长管道泵系统中空气阀的水锤防护特性模拟

针对长距离供水系统的特点,运用水锤理论和特征线方法,对不同管路系统进行水锤防护计算分析,并以广东省大亚湾供水系统为对象,重点对采用空气阀作为事故停泵水力过渡过程防护的可行性进行了分析与论证.计算结果表明,在特定条件下空气阀也能较好地抑制液柱分离的发生并有效地进行水锤防护.

南水北调北京段输水系统水力瞬变的控制

根据北京段输水系统工程布置的特点,研究了事故断电条件下水力瞬变引起的液柱分离现象及其防止措施.提出了求解空气阀瞬变过程的新模型.计算研究表明,可以采用沿线布置空气阀和单向调压井防止瞬变液柱分离破坏.通过对沿管线间隔500～1000m布置空气阀的水力瞬变计算研究发现,过大或者过小的空气阀孔径都是不利的,存在一个抑制液柱分离冲击压力或者高度真空的最优的空气阀孔径.对采用单向调压井防止液柱分离的研究表明,南水北调北京段沿线需要布置5座,并提出了合理的设置位置和经济参数.

大型竖井工程悬挂混凝土快速施工技术

工程实践表明,跟进衬砌悬挂混凝土是保证复杂地质条件下大型竖井工程施工安全的重要技术措施。介绍了整体悬挂模板技术、混凝土快速入仓技术以及间隔衬砌技术等悬挂混凝土快速施工技术,其已成功应用于投入运行的开挖直径最大的开敞式调压井工程-福堂水电站调压井工程。为保证施工安全、加快施工进度提供了重要的技术支持,可供同类工程参考。

城市加压供水工程中单向稳压塔的设计优化

针对城市加压供水工程突出的水锤问题,分析了各种水锤防护措施特点,得出单向稳压塔在城市供水工程的水锤防护中具有较好的适用性。基于水锤波传播理论,提出了单向稳压塔初设方案的确定方法;根据瞬变流基本理论,建立了单向稳压塔的水力分析模型,并结合工程实例对单向稳压塔的水锤防护方案进行了分析优化。研究表明,采用理论设塔方法可以方便地得到单向稳压塔的初设方案,结合水力过渡过程分析对初设方案进一步优化,在显著减小单向稳压塔体型的情况下得到更好的水锤防护效果。

不良地质条件下大型调压井工程安全施工技术

福堂水电站圆筒阻抗式调压井开挖直径31.0m,衬砌后直径27.0m,井深117.7m,是目前世界上已投产的开挖直径最大的开敞式调压井工程,工程地质条件极差,施工安全问题比较突出。福堂水电站调压井施工中采用的岩体预加固技术、安全施工技术及监测技术,可供同类工程参考。

控制输水管道瞬态液柱分离的空气阀调压室

提出了用于控制输水管道瞬态液柱分离的新型空气阀调压室,即在输水线路上设置一个短管,短管顶部密封,然后在它顶部设置空气阀。在正常输水时,空气阀关闭,调压室(短管)充满水体,没有气体。当调压室顶部水压下降到大气压以下时,空气阀进气,在调压室中形成气囊,防止输水管道发生液体汽化现象,或者出现超过管道承受能力的高度真空压力。当调压室底部水压超过大气压时,调压室中气体压缩,气体由空气阀缓慢排出,避免发生较大冲击水压。

不利围岩条件下调压井应力变形的有限元仿真分析

【目的】探讨不利围岩条件下调压井的应力变形特性。【方法】以摩洛哥某水电站调压井工程为例,运用大型有限元软件,建立了调压井应力变形分析的三维有限元模型,通过仿真计算获得了施工期与运行期调压井围岩及衬砌结构应力变形的分布与变化规律。【结果】在不利围岩条件下,施工开挖过程中围岩径向位移均指向井内,随着下层岩体的开挖,上层岩体的径向位移不断增大;沿高程方向,径向位移自上而下呈递减趋势,衬砌之前围岩变形基本稳定;运行期衬砌结构内、外侧环向正应力的分布规律沿高程方向基本一致,除调压井底部阻抗孔口处及调压井顶部外,内、外侧环向正应力均以拉应力为主,且自上而下大体呈递增趋势,内、外侧环向拉应力最大值均发生在调压井底部与阻抗孔口衔接处;施工期和运行期井周围岩的径向最大压应力及环向最大压应力均远小于围岩体的设计抗压强度,因此施工期井周围岩不会产生塑性破坏。【结论】在不利围岩条件下,调压井施工应采用自上而下分层开挖的方法,并及时喷锚和延迟一级衬砌;在调压井底部需采取加大衬砌混凝土标号、加设钢板内衬等增加强度的措施。

南水北调北京段输水系统水力瞬变的控制

根据北京段输水系统工程布置的特点,研究了事故断电条件下水力瞬变引起的液柱分离现象及其防止措施,提 出了求解空气阀瞬变过程的新模型。研究表明,可以沿线布置空气阀和单向调压井防止瞬变液柱分离破坏。对沿管 线间隔500 m-1 000 m布置空气阀的水力瞬变计算研究发现,过大或者过小的空气阀孔径都是不利的,存在一个抑 制液柱分离冲击压力或者高度真空的最优的空气阀孔径。对采用单向调压井防止液柱分离的研究表明,沿线需要布 置5座,并提出了合理的设置位置和经济参数。

长距离供水工程空气罐调压塔联合防护水锤

结合某实际供水工程并基于特征线法,建立了包含水泵、管道及水锤防护措施的全系统过渡过程数学模型,模拟了停泵工况下系统的压力变化过程.通过计算发现,由于局部高点内水压力较小,为了保证沿线不出现负压,采用常规空气罐方案时,空气罐体积达到530.00 m^3 .针对常规空气罐方案体积过大的问题,提出了空气罐双向调压塔联合防护方案和空气罐单向调压塔联合防护方案,并对比分析了2种联合防护方案的效果.结果表明2种联合防护方案都能较大幅度地降低空气罐的体积.空气罐双向调压塔联合防护方案下,空气罐体积降至40.27 m^3,但双向调压塔高度受测压管水头控制,水泵扬程较高时导致其高度较高,双向调压塔高达到27.00 m;单向调压塔的高度不受测压管水头限制,联合防护方案下空气罐体积为43.83 m^3,但为了保证局部高点不出现负压,需增加沿线单向塔的数量.

漫湾水电站尾水调压井井身混凝土滑模施工

尾水调压井井筒混凝土滑模施工的核心是合理的结构设计、精准的加工及安装和现场有效的控制措施,这是保证尾水调压井混凝土施工质量的关键。为此,对漫湾水电站二期工程尾水调压井井筒混凝土施工具体问题的处理和解决方法进行了介绍,可供相关工程参考借鉴。

大宁调压池工程分析与设计

大宁调压池是南水北调中线工程北京段总干渠上的调压建筑物,上游连接PCCP压力管道,下游连接钢筋混凝土低压输水暗涵,具有调节供水压力、供水流量和退水功能,对保证工程安全和供水安全具有重要作用。重点分析了调压池水位、池底面积、调节容积、池顶高程、池底高程等设计参数的确定方法和结果,介绍了工程方案比选、池壁挡墙和底板结构设计情况,并针对比较容易发生问题的变形缝处理和混凝土裂缝控制内容进行了专门说明。

管线末端含虹吸断流结构的输水工程水锤防护

基于瞬变流计算的特征线法,建立真空破坏阀和单向调压塔数学模型,应用于管线末端含虹吸断流结构的输水工程。针对管线系统水锤防护问题,提出真空破坏阀单独防护、真空破坏阀和空气阀联合防护、真空破坏阀和单向塔联合防护等3种防护方案。结合管道压力控制要求,分析对比危险工况下水泵事故掉电时3种防护方案对管线系统水力过渡过程的影响。结果表明:针对管线末端含虹吸断流结构的输水工程,在真空破坏阀单独防护方案下,泵后部分管段压力降至汽化压力;在真空破坏阀和空气阀联合防护方案下,虽然管道压力没有降至汽化压力,但是不能满足空气阀防护下-5m最小压力控制标准要求;在真空破坏阀与单向塔联合防护方案下,单向塔防护范围内管线最小压力为0.55m,满足单向塔防护下管线不出现负压的控制标准要求,该方案有较好的水锤防护效果。研究结果可为管线末端含虹吸断流结构的输水工程水锤防护提供参考。

长距离供水工程水锤联合防护研究

针对长距离供水工程设计中遇到的水锤防护难题,设计了联合防护措施的解决方案。以瞬变流基本理论为依据搭建了多个防护方案的水力分析模型,进行实例计算,并对比了联合防护方案与单一防护方案的优劣。结果表明,水锤联合防护措施与单一防护措施相比,在保证系统安全运行的同时,能明显减少工程投资,方便后期运行维护,具有更好的可行性和经济性。

引黄工程地下泵站水锤防护设计

引黄工程总干线一、二级泵站串联运行 ,设计布置D =12 0m的进、出水调压井于一级泵站进、出口 ,二级泵站进口 ,在一、二级泵站之间的 4 # 有压隧洞上设置水工建筑物作为水锤防护主要措施 ,通过系统水力过渡过程计算分析 ,验证了建筑物设计的合理性。

缅甸DAPEIN(I)水电站调压井设计

结合缅甸DAPEIN(I)水电站地形地质条件和工程实际情况,对调压井进行了布置、选型与设计计算。工程投运至今,调压井安全稳定,有效地解决了因电站负荷变化引起的水锤效应,确保电站安全稳定运行。

菲律宾Liangan水电站调节保证计算研究

为保证机组运行安全及对引水系统参数进行优化设计,对水电站进行调节保证计算十分必要。本文从供货商和设计单位两个不同角度对菲律宾Liangan水电站的调节保证计算进行了详细的对比研究。在引水系统、调压井、机组参数等边界条件下,分析对比了不同组合工况下机组转速、压力、调压井水位的变动情况。最终的计算结果对比表明:Liangan水电站目前选择的机组参数、导叶关闭规律和调压井的设计参数满足最不利工况下规范对转速及压力上升的要求。

深大竖井的开挖技术在太平江水电站中的应用

缅甸太平江水电站引水系统中两座深大调压井地质条件复杂,开挖和支护采用了改进的"中导孔+反导井开挖+正向二次扩挖+及时支护"的方法。从技术、安全、质量、进度和经济方面进行了探讨、分析了这一开挖技术的施工工艺和经验。

长距离供水工程单向塔设置分析

单向塔作为长距离有压供水工程重要的水锤防护措施,其合理布置涉及到工程运行安全。本文以水锤分析为基础,在确保管道运行不出现负压的前提下,构建了单向塔布置的理论分析和数值优化总体框架,明确了多个串联单向塔的设置位置与高度的关系,提出了不同工况下长距离供水管线中设置单向塔应满足的通用准则,同时结合工程实例,通过数值仿真进行了单向塔布置方案的优化,为长距离供水管道中单向塔的合理布置提供了科学依据。

单向调压室在长距离输水工程中的应用

介绍了一种适合长距离输水工程选用的水锤防护设施——单向调压室,在断电停泵后补给水管道内压力降至设定值时,它能及时向系统补水,从而有效地防止"非常水锤",具有结构简单、造价低的优点,运行方便可靠。这项技术已在多个火电厂补给水系统中成功应用,有的已安全运行多年。设计者可利用给出的数学模型和计算方法确定单向调压室的设置位置、调压室内自由水面高程和调压室的尺寸。