惠州抽水蓄能电站上库进出水口水力学模型试验

263 西龙池抽水蓄能电站上水库进出水口施工 黄传友 （中国葛洲坝集团第二工程有限公司） 【摘要】详细叙述西龙池抽水蓄能电站上水库竖井式进出水口结构施工方法和经验。 【关键词】西龙池抽水蓄能电站进出水口施工 1概述 由于地质原因，西龙池抽水蓄能电站上水库进出水口采用竖井式结构，以使引水洞上 平段避让软弱破碎岩层。竖井采用钢筋混凝土衬砌，壁厚2~3.15m，布置在库底的西南角， 分别设1#进出水口和2#进出水口。竖井的平面尺寸为100×50m，垂直高度50.35m。竖井 从上至下结构型式分别为八角形顶盖板、八个分流支墩、八面形钢结构拦污栅、喇叭口段、 直筒段、转弯段以及渐缩段。渐缩段与引水洞相接，引水洞采用压力钢管混凝土衬砌。 进出水口原投标工期为7个半月，由于洞挖工期滞后1个半月，实际有效工期为6个 月。由于竖井洞挖工期滞后，原投标方案无法保

结合某抽水蓄能电站的设计,对该侧式进出水口在不同工况下的流速分布、水头损失等水流特性进行了水力模型试验与三维数值模拟,并对原设计体型成功地进行了优化.数值计算采用rngκ-ε模型,应用多子区域组合法求解,压力耦合计算采用simplec.研究结果表明,计算与试验结果吻合较好.通过对抽水蓄能电站侧式短进出水口分流墩、顶板和边墙等流道结构的体型优化,解决了在出流时流态分布不均匀与水头损失系数偏大的难题.

广州抽水蓄能电站是我国兴建的第一座大型抽水蓄能电站。对该电站下库进出水口试验资料进行分析和总结,并介绍该电站下库进出水口模型设计、水力参数和体形优化等试验研究成果

竖井式进出水口在抽水蓄能电站上库的应用和研究情况在国内较少。本文结合某抽水蓄能电站上库模型试验任务,利用模型试验及数值计算方法,对某体型进出水口的发电和抽水各种工况下的进出水口流速分布、水头损失、旋涡等水流特征进行了分析研究。从堰型和防涡梁角度进行了体型优化,提出了阶梯防涡梁的优化体型。该研究内容,对于双向水流的流道研究,具有重要的参考价值。

南阳回龙抽水蓄能电站下库进出水口为双向流道,体型设计要求严格。为提高效率,减小水头损失,进行了进出水口体型模型试验,以改善进出水口体型水力条件。通过调整转变角度和半径、优化进出水口箱涵体型等措施,使出流断面流速基本均匀分布,有效提高了引水发电系统的总效率。

白山抽水蓄能电站为技术改造项目,其地下厂房及附属洞室的布置受到白山一、二期工程及雾化防护工程的制约,同时要考虑施工时不能影响一、二期厂房的运行,致使上库进/出水口底板高程布置亦受到了限制,上弯段产生了较小的负压。分析了在引水洞上弯段产生较小负压的情况下结构的受力情况及运行安全。

惠州抽水蓄能电站下库溢流坝水工模型试验研究——对惠州抽水蓄能电站下库溢流坝进行水力模型试验研究，优化了溢流坝体形，减轻了挑射水舌对右岸坡的冲刷。　　

引水隧洞是抽水蓄能电站工程的重要组成部分,连接上下水库。引水隧洞进/出水口方案的选择是为了查明进/出水口洞口地质条件并建议进洞点及闸门井的位置,为优选进洞位置及边坡支护设计提供依据。本文以上水库进/出水口为例,浅要分析上水库进、出水口方案的优化选择,并提出洞口开挖支护建议及边坡坡比建议值,以期提供洞口优选的一点体会和思路

采用flac3d进行流———固耦合分析,并对泰安抽水蓄能电站进出水口围堰防渗结构进行了三维流———固耦合计算。同时,也分析了施工过程对围堰和堤基稳定性的影响。

影响抽水蓄能电站进、出水口水流特性的主要因素之一是进口水流的波涡问题，故侧式进、出水口上方常采用矩形或百叶窗式斜染进行防涡．但就荒沟抽水蓄能电站上池而言，采用这种消涡措施，经试验测得进水目前平均流速达1．60m／s左右，在各级发电工况运行时，防涡梁上方均产生吸气漩涡．依此对原防涡方案进行了修改和研究，提出了阶梯立式防涡梁防涡和消涡方案，取得了较好的防涡和消涡效果，从而为防涡工程提供了一种新的措施．

根据清远抽水蓄能电站的实际施工条件,以方便电站运行维护为原则,提出了溜槽运输、手拉葫芦起吊的施工方案。该方案结合工程的实际情况,根据施工单位的能力设计出切实可行、并能使工程顺利安全地进行,体现了设计、施工的创新以及共同为工程服务的宗旨。

本文结合大树子抽水蓄能水电站下库进出水口试验任务,对侧式短进出水口在不同工况下的流速分布、水头损失、库区流态等水流特性进行了水力模型试验研究。对原设计体型成功进行了优化,使各项水力参数达到比较理想的效果,解决了抽水蓄能电站侧式短进出水口在出流时流态分布不均匀与水头损失系数偏大的难题。

针对江苏宜兴抽水蓄能电站上进/出水口地形地质条件及防渗要求高的特点,结合工程实际,采用外包钢筋混凝土钢管结构,并简要介绍该结构的设计要点。

乐昌峡水利枢纽工程坝址河道狭窄,电站尾水出水口靠近溢流坝,溢流坝泄洪对电站尾水出水口出水渠安全运行影响较大。该文在水力模型试验的基础上,对电站出水口出水渠布置进行改进和优化,满足了工程安全运行的要求。

抽水蓄能电站的一个显著特点是上水库的防渗要求很高。对于连接上进出水口和引水隧洞的埋管段,如果采用钢筋混凝土管很难满足限裂要求,而仅采用钢管也难以满足抗外压稳定,因此江苏宜兴抽水蓄能电站埋管段采用了外包钢筋混凝土钢管结构,以满足结构稳定和防渗的要求。

抽水蓄能电站上水库的防渗要求很高,连接上进/出水口和引水隧洞的埋管段需承受较大回填块石压力,如果采用钢筋混凝土管很难满足防裂要求,而仅采用钢管也难以满足抗外压稳定,江苏宜兴抽水蓄能电站埋管段采用了外包钢筋混凝土钢管结构,以满足结构稳定和防渗的要求。

采用小孔扩散方式所建立的轴对称二维切片模型和二维轴对称数值模型,对抽水工况的出流特性和尾流的水流摆向进行了研究.试验与数值模拟结果显示,抽水工况下出流可视作射流,水流摆向与水位有一定关系,高水位时摆向河床,低水位时摆向水面;三维模型对比试验显示,抽水工况下采用防涡板结构时的进/出水口水头损失系数可达0.61,而无防涡梁、阶梯防涡梁和水平防涡梁等3种结构的水头损失系数范围为0.44~0.48;发电工况下水头损失系数均接近0.40.试验结果显示,竖向扩散段的扩散角小于9°时能保证配水均匀.采用2~3倍发电流量观察发电工况时漩涡的形成,试验显示漩涡的变化特征随水位发生变化:高水位时在进/出水口顶盖上部形成单一的漩涡;当水位降低到一定程度后,大环流转化为若干个漩涡,漩涡数量与导流墩数量相同.两个进/出水口同时运行时,环流之间相互干扰,可能形成一顺一逆环流.

通过对广蓄和惠蓄等工程进、出水口试验研究资料的总结和分析,对抽水蓄能电站侧式进、出水口的体型布置、入流漩涡、流量分配、流速分布、水头损失等及其改善措施进行了探讨。

由中国水力发电工程学会水工、水力学专业委员会和广东省水力发电工程学会联合召开的“抽水蓄能电站水工、水力学专题学术讨论会”于1988年7月5～8日在广州举行。参加会议的有25个单位的50余名代表,收到论文31篇。会议重点介绍丁广州抽水蓄能电站的设计情况和主要水工、水力学问题,交流了十三陵、天荒坪、潘家口、羊卓雍湖、青石山等抽水蓄能电站设计中的水工、水力学问题。代表们就抽水蓄能电站在电网中

仙游抽水蓄能电站上水库填筑碾压试验大纲 1工程概况 1.1概述 仙游电站上水库填筑施工按照填筑料的类型可分为：主堆石料填筑、下游堆 石填筑、过渡料填筑、垫层料填筑、特殊垫层料填筑、反滤料填筑。按照不同的 碾压方式可分为：水平碾压、斜坡碾压两种。 根据合同文件技术条款8.4款规定，上水库填筑施工前必须进行碾压施工试 验，以确定合理的施工参数。为此，特制订本试验大纲。 1.2工程技术指标 上水库主坝坝体填筑料设计指标，见表1-1。 表1-1上水库主坝坝体填筑料设计指标 类别单位 特殊 垫层料 垫层料反滤料过渡料主堆石 下游 堆石料 干容重γdkn/m3≥22.6≥22.4≥22.6≥22.0≥20.6≥19.6 孔隙率n%≤18.0≤18.5≤18.0≤20.0≤23.0≤25.0 最大粒径cm410330

本文详细介绍了宜兴抽水蓄能电站上水库防渗面板砼现场施工配合比试验研究的方法,可供同类工程参考。

利用三维紊流数学模型,对某抽水蓄能电站上水库进/出水口原方案及其优化方案抽水和发电工况进行数值模拟,分析了进/出水口段的水头损失、进/出水口段的流态和流速分布等。原方案在抽水工况下,存在扩散段及调整段顶盖板下部产生水流分离区、拦污栅断面有反向流速、各孔口流速不均匀系数偏大等不利水力学现象。考虑以上不利因素,需对原方案进行优化。优化方案计算结果表明,在扩散段和防涡梁段之间增加调整段、压低扩散段盖板扩散角以及增加扩散段长度等措施均能改善水流流态。