浅析水电站隧洞式进水口事故工作闸门结构振动研究

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1、水电站隧洞式进水口事故工作闸门结构振动研究吴长剥，田海乎，王辉斌，唐卫乎，莫剑(湖南省电力公司试验研究院，湖南长沙410007)摘要：悬吊于闸门井内的事故工作门受不平衡水推力而产生振动，闸门振动商接影响到门体结构安全和启闭设备正常运季亍。掌握阕门摄魂情趱和砑究阍f]振动对门体结构的影响具有瑗实意义。文章就蔡隧洞式避承疆事故工作门的振动进行了试验研究，得出闸门系统振动的特点，也提出了改进措施。关键词：隧洞式闸门井：事敞工作门；振动研究StructureVibrati帅Res昀rchonEmergencyandService

2、(；ateofTHnnel一≈rpe】h拓lke硒rHydl’opowerStatioHWuChangli，Tianl{ajping，WangHuibjn，’rangWeiping，Mojian(HunanElecldcpbw州TestaJldReseamllInsIjIufe，(：ha“gsha11Ⅲ1a¨4l()()()7)Abstrael：1麓eunbalaHeedw拄terpressHrewillcausethev南r蘸i。n《emer器eneyandse群iee98tewh蠲suspcndedingatesha

3、ft，andthestmcturesecuri【yofgateandthenomaloperationofhoistingequipmentwilIbeaf玷cted，ThegatevibrationafldtheiI撼ueneesoilslnle}uIEsbo牲ldbesludjed．T}levjbrationofa朝ds#rvic8foraintakegateemeI’黪e11eygatet“nnel—typeistested，andthejmprovement8areproposed．1妇ywords：mnnel—

4、typegateshaft：eme培encyand8ervicegate；vibrationstudy中豳分类母：TV663．1：Ⅳ732．1文献标识码：A文章编号：0559—9342(2010)12一005l一03门体、拉杆、活塞杆和油缸。门休主粱采用实体单0弓l言元。连缭系和露板、隔板采用板壳单元，拉轷、活某水电厂扩建机组投产后，其隧洞式进水口事塞杆及油缸采用杆单元模拟。教工作阕fl在机组运行时出现磺显的振动，门镕振(2)诗算条传。j维有限元计算模拟机组正誊动引起了液压启闭油管路控制阎巨大的金属撞击声。运行I．况，闸

5、门水头与试验水头一致，闸门处于开尤其悬机组在低水位、低负荷运行时，情况更为严重。扇状态，门体通过拉杆、活塞杼及油缸悬吊于闸门为掌握事故下作闸门的振动情况，评定闸门的窒支承梁上。计‘葬过程中考虑了设备自重和闸门并工作安全性，对事故工作闸门进行”r全面的试验和中水体的作用．水体采用有限域川附加质量法模拟。计算。阉f1的具俸参数蠢下：闷f_l为平板门。胶木(3)诗算结零。阐}l系统蘸16除模态订算结果滑道，止水位于下游面，门体自重1086．58kN，承表明，从前l～6阶模态，主要_是拉杆系统的低频振受总水逶力3l353kN，f

6、l体材料为0345转，允许动，姥时阕f了f_】体随杼系作雕体位移或转动；门搭应力【盯1=173MPa。孔口尺寸9．Om×9．Om，设计从第7阶开始起振，基频为8．36Hz，门体振型主要水头42．00m。机组最大出力为200Mw，阑门为单是顺水流方向、横水流方向及绕拉杆的弯曲、扭转吊点液眶启闭．视组运行时闸门悬带点至累耳处总或弯扭缀合变形。计算所得的各阶自振额率见表l，长29m(含拉杆、活塞杆及油缸)。段稿日期：’010一∞一151闸门结构计算作者简介：吴长利(1962一)，男，河南郑州人，高级T程师，从(1)有限元模型。

7、阕门系统三终有狠元模型禽事水电站发电设备试验掰究工{乍。∥mrHw”Ⅲ．j6Ⅳo．”豳盈誓臣鋈盈圜：：：：竺：：：：=：：：典型的拉杆和闸门体模态振型：拉杆垂直水流横向1．43Hz；拉杆顺水流向1．44Hz；闸门弯曲振型甲15．86Hz；闸门弯扭振型16．32Hz。?宣表1闸门系统自振频率＼溜阶数频率，Hz阶数频率，Hz阶数频率／Hz阶数频率／Hz馨1O．087553．42910．191316．322O．1l63．431015．371424．9频率／Hz31．4378．361115．731524．9841．4488．4l

8、1215．861627．36图2100MW工况闸门底部主梁中截面水流向加速度频谱2闸门试验研究8现场试验主要目的是测试闸门系统的自振特性“47和振动响应．根据结果核验门体及拉杆的结构是否芝。⋯一．一⋯。⋯～⋯⋯～一一⋯⋯Uj山·I-．‰⋯⋯．．趔一’川_胛胛””一一一⋯7安全．试验过程中闸门工作水头为25m。馨一42