江苏省自然科学基金(BK20130839)
- 作品数：9 被引量：57H指数：5
- 相关作者：张健俞晓东陈胜赵修龙何城更多>>
- 相关机构：河海大学新疆农业大学武汉大学更多>>
- 发文基金：江苏省自然科学基金国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：水利工程农业科学更多>>
- 尾水岔管在调压室后交汇的水电站小波动稳定分析被引量：14
- 2014年
- 基于刚性水锤理论,结合实际工程水道布置,考虑调压室阻抗作用以及实际水轮机和调速器特性,对采用尾水岔管室后交汇布置型式的水电站推导了水力机械系统小波动稳定性分析状态方程。运用稳定性理论,分析了电站的小波动稳定性,并利用基于特征线法的水电站过渡过程数值模拟进行验证,两者结果基本一致。随后研究了该类型调压室面积及阻抗孔口对系统稳定域的影响。结果表明:调压室面积越大,阻抗孔口面积越小,系统越稳定;当调压室设计面积超过稳定断面面积时,进一步增加调压室横截面积,对系统的稳定性并无多大改善,而当面积小于稳定断面面积时,系统的稳定域大幅度减小;阻抗孔口的尺寸会影响调压室的稳定断面面积,阻抗孔口尺寸越小,对应调压室所需的稳定断面面积越小。
- 俞晓东张健苗帝赵修龙
- 关键词：水电站小波动尾水调压室阻抗孔
- 联合运行水电站水力机械系统小波动稳定性研究被引量：19
- 2017年
- 推导了水电站联合运行条件下的系统等效惯性时间常数、总出力变化以及机组控制方程,结合水电站实际工程的水道布置及机械特性,分别建立了系统的小波动稳定理论分析模型和小波动过渡过程时域仿真模型。通过理论分析,给出联合运行条件下系统的稳定性特征,采用数值仿真,模拟了负荷扰动时系统参数的小波动过渡过程,并与孤网条件下单个水电站的稳定性及调节品质进行了比较。结论表明:相对于孤网运行,水电站联合运行可增加系统的稳定性,改善系统的调节品质,联合运行改变了机组的调节方式,系统总出力与负荷平衡,机组无需保持自身出力为常数;联合运行时,调速器参数可在系统稳定域内选取相对较小值,在保证系统稳定的前提下,可加快调节过程,改善调节品质。
- 俞晓东张健刘甲春
- 关键词：水电站小波动稳定性
- 尾水采用室后交汇布置的水电站过渡过程研究被引量：9
- 2014年
- 本文基于一维瞬变流理论和特征线法,推导了室后交汇形式的尾水调压室过渡过程数学模型,并结合该类水电站的实际水道布置及机械特性,建立引水发电系统过渡过程计算模型,模拟了电站今后运行中可能出现的过渡过程工况;研究了该类型调压室阻抗孔口面积对电站过渡过程的影响。结论表明:稳定工况下,该类调压室各孔口存在较大进出流量,阻抗孔口面积越大,进出流量越大,但对调压室水位及机组水头影响不大;非恒定流工况下,单个阻抗孔口的面积不同时,对水锤压力的反射效果不同,当阻抗孔口面积总和一定时,调压室的涌浪过程相同。相关结论可为类似工程的设计及运行提供参考。
- 俞晓东张健陈胜
- 关键词：水电站尾水调压室数学模型
- 水电站输水系统相继甩负荷下调压室涌浪叠加研究被引量：9
- 2015年
- 水电站调压室高度取决于调压室内的涌浪极值,其大小与计算工况密切相关,相对于同时甩负荷产生的涌浪极值,人们往往忽略了相继甩负荷事故工况。本文从调压室基本方程出发,通过理论分析,推导并得到了反映相继甩负荷危险时间间隔点特征的理论计算公式,进行了水电站输水系统相继甩负荷工况下的调压室涌浪叠加特性研究。结果表明:对于简单式调压室,同时甩负荷产生的涌浪极值必然大于相继甩负荷;而对于阻抗式调压室,同一水力单元机组发生相继甩负荷事故时,存在一个最危险的间隔时刻点,该时刻较同时甩负荷产生的调压室涌浪极值更危险。结合具体电站进行的相继甩负荷实例计算验证了理论分析的正确性,且进一步的分析表明,调压室底部阻抗越大,二者差别越明显。如不慎重考虑,将为工程运行带来极大的安全隐患。
- 陈胜张健俞晓东
- 关键词：水电站调压室
- 尾水隧洞通气孔进排气瞬态过程研究被引量：3
- 2016年
- 基于一维瞬变流理论和特征线法,采用自由气体空穴模型,并考虑气体的热力学特性,建立了尾水通气孔的过渡过程数学模型。结合该类水电站实际工程的水道布置及机械特性,建立引水发电系统过渡过程整体数学模型,模拟过渡过程工况下通气孔进排气及局部气液两相流。结果表明:通气孔进气可以有效缓解隧洞中的负压,但空气排出时伴随较大的撞击压力,其来源于被空气分隔的液柱重新弥合,发生直接水锤现象。通气孔面积较大时,撞击压力随着面积的增加而减小;通气孔面积较小时,撞击压力随着面积的增加而增加。根据其特性,提出通气孔结构优化方案,即进气时孔口全部打开,排气时只有部分孔口排气,当排气面积占进气面积10%左右时,压力振荡得到较好的控制。
- 俞晓东张健
- 关键词：水电站通气孔尾水隧洞气团
- 停泵时泵后非瞬时降压的空气罐水锤防护方案被引量：5
- 2017年
- 基于水泵停泵时的泵后非瞬时降压特性,给出了空气罐设置位置的选取原则和方法,结合工程算例,提出仅在管道中部设置空气罐防护方案和在管道中部开始串联设置空气罐防护方案,并通过数值模拟方法将这两种方案与常见的泵后设置空气罐防护方案进行水锤防护效果比较。结果表明,在防护效果相近的情况下,采用在管道中部开始串联设置空气罐的防护方案所需的空气罐容积最小,同时该方案下的罐内气体最大压力也相对较小,对空气罐的受力结构要求相对较低。在串联空气罐防护方案中,首端空气罐的主要作用是抑制管道压力降低,末端空气罐的主要作用是抑制管道压力升高。因此,在考虑串联空气罐的容积优化时,应结合输水系统水锤防护的实际需要,当输水管线的降压严重时,可考虑增大首端空气罐容积;当输水管线正压过大时,可考虑增大末端空气罐容积。
- 何城张健俞晓东陈胜
- 关键词：停泵水锤
- 生态机组不同布置形式过渡过程研究被引量：3
- 2014年
- 在一些已建的大中型水电站中,为了保护水电站下游生态环境,需要在原引水管道中通过岔管分出一条引水管道以保证下游所需生态流量。可通过在引水管道中安装生态机组,来利用生态流量发电。生态机组的布置可分为两种形式:室后分叉、室前分叉。前一种布置形式中,由于两台机组的引水管道共用调压室,使得生态机组与原系统大机组之间相互的水力干扰较大,原机组负荷变化对生态机组的影响大于生态机组对原机组的影响;后一种布置形式中,两台机组拥有独立调压室,各自独立运行,相互之间水力干扰很小。
- 赵修龙张健何露
- 关键词：生态流量布置形式水力干扰岔管调压室
- 卧式空气罐的水锤防护性能被引量：6
- 2017年
- 针对立式空气罐存在安全稳定性较差,占地空间大,易受地形、厂房大小等安装条件限制的问题,提出了水平放置的卧式空气罐方案.建立了卧式空气罐的边界条件数学模型,并给出了卧式空气罐内水位和压力波动的数值计算公式.结合工程实例,对立式和卧式2种不同放置形式的空气罐在抽水断电工况下的水锤防护性能进行了数值模拟.结果表明立式和卧式空气罐均能够有效防护停泵水锤;同等体型参数下,卧式空气罐的罐内水位变化幅值小于立式空气罐,在防护输水管道停泵水锤方面的效果相对较优于立式空气罐.对于给定容积的卧式空气罐,理论上存在一个较优的连接管径使得水锤防护效果最佳;在罐内水量满足空气罐向管道补水要求的前提下,可尽量加大空气罐的初始气体体积和适当提高空气罐的罐底安装高程,以获得更好的水锤防护效果.
- 何城张健郑源王焰康何东阳
- 关键词：水锤防护
- 超长引水明渠水电站的过渡过程和运行调度被引量：3
- 2017年
- 过渡过程计算分析对水电站安全运行极为重要。基于一维明渠和有压管道的非恒定流基本理论,针对某具有超长引水明渠的水电站,构建了"长引水明渠+压力前池+压力管道+机组"的过渡过程数学模型。根据边界条件,分别利用特征线法计算有压管道的瞬变过程和Preissmann隐式差分法计算明渠的瞬变过程。重点分析了本电站在机组甩负荷工况和增负荷工况下,引水明渠和压力前池中水位和流量的变化过程。并根据明渠浅水波传播慢的特点,针对电站增负荷工况,提出了该电站合理的运行调度方式,既保证了引水明渠及前池的最低水位满足安全运行要求,又保证了电站运行时一定的经济效益,可对类似的工程运行提供参考。
- 崔伟杰张健陈胜
- 关键词：压力前池溢流堰调度策略
