降低长有压水道设计流速来限制水击压强,创造取消调压井(或气垫式调压室)的条件;以及设计(有压隧洞)洞线深埋,创造山岩地场应力承载内外荷载的条件,取消隧洞衬砌。介绍了长有压水道水电站采用新型方案的理论依据,分析了该方案的优缺点。

气垫式调压室水击穿室的理论分析

气垫式调压室被越来越多的水电站及泵站系统所采用，因此，研究气垫式调压室对水击波的反射程度是很有必要的。文中根据气垫式调压室的实际边界条件，利用水击基本方程，详细推演了水击波透过调压室底部进入低压引水隧洞的穿室系数，得到了计算穿室系数的理论公式。