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电厂构建组泵房横向入水装置流转受力实验研讨

   日期:2019-12-05     来源:互联网    作者:admin    浏览:0    评论:0    
核心提示:  1模型设计  考虑模型进、出水段水流衔接的要求,模型截取长度为8 10倍明渠宽度的自流引水明渠及进水前池、循环水泵房进水

  1模型设计

  考虑模型进、出水段水流衔接的要求,模型截取长度为8 10倍明渠宽度的自流引水明渠及进水前池、循环水泵房进水流道(如1) ,模型设计为正态,选取几何比尺为L = h = 15.

  2试验水文条件

  1号泵房一般是2台水泵供1台发电机组,冬季水温较低时,可用1台水泵供1台发电机组。试验水文条件是根据各种可能的运行工况对应各设计潮位,考虑不利的工况组合来确定的。

  3工程方案布置

  引水明渠底高程- 6. 0 m ( 1956年黄海高程,下同) ,底宽20 m,两边为1 1. 5的斜坡,在斜坡高程为0. 0 m处布置1. 0 m宽的马道,左边坡(生活区侧)顶高程为5. 0 m,右边坡(厂区侧)顶高程为4. 6 m.1号泵房进水前池通过箱涵与明渠连接,其设计形式分6孔和8孔2类布置。

  3. 1 6孔进水箱涵布置

  在进水前池与引水明渠的连接斜坡段居中布置6孔进水箱涵,管底高程- 5. 0 m,管顶高程- 1. 5 m,中间2孔净宽3. 3 m,其余4孔净宽均为3. 1 m,管间隔墙厚度0. 4 m,各孔进口隔墙迎水面为1 1. 5的斜坡形式,与明渠斜坡齐平连接,管出口与前池底板为跌坎连接,坎高4 m,为方案()。方案为间隔均匀布置,左右两侧与中间均紧密布置2孔箱涵,孔间间隔0. 4 m,左右2孔与中间2孔的间隔均为3. 9 m.

  3. 2 8孔进水箱涵布置

  3. 2. 1方案

  进水箱涵管顶高程为- 1. 5 m,底高程- 4. 0 m,中间2孔净宽3. 3 m,其余6孔净宽均为3. 1 m,各孔隔墙厚度均为0. 4 m,管进口隔墙形式及与明渠连接形式均与以上方案相同,箱涵出口与前池底板的连接跌坎高度为5 m,。

  3. 2. 2方案

  在方案的基础上,保持各孔尺寸不变,将管底部高程由- 4. 0 m降至- 5. 0 m,取消各孔间长度为3. 75 m的进口隔墙,进口两边孔分别向明渠上、下游方向作一角度为60+、长度为6. 5 m的扩散段,与明渠斜坡为直立墙连接,进水箱涵出口与前池底板为1 3的斜坡连接。

  3. 2. 3方案,在方案的基础上,在泵。泵进水流道间增加一道顶高程为- 0. 98 m、长9 m、厚0. 9 m的直立隔墙,前端迎水面为正三角形式。

  3. 2. 4方案

  以方案,为基础,在泵和泵及。泵和泵进水流道间各增加一道顶高程为- 0. 98 m、长6 m、厚0. 9 m的直立隔墙。

  3. 2. 5方案

  进水箱涵与前池为斜坡连接,孔高2. 5 m,中间2孔孔宽为3. 3 m,其余各孔孔宽均为3. 1 m,孔进口底高程为- 5. 5 m,进口平台长度3 m,两侧与明渠仍为60+的直立扩散连接形式,孔出口底高程为- 9. 0 m,见4.

  4试验研究成果分析

  4. 1方案

  试验显示,水流在引水明渠的分布较均匀、对称,由明渠进入前池后过于集中,在有限的前池长度、结构布置(明渠与前池垂直布置)条件下,水流不能及时扩散,在前池两侧或一侧均产生不同范围的回流,前池流态较为混乱,泵房进水流道前不能形成均匀对称的进流条件,从而影响了各流道水流分配的均匀性。由于回流的存在,使部分流道的进口前产生横向水流,导致水流产生剪切现象,在泵房流道进口胸墙前左侧或右侧产生较明显的水面凹陷涡。为一、二期联合运行在设计低潮位时方案进水前池的流速分布情况。

  4. 2方案

  方案试验表明,由于二期待建机组( 3号8号机组)大流量抽水的分流影响,明渠水流进入前池后,主流较为偏左,前池右侧存在较明显的局部回流,水面较不平静,水流不能平顺、均匀地进入泵房各流道。方案)进水箱涵进口两侧与明渠边坡的扩散连接形式,在一定程度上改善了待建机组投入运行后1号泵房进水前池进流的偏流问题,但水流在前池的扩散仍显不足,左侧水泵流道进口前断面的水流流速明显较其他流道的大。通过在前池中间设立直立隔墙(方案,) ,可部分改善进水池水流的流态,部分流道的进流较平顺、均匀,但仍不能根本解决待建机组投入运行后,进水池水流偏流引起的部分流道进流的不均匀性问题。此外,各方案部分流道进口胸墙前均可见小范围面层回流,胸墙前左侧均出现强度不一、较明显的水面凹陷涡。6为一、二期联合运行在设计低潮位时方案,进水前池的流速分布情况。

  4. 3方案

  试验显示,在前池设立的三道不同长度隔墙,能减弱各泵房进水流道从前池引水的相互影响,较好的调整了进水池水流的分配,有利于水流在前池扩散后进入泵房各流道,各泵房流道进口的流速分布较均匀、对称,前池流态较好,可满足1号、2号机组运行的安全及稳定性要求。仅有个别运行工况组合的前池流态及流道进口的水流分布不够理想,个别流道进口胸墙前伴有涡级较大的水面凹陷涡出现,见7,说明方案/的设计还存在缺陷。

  4. 4方案

  试验显示,在设计低潮位时,不论1号、2号机组运行还是8台机组联合运行,水流进入前池后,经过扩散,进入流道分布趋于均匀,前池表层水流均为负流,流态较为稳定。前池水位愈高,水流流速愈小,水面愈平静,流态愈好,进入各泵房流道的水流流速分布较均匀,无论哪种水位条件,前池均未见涡流产生。一、二期联合运行在设计低潮位时进水前池的流速分布情况见8.

  1台机组单独运行工况与不同潮位组合,由于引水流量小( 22 m3/ s) ,前池水流流速较小,水面比较平静,水流能平顺、均匀地进入各运行水泵的进水流道,没有涡流产生。在3号8号机组投入运行后, 1号泵房的。泵、泵开启运行时的前池流态及流速分布要略差于右边泵、泵开启的情况,主要是受3号8号机组泵房引水影响,水流进入1号泵房进水前池后,主流略偏左侧, .泵、泵运行时,主流在前池的扩散范围及流路均不如泵、泵运行时的大和长,水流扩散相对不够充分,但未见涡流出现。

  其他运行工况试验,即使在不利的设计低潮位时,前池水面较为平静,水流在前池的扩散充分,能平顺、均匀地进入流道,没有回流或涡流的出现,流态较为理想。

  由此可见,方案(进水前池与引水明渠的连接形式,以及在各泵房进水流道间设立导流墙,较好地改善了1号泵房前池和流道的进流条件,在设计低潮位时除个别工况的前池流态及流速分布不十分理想外,绝大部分运行工况在不同的前池水位时,前池流态都比较平稳,流道进流均匀,能保证机组的安全可靠运行。考虑到设计低潮位发生的机率很低,即使发生,时间也较短暂,因此总的来说,修改方案(在各种工况下,满足前池及流道进流流态的均匀性及稳定性要求,无明显的凹陷漩涡出现,为泵房机组的安全、可靠运行创造了有利的条件,可作为现阶段的推荐方案。

  5结语

  ( 1)文章的重点在于引水明渠与1号循环泵房进水前池连接段及进水前池的水流流态(包括进水前池、泵房进水流道进口等)能否满足设计要求的问题,体现在流速分布的均匀性,有无漩涡及漩涡的大小、强弱,引水明渠前池的水头损失等。

  ( 2)推荐采用的前池箱涵进水连接方式,兼顾了一、二期机组投入运行后的相互影响,对改善前池侧面进水的工程布置形式存在的不良流态及流速分布不均等问题效果明显,可为类似工程设计及研究提供较好的参考。

  ( 3)本文没有对旋转滤网后的流道及水泵和阻涡结构进行研究,因此对工程方案的选取及优化以进入泵房流道前的水流比较均匀,且无出现有害涡为标准,以满足设计的要求。如设计采用的水泵及泵房流道结构与同类工程比较有变化,应进行更详细的流道试验研究。

 
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