Оптимизация конструктивных параметров уравнительных резервуаров ГЭС

• Автор: Муравьев, Олег Алексеевич
• Шифр специальности: 05.14.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 245 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. РАСЧЕТЫ УСТАНОВИВШЕГОСЯ ДВИЖЕНИЯ В НАПОРНЫХ ВОДОВОДАХ С УРАВНИТЕЛЬНЫМ РЕЗЕРВУАРАМИ
1.1. Развитие методов гидравличетгкйхрасчетов уравнительных резервуаров гидроэлектростанций.

1.2. Цели и задачи проведенных исследований

1.3. Уравнения гидроудара в характеристической

орые.

1.4. Решение для конструктивных узлов, примыкающих

к турбине.

1.5. Динамическое уравнение для потоков в деривации

и резервуаре

Решение системы уравнений, описывающих движение жидкости в напорной системе с уравнительным резервуаром.
1.7. Пакет программ РЕЗТ1 для расчетов переходных процессов в напорных системах ГЭС с уравнительными резервуарами различных типов .
1.8. Программы расчетов переходных процессов в разветвленной системе напорных подводящих и
отводящих водоводов с учетом работы гидроагрегатов
Выводы
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ
УЗЛА СОПРЯЖЕНИЯ УРАВНИТЕЛЬНОГО РЕЗЕРВУАРА С ВОДОВОДАМИ
2.1. Постановка задачи.
2.2. Анализ течения в развилке с разделением расхода деривационного станционного водовода
2.3. Анализ течения в развилке, сопровождающегося слиянием расходов резервуара и деривационного станционного водовода
2.4. Связь между удельными энергиями потоков в деривационном и станционном водоводах в полном диапазоне гидравлических режимов
2.5. Гидравлические режимы, сопровождающиеся течением суммарного потока в ответвлении резервуара. . .
2.6. Анализ полученных аналитических выражений в полном диапазоне гидравлических режимов работы
узла сопряжения резервуара с водоводами. .
2.7. Алгоритм, реализующий данную методику при расчете переходных процессов на ЭВМ
2.8. Влияние различных методик математического моделирования гидравлических режимов в узле сопряжения резервуара с водоводами на параметры переходных процессов
Выводы.
3. МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ УРАВНИТЕЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ СЛОЖНЫХ ТИПОВ .
3.1. Исходные положения
3.2. Основные принципы предлагаемой методики .
3.3. Оптимизация конструкции камерного резервуара
с дополнительным сопротивлением
3.4. Оптимизация конструкции дифференциального уравнительного резервуара .
3.5. Описание программ оптимизационных расчетов
на ЭВМ
3.6. Сопоставление вариантов уравнительных резервуаров различных типов .
3.7. Выводы
4. ВЛИЯНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМОВ НА КОЛЕБАНИЯ ВОДНЫХ МАСС В УРАВНИТЕЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ
4.1. Общие положения. Л
4.2. Аналитическое решение уравнений колебательного процесса для двух последовательных импульсов изменения расхода ГЭС
4.3.Аналитичесное решение уравнений колебательного процесса для трех и более последовательных импульсов изменения расхода ГЭС .
4.4. Анализ протекания переходных процессов при двух последовательных импульсах .
4.5. Влияние гидравлических потерь напора на характеристики переходного процесса при двух последовательных импульсах изменевия расхода ГЭС . . .
4.6. Работа ГЭС в энергосистеме при нормальных эксплуатационных и аварийных ренинах в энергосистеме.
4.7. Набор нагрузки в нормальных эксплуатационных условиях
4.8. Набор нагрузки на ГЭС при аварийных условиях в энергосистеме
4.9. Определение расчетного случая для последовательного набора нагрузки агрегатами ГЭС. . .
4 Определение расчетного случая для особого
сочетания переходных режимов на ГЭС
Выводы
5. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ПРИ
ПРОЕКТИРОВАНИИ ЗЕЛЕНЧУКСКОЙ ГЭС И РЕКОНСТРУКЦИИ
СЕНГШ1ЕЕВСК0Й ГЭС, ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ .
5.1. Исследования переходных режимов Зеленчукской
5.2. Исследования переходных режимов Сенгилеевсной ГЭС в связи с реконструкцией уравнительного резервуара.
5.3. Натурные испытания Сенгилеевсной ГЭС после реконструкции уравнительного резервуара. . .
5.4. Сопоставлевие данных натурных испытаний с
результатами расчетов на ЭВМ
Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Гидроэлектростанции с уравнительными резервуарами, включенные в плав проектирования и строительства на гг. Гидро эле ктро станция I Установден ная МОЩНОСТЬ МВт 1 Тип уравнительного резервуара 1 . Иокавсная Мурманская обл. Спандарянская Армянская ССР С дополнительным сопротивлением. Перед проектировщиками стоит задача комплексной оптимизации конструкций гидротехнических сооружений, которая может быть наиболее полно и эффективно осуществлена с применением вычислительной техники. Как уже указывалось, применение ЭВМ для расчетов переходных процессов в напорных системах ГЭС с уравнительными резервуарами позволяет избежать ряда ограничений, присущих графическим и аналитическим методам, в учете факторов, влияющих на переходный процесс и осуществлять расчеты для любых типов резервуаров с высокой точностью. Упоминавшиеся выше программы для ЭВМ позволяют решать задачу о переходных процессах с учетом работы гидроэнергетического оборудования, упругости воды и облицовки водоводов, особенностей работы сооружений, в том числе и уравнительных резервуаров, однако ввиду большого объема исходных данных, относящихся в основном к характеристике гидротурбины, а также значительного времени счета, эти программы используются, как правило, для определения гарантий регулирования гидроагрегатов в напорных системах с заранее заданными конструктивными параметрами. В настоящей диссертации решается обратная задача, а именно, на основании расчетов переходных процессов, исходя из заданных допустимых значений их параметров, оптимизировать размеры уравнительных резервуаров. Оптимизация осуществляется на базе автоматизированного машинного анализа результатов большого числа расчетов переходных процессов, вследствие чего выполнение каждого из них должно занимать минимум времени Тем не менее должны учитываться все наиболее существенные факторы, влияющие на работу уравнительного резервуара, в том числе особенности работы его проточной части, корректное математическое моделирование работы узла сопряжения резервуара о водоводами, учет упругости воды и облицовки в станционных водоводах, учет характеристик гидротурбин. Многообразие существующих типов уравнительных резервуаров
преду сматривает для каждого из них специфические особенности расчета. В этих условиях приобретает особое значение автоматический машинный анализ исходных данных и проведение расчета для различных типов резервуаров по единой программе для ЭВМ. Процессы в уравнительном резервуаре тесно связаны с режимами регулирования мощности ГЭС При эксплуатации возникают как плановые, так и внеплановые переходные процессы 9, , причем могут иметь место их последовательные сочетания. В результате в уравнительном резервуаре будет происходить наложение нескольких колебательных процессов, что приводит при определенных условиях к наиболее тяжелым режимам его работы. Учет интерференции колебательных процессов в уравнительном резервуаре накладывает ограничения на режимы регулирования мощности ГЭС, которые должны соблюдаться при эксплуатации. В настоящее время актуальной стала задача реконструкции уравнительных резервуаров ряда ГЭС, построенных в годах. Здесь возможно добиться значительного сокращения затрат на реконструкцию за счет оптимизации конструктивных параметров резервуаров, а в отдельных случаях и изменения их типа. Подобные проектные работы, а также натурные испытания с участием автора диссертации проведены на СенгилеевскоЙ ГЭС. Излагаемый ниже материал первой главы посвящен общим вопросам моделирования переходных процессов в напорных оистемах ГЭС с уравнительными резервуарами. В данном параграфе рассматриваются известные уравнения гидравлического удара, используемые в дальнейшем при разработке алгоритмов расчета элементов напорной системы в переходных режимах. X время. Для численного решения уравнений 1. Для этого может быть использован метод характеристик. М В, Е2 В2 Е4 . Тогда уравнения 1. Это и есть характеристическая форма уравнений гидроудара. Для определения параметров переходного процесса в напорной системе она разбивается на конструктивные участки. Сравнивая уравнения 1.