為提升抽水蓄能電站防水淹廠房的技術措施,結合工程實例,在分析頂蓋螺栓斷裂原因,確定設計安全裕度后完成了螺栓結構優(yōu)化選型設計;從調(diào)速系統(tǒng)設置液壓冗余回路、進水球閥控制柜布置、事故工況下尾水閘門啟閉機可靠動作等方面開展了一系列電站防水淹廠房設計優(yōu)化;提出了整套現(xiàn)場一管雙機甩負荷試驗逐級反演預測與分析方法,解決了隨機水壓脈動無法準確計算的問題,有效降低了試驗安全風險。研究成果對于通過技術手段有效提升抽水蓄能電站本質(zhì)安全具有指導意義。 

【文章來源】：水電能源科學. 2020,38(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖１斷裂頂蓋螺栓結構圖（單位：ｍｍ）Ｆｉｇ．１Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍｏｆｆｒａｃｔｕｒｅｂｏｌｔｏｎｔｈｅｈｅａｄｃｏｖｅｒ

術等因素的影響，初始預緊力會產(chǎn)生一定損失，稱為螺栓裝配預緊力Ｆ１。工作狀態(tài)下，頂蓋螺栓工作載荷ＦＷ被分為以下兩部分：一部分是螺栓在承受工作載荷的作用下發(fā)生形變Δδ產(chǎn)生的附加動載荷ΔＦ１，可根據(jù)螺栓連接的相對剛度系數(shù)Φ（金屬墊片，取０．２～０．３）與工作載荷的乘積計算得出；另一部分是頂蓋、座環(huán)結構局部發(fā)生相應形變Δδ產(chǎn)生的附加力ΔＦ２，該附加力將削弱原有預緊力［２］。螺栓與被連接件承受載荷與變形量間關系見圖２（圖２中，θ１為螺栓承受載荷與其伸長量間斜率對應角度；θ２為被連接件承受載荷與其變形量間斜率對應長度；δ１為裝配預緊力下螺栓伸長量；δ２為裝配預緊力下被連接件變形量）。為保證部件聯(lián)接的有效性，殘余預緊力ＦＲ（即螺栓承受工作載荷后被連接件的實際壓縮力）一般仍要求具有一定量值。《機械設計手冊》推薦采用的ＦＲ值［３］為：對于一般聯(lián)接，穩(wěn)定載荷的情況，ＦＲ＝（０．２～０．６）Ｆ；對于變載荷的情況，ＦＲ＝（０．６～１．０）Ｆ；對于有緊密性要求的重要聯(lián)接，ＦＲ＝（１．５～１．８）Ｆ。圖２螺栓與被連接件承受載荷與變形量間關系示意圖Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｌｏａｄａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｂｏｕｔｔｈｅｂｏｌｔａｎｄｆｉｘｔｕｒｅ根據(jù)圖２推導出：ΔＦ１ΔＦ２＝ｔａｎθ１ｔａｎθ２＝（Ｆ１／δ１）（Ｆ１／δ２）＝Ｃ１Ｃ２（１）式中，Ｃ１為

游水位、機組特性曲線、導葉開度、機組出力等進行一維過渡過程計算，獲得計算均值壓力和計算轉速值。（２）預測計算公式。預測均值壓力為相應試驗工況下同一時刻計算均值壓力與計算誤差之和。預測總壓力為相應試驗工況下同一時刻預測均值壓力與脈動壓力之和。預測機組轉速為相應試驗工況下同一時刻機組轉速計算值與計算誤差之和。通過預測計算公式的預測分析可得到下一級甩負荷試驗的蝸殼進口最大壓力、尾水管進口最小壓力及轉速的最大上升值。具體預測路線見圖４。圖４甩負荷試驗反演預測分析技術路線Ｆｉｇ．４Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｏｕｔｅｏｆｉｎｖｅｒｓｉｏｎｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｉｎｌｏａｄｒｅｊｅｃｔｉｏｎｔｅｓｔ%#%試驗結果與分析２０１８年４月在現(xiàn)場完成了一管雙機甩負荷試驗。一管雙機甩１００％額定負荷試驗上、下庫水位及機組運行初始參數(shù)見表４。試驗前分別在單機甩１００％額定負荷試驗數(shù)據(jù)和雙機甩７５％額定負荷試驗數(shù)據(jù)的基礎上對雙機甩１００％額定負荷開展反演計算與預測。試驗后對雙機甩１００％額定負荷實測壓力數(shù)據(jù)完成小波信號分解，提取實測均值壓力，見圖５。表４現(xiàn)場一管雙機甩１００％額定負荷初始邊界條件Ｔａｂ．４Ｉｎｉｔｉａｌｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆ１００％ｌｏａｄｒｅｊｅｃｔｉｏｎｏｆｔｗｏｕｎｉｔｓｉｎｏｎｅｃｈａｎｎｅｌ機組編號凈水頭／ｍ上庫水位／ｍ下庫水位／ｍ接力器相對行程／％機組流量（ｍ３·ｓ－１）出力／ＭＷ＃１３９０．００８９１．３４９３．９８４?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]某抽水蓄能電站頂蓋螺栓斷裂原因分析[J]. 趙強,柴建峰,馬傳寶,丁景煥,李博.  長江科學院院報. 2019(01)



本文編號：3591942