特别策划—中国变速抽水蓄能机组及水泵关键技术研究

  • 中国变速抽水蓄能机组及水泵关键技术研究

    刘德民;

    <正>根据国家发展改革委和国家能源局(国能综通新能[2020]29号)文的要求:可再生能源发展"十四五"规划是能源发展"十四五"规划的重要组成部分,是贯彻落实"四个革命、一个合作"能源安全新战略的重要举措。按照这一规划要求,可再生能源在中国将会继续蓬勃发展。抽水蓄能恰逢其时,勇挑重担,承担起为新能源的发展保驾护航的艰巨任务。截至2019年底,我国抽水蓄能电站在运装机容

    2020年04期 v.6;No.32 2-3页 [查看摘要][在线阅读][下载 2044K]

特别策划—大型抽水蓄能电站调压室关键技术研究

  • 大型抽水蓄能电站调压室关键技术研究

    宫奎;

    <正>世界上第一座抽水蓄能电站于1882年诞生于瑞士,经过近140年的发展,抽水蓄能已成为现代电力系统内技术成熟、使用经济、清洁高效的优质调节手段。河北岗南是我国抽水蓄能电站的首次尝试,历经50多年后,抽水蓄能发展规划、产业政策和技术标准逐渐完善,设备制造实现完全国产化,抽水蓄能产业呈现健康有序发展的良好局面,成为坚强智能电网的重要组成部分。

    2020年04期 v.6;No.32 4页 [查看摘要][在线阅读][下载 1113K]

2020专家论坛

  • 亟需高度重视我国防洪抗旱能力的重大短板

    王亦楠;

    我国洪旱灾害为何如此严重,目前的社会舆论和公众认知还存在很大的混乱,如不及时澄清和纠错,将导致走向与"防洪减灾"完全南辕北辙的方向。本文简要分析了我国严重洪旱灾害频发的自然成因,指出提升水资源调控能力是国际范围内解决洪旱灾害的最根本途径,而我国当前的水资源调控能力与发达国家存在巨大差距,是亟需修补的最重大短板。

    2020年04期 v.6;No.32 1-2+45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1912K]
  • 以价值为导向的IT治理实践

    金和平;

    论述了IT(Internet Technology或Information Technology)治理要以价值导向作为根本,通过介绍IT治理背景、IT角色的发展阶段、IT治理发挥的作用,分析了IT治理的5个领域都与价值有关,通过三峡集团IT治理实践和未来努力方向,深入阐述IT治理的重要性、价值分析方法和价值创造导向问题。

    2020年04期 v.6;No.32 3-11+31页 [查看摘要][在线阅读][下载 2577K]

特别策划—中国变速抽水蓄能机组及水泵关键技术研究

  • 河北丰宁抽水蓄能电站交流励磁变速机组工程设计与认识

    费万堂;衣传宝;杨梅;梁国才;陈磊;张昊晟;

    河北丰宁抽水蓄能电站两台变速机组为中国首次建设的大型交流励磁变速抽水蓄能机组,目前工程设计取得了阶段性成果。本文介绍了丰宁抽水蓄能电站交流励磁变速机组的建设背景和交流励磁变速机组设备的当前设计,并对交流励磁变速机组的电气系统设计以及变速水泵水轮机及其附属设备、变速发电电动机及其附属设备、交流励磁设备、控制和保护设备等的部分关键技术问题提出了认识性建议和研究方向,旨在为后续同类机组的建设提供相关参考。

    2020年04期 v.6;No.32 12-18+57页 [查看摘要][在线阅读][下载 3516K]
  • 抽水蓄能机组不稳定现象的流动机理与控制方法

    罗先武;叶维祥;杨丹丹;冉红娟;

    随着电站参数水平不断提高,抽水蓄能技术对机组稳定性的要求越来越高。本文基于已有研究成果,阐述了抽水蓄能机组泵工况下不稳定现象关联的特性曲线驼峰及驼峰区域的压力脉动特征。为了深入揭示抽水蓄能机组内部不稳定流动机理,现阶段应均衡考虑预测精度与计算资源需求,开发适合于抽水蓄能机组不稳定特性分析的动态PANS方法。大量的试验与计算结果表明,抽水蓄能机组泵工况的特性曲线驼峰源自动静干涉引起的导叶流道中不稳定流动;即当机组运行在偏低流量时,较大尺度的流动分离与漩涡会堵塞相邻导叶间流道,进而导致导叶与转轮中的能量损失激增,使得机组扬程陡降、特性曲线出现驼峰;通常情况下,被称为"失速团"的不稳定流动结构只发生在部分导叶流道中,且以一定的速度进行传播;机组内部的不稳定流动可诱发强烈的压力脉动,在特定条件下甚至影响机组的安全性。最后,针对机组不稳定流动机理研究,分析了改善抽水蓄能机组不稳定特性的控制措施。

    2020年04期 v.6;No.32 19-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 7094K]
  • 可变速抽水蓄能机组水泵水轮机能量特性及效益优势浅析

    张韬;高彦明;

    近年来风电、太阳能等新能源大量装机、并网发电,其发电功率的随机性、波动性和间歇性使电网的稳定性受到了极大挑战。可变速抽水蓄能机组可最大限度平抑新能源并网给电网带来的功率波动,极大提高电网稳定性,是节能耗、稳波动、增效益最有效的设备之一。本文对可变速抽水蓄能机组水泵水轮机的能量特性进行了分析,从水泵特性角度分析了可变速水泵水轮机的功率调节能力及其与定速机相比的区别和优势,从水轮机能量变化的角度分析了其能量效益的优势。给出了可变速水泵水轮机可大幅度调节电网功率波动,提高发电工况稳定性及能量性能的原因,为今后国内可变速抽水蓄能机组的应用及其水泵水轮机的研发提供借鉴和参考。

    2020年04期 v.6;No.32 32-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 2317K]
  • 变速抽水蓄能机组空化特性及运转特性研究

    刘德民;许唯林;赵永智;

    近年来我国抽水蓄能发展迅速,在运与在建的装机容量均稳居世界第一。随着电站参数水平不断提高,抽水蓄能机组对稳定性的要求越来越高。变速抽水蓄能机组以其灵活的运行方式,宽泛的功率调节能力,快捷的功率响应机制受到业界的广泛关注。国内外已投运的变速机组已经取得了很好的工程应用效果和经济价值,国内变速机组的发展刚刚起步,正在建设的某抽水蓄能电站变速抽水蓄能机组正在制造。本文针对变速机组的空化特性进行研究,研究宽功率调节范围下的空化特性,并对空化带来的可压缩效应对机组特性的影响进行了初步研究,为变速抽水蓄能机组的工程应用提供参考。

    2020年04期 v.6;No.32 36-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 4483K]
  • 不同转速对轴流泵装置水力性能的影响研究

    阚阚;郑源;孙奥冉;

    水泵在变速工况下运行可以避免因运行工况发生变化带来的效率下降和水力不稳定。本文借助CFD计算方法,以立式轴流泵装置为研究对象,对其在叶轮转速从1461r/min到731r/min中六种转速下的最优工况进行水力性能分析。结果表明:随着转速的降低,叶轮最优效率会轻微下降,叶轮叶片两侧的压力梯度也会随之变小。同时从轮毂到轮缘方向,压力梯度增大,做功能力逐渐增加。从速度环量的角度来看,由于最优工况叶轮出口速度三角形相似,因此转速越大,出口截面的环量也会越大。本文研究为水泵装置在运行工况变化下进行转速调节提供参考。

    2020年04期 v.6;No.32 46-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2865K]

特别策划—大型抽水蓄能电站调压室关键技术研究

  • 抽水蓄能电站输水系统上游调压室设置条件研究

    宫奎;王珏;李云龙;柴建峰;杨静;

    通过对国内十余座已建、在建抽水蓄能电站的调研,得出上游调压室的实际设置情况。传统的上游调压室设置条件来源于常规水电站建设经验及后续衍生,结合甩负荷试验、机组设计参数,对上游调压室设置条件的实践运用情况进行评定,总结抽水蓄能电站相关建设经验,提出上游调压室设置条件的分析、研究成果。

    2020年04期 v.6;No.32 50-52+120页 [查看摘要][在线阅读][下载 2308K]
  • 抽水蓄能电站调压室断面面积选择及相关影响研究

    刘君成;丁景焕;张建龙;王震洲;

    结合抽水蓄能电站特点及调压室面积计算方法的发展历程,对典型抽水蓄能电站调压井断面面积进行了研究分析,探讨调压室断面面积选择对调压室涌浪及相关调保参数的影响,并得出了相关结论,对后续工程设计具有积极的借鉴和指导意义。

    2020年04期 v.6;No.32 53-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 2631K]
  • 抽水蓄能电站调压室阻抗孔尺寸及相关影响研究

    周喜军;刘君成;韩文福;马传宝;闫宾;

    通过已建电站的统计规律及相关资料,开展调压室阻抗孔口尺寸对蜗壳压力、尾水管压力、调压室水位等参数的敏感性分析,得出阻抗孔尺寸对水力调保性能的影响规律,为后续调压室设计提供数据支撑和实践依据。

    2020年04期 v.6;No.32 58-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2716K]
  • 抽水蓄能电站过渡过程相关计算工况研究

    江献玉;王珏;韩标;杜克楠;凌超;

    抽水蓄能电站过渡过程计算需考虑的工况众多,内容复杂,通过对行业规定研究、实际电站调研、分析,统筹考虑电站安全和经济效益,界定出主要计算工况和其他计算工况,提出抽水蓄能电站过渡过程计算应着重关注的主要工况,为相关电站的过渡过程计算的工况选择提供参考。

    2020年04期 v.6;No.32 61-65+91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1802K]
  • 基于ANSYS Workbench的抽水蓄能电站调压室围岩与衬砌接触模拟研究

    关李海;许贵彬;杨柳;王伟;

    抽水蓄能电站调压室是一种边界条件和受力情况复杂的大型水电站建筑物,尤其是调压室衬砌与围岩的接触模拟更为复杂。本文运用三维有限元计算分析软件ANSYS Workbench对围岩与衬砌接触进行模拟计算,并结合实例对调压室内水工况和外水工况进行对比分析,提出相关结果符合工程实际,可为类似工程结构计算提供参考。

    2020年04期 v.6;No.32 66-70+88页 [查看摘要][在线阅读][下载 3292K]
  • 尾水调压室底部钢筋混凝土岔管三维有限元结构分析

    任天卫;章亮;王维娜;徐三敏;

    采用有限元计算软件ANSYS建立岔管及周围岩体的三维模型,通过对尾水调压室底部混凝土岔管结构的设计,分析结构应力结果。根据应力特点,选择不同工况、不同部位的应力结果进行配筋计算及相应的裂缝宽度验算,作为该类结构的施工及后续工作的依据,同时为该类型的混凝土岔管结构的受力特点分析提供参考。

    2020年04期 v.6;No.32 71-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 10045K]

主机与辅助设备

  • 基于CFD的抽水蓄能电站球阀漏水引起的自激振动研究

    楼勇;曹起章;雷欣;何中伟;

    许多抽水蓄能电站发生过因球阀工作密封不严而引起的自激振动现象,由自激振动产生的压力钢管压力脉动最大值可达到球阀上游静压力的2倍,危害极大,并会产生爆管、水淹厂房等严重事故。因此,研究自激振动形成机理并且尽早消除和防范自激振动很有必要。本文以天荒坪高水头抽水蓄能电站的球阀为研究对象,通过Ansys Fluent等商业软件对机组停机时球阀漏水引起的非稳态流动进行三维数值模拟研究,得到管道内压力呈周期性变化,且与球阀密封振动周期相同;密封振动频率与压力脉动幅值增加速率呈正相关,但与漏水流量呈负相关,揭示了球阀泄漏时管道内正负水击导致阀门呈现柔性特征是自激振动产生的直接原因,且振动过程中的负流量效应导致了管内压力幅值快速增大。

    2020年04期 v.6;No.32 78-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2722K]
  • 调速器电液随动系统跟随故障分析及处理

    卢舟鑫;王子军;杨正超;

    调速器作为控制水轮机转速和功率的核心设备,其关键装置电液随动系统的可靠性直接决定了水电机组的供电质量。本文首先介绍了调速器电液随动系统的故障分类及故障判断方法,通过调速器电液随动系统故障实例分析,详细介绍了电液随动故障的处理过程,经过处理后的调速器工作性能得到相应改善,保障了机组的安全稳定运行。

    2020年04期 v.6;No.32 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2605K]

安全监察

  • 抽水蓄能电站工程民用爆炸物品安全管理研究

    李华;王吉康;徐艳群;

    抽水蓄能电站建设过程中,工程施工大量使用民用爆炸物品。由于民用爆炸物品意外爆炸事故危害极大,国家对民用爆炸物品的生产、销售、购买、运输和爆破作业等环节安全监管严格。本文对抽水蓄能电站工程民用爆炸物品安全管理现状进行了分析,指出了存在的安全管理隐患和风险点,提出了加强民用爆炸物品安全管理的措施,以期为民用爆炸物品安全管理工作提供一些参考。

    2020年04期 v.6;No.32 89-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1596K]
  • 抽水蓄能电站建设工程民用爆炸物品运输风险分析及对策研究

    罗涛;高俊波;

    民用爆炸物品具有很高的能量密度和破坏性,在道路运输过程中一旦发生爆炸事故,将会造成巨大人员和经济损失,引起严重的社会性后果。本文借鉴事故树分析法,将人的不安全行为、物的不安全状态、环境的不安全因素、管理缺陷作为顶事件对待,按照事故致因理论对民用爆炸物品热感度、机械感度、冲击波感度、静电火花感度有害因素和对策进行定性分析,并结合抽水蓄能电站建设实际情况,思考风险防范管控措施,为民用爆炸物品运输单位和工程建设各管理单位制定针对性的事故预防及控制措施提供参考。

    2020年04期 v.6;No.32 92-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1756K]

工程施工

  • 黑龙江荒沟抽水蓄能电站10kV施工供电永临结合方案论证与研究

    王树生;李俊霖;栾宇东;陶晓磊;李伟豪;于竣舟;

    本着安全可靠、设计合理、节省投资、缩短工期和保护环境尽量减少占用林地的原则,经过规划及现场勘察,确定了荒沟抽水蓄能电站10kV施工供电永临结合方案,由施工变电站引出3条主干线路,2条分支线路,3回主干线及各主干线所带的分支线的"T"接线路通过不同的施工周期来达到节省投资、缩短工期的目的。

    2020年04期 v.6;No.32 101-104+109页 [查看摘要][在线阅读][下载 2054K]
  • 某抽水蓄能电站下水库进出水口边坡开挖岩体变形分析与处理

    单海年;

    某抽水蓄能电站下水库为开挖而成,岩体完整性差。下水库进出水口边坡在开挖过程中出现较大变形,受底部的尾水主洞出口段同步开挖影响,产生了深层滑动位移。针对边坡岩体出现的破坏问题,确定了锚索+网格梁+锚筋桩+贴坡喷混凝土+垫脚混凝土的联合支护方案,通过安全监测资料分析成果表明,该裂缝处理方案有效地控制了边坡岩体变形,确保了工程施工安全,其他类似工程可以参考借鉴。

    2020年04期 v.6;No.32 105-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 3725K]

金属结构

  • 丰宁抽水蓄能电站引水钢岔管残余应力测试与研究

    刘蕊;余健;白威;

    河北丰宁抽水蓄能电站是当前世界上在建装机容量最大的抽水蓄能电站,引水系统钢岔管采用国产790MPa级HD780CF高强钢制造,本文采用无损压痕法对钢岔管水压试验前后焊接残余应力进行测试,试验成果验证了水压试验可以有效消除岔管焊接残余应力峰值及附加变形,为引水系统充排水试验及钢岔管的长期安全稳定运行提供了技术分析和检验依据,同时也为工程应用及国内外同类型电站钢岔管的设计方案及施工工艺提供指导和借鉴意义。

    2020年04期 v.6;No.32 110-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 2445K]

状态监测