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时间:2020-03-25
《某抽水蓄能电站下库侧式进出水口数值模拟.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第37卷第1期人民黄河Vo1.37.No.12015年1月YELLOWRIVERJan..20l5【工程勘测设计】某抽水蓄能电站下库侧式进/出水口数值模拟梅家鹏,任晓倩(河海大学水利水电学院,江苏南京210098)摘要:抽水蓄能电站进/出水口有进流和出流两种工况,出水口水流呈双向流动,水力条件较复杂,对水流流态要求较高。因此,为观测各工况水流流态和水头损失大小,进一步完善丑t/出水口的结构布置和尺寸,对下库出水口进行了数值模拟计算。根据隧洞中水流的运动为有压流这一特点,建立了隧洞压力驱动三维水动力模型,考虑了进/出水口
2、上游一定长度隧洞在内的三维空间计算域,采用一s紊流模型,通过对隧洞内压力流的数值模拟,分析研究了各工况下流道分离比、流速、流态及水头损失等水力特性。研究表明:将中边孔导流隔墩尾部位置进行调整能有效改善中、边孔分流比,流速不均匀系数也有所改善,水头损失无明显变化。关键词:侧式进/出水口;数值模拟;分流比;流速不均匀系数;水头损失;抽水蓄能电站中图分类号:TV743文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.1000—1379.2015.01.27抽水蓄能电站进/出水口结构的工作条件要适应岔管,将两条主管分为四条高
3、压钢支管垂直进入地下双向水流的水力条件,发电及抽水时均需过水,还要适厂房,钢岔管主管直径为5.611,支管直径为4.0m。应水位变化频繁、变幅较大的特点,对水流流态要求更四条尾水支管出厂后通过两个钢筋}昆凝土岔管与两条高¨。若出流时扩散不良或发生旋涡回流,局部流速尾水隧洞相接。尾水隧洞长234.1m,洞径8.2m,采很高,不仅水头损失增大,而且可能引起拦污栅振动甚用钢筋混凝土衬砌。支管管径5.9in,采用钢板衬砌。至破坏。抽水蓄能电站进/出水口结构体形对电站运2数学模型的建立及计算工况行的影响比常规电站大J,因此体形尺
4、寸设计要求严格,需采用合理的体形。同时,随着计算流体动力学的Fluent为国际流行的商用CFD软件,在计算流体进步和计算机硬件性能的不断提高,三维数值模拟越力学领域得到广泛的应用。Fluent对复杂体形的计算来越精确,并以其方便、快速、经济等优点广泛应用于提供结构网格、非结构网格等多种方法,可以较好地对流体计算中。。固体边界进行拟合。结合实际情况,对进/出水口内的流态采用Fluent进行分析,以准确反映进/出水口的体1工程概况形特征及水动力特性。为研究进水口及隧洞中的流态,建立了隧洞压力某电站最大净水头为367.2m,
5、平均净水头为驱动三维水动力预测模型,采用k—紊流模型,通335.4m,电站为日调节纯抽水蓄能电站,装机容量过对隧洞内压力流的数值模拟,分析研究各工况下流1200(4×300)MW。速、流态及水头损失等水力特性。输水系统采用“两洞四机”的布置方式,总长鉴于进出水口体形为严格轴对称结构,数值模拟3276.3~3291.3m,其中引水系统全长2829.2~中采用一半体形进行模拟,并根据数值模拟需要,将上2844.2m,尾水系统全长约447.1m。主要建筑物包下游各延伸适当距离作为计算区域。括上水库进/出水口及闸门井、引水隧洞
6、、引水调压室、本次数值模拟计算工况如下:工况一,死水位为压力管道、尾水支管及岔管、尾水隧洞、下水库进/出水225.00113,采用“单洞双机”,抽水流量为155.60m/s;口及闸门井等。引水系统立面采用“两级斜井”布置工况二,死水位为225.00m,采用“单洞双机”,发电流方式。引水隧洞长2007.1~2022.1m,内径8.2m,量为184.60m/s;工况三,正常蓄水位255.00m,采钢筋混凝土衬砌。引水隧洞末端布置阻抗式调压室,大井直径16.0m,顶部高程620.0m,与公路相连。压收稿日期:2014—03-
7、20作者简介:梅家鹏(1988一),男,湖北孝感人,硕士研究生,研力管道采用钢板衬砌,主管管径6.8~5.6m,在地下究方向为工程水力学。厂房上游约67.4m处设两个Y形内加强月牙肋型钢E—mail:meijiapeng@126.eom·108·人民黄河2015年第1期用“单洞双机”,抽水流量为193.O0in/s;工况四,正头损失数值。由表3可见,抽水工况一、三的水头损失常蓄水位255.O0na,采用“单洞双机”,发电流量为系数小于发电工况二、四的。204.60m。/s。表3原方案进/出水口水头损失3计算结果及分析3
8、.1原方案计算结果分析原设计中,中边孔导流隔墩尾部所在断面被其分隔成比例为0.22:0.28(中:边)的两部分,对应的中孔3.2修改方案计算结果分析与边孔间导流隔墩尾部距进/出水口中线的水平距离原设计边孔与中孔分流比偏大,拦污栅断面中垂为140.8cm,中孔扩散角度为6.785。,边孔扩散角度线流速不均匀系数略超出控制标准。为减小
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