水力式升船机平衡重波动机理

水力式升船机是一种新型的通航建筑物,它完全利用水的浮力来驱动承船厢运行,与传统形式升船机相比具有十分明显的优越性。设计并建立了水力式升船机单竖井概化物理模型,初步探讨影响水力式升船机运行稳定性的主要因素,对比不同试验工况下竖井水力学特性及平衡重波动等特性。结果显示:竖井与平衡重间隙比为0.061时,在一定范围内增大流量对平衡重上升过程波动几乎没有影响,且平衡重上升过程相对稳定。     

不同间隙比竖井内水流与平衡重二维流固耦合

目前,水力式升船机在国内外尚无投入实际运行,无实际设计、安装、运行经验可循。建立不同间隙比竖井与平衡重之间二维流固耦合数学模型,在非恒定流作用下,对不同间隙比时平衡重上升过程的水动力响应进行动态模拟。得出有利于该类升船机稳定运行的最优间隙比。     

三峡工程下游引航道通航水流条件试验

三峡工程枢纽泄洪产生水面波动和船闸泄水产生非恒定流,对下游引航道通航条件,尤其是对升船机的运行构成影响。泄洪在口门区及连接段产生的斜流对通航的影响很大,采用斜流的特征值并结合船模航行的斜流效应特征值,有效地分析了口门区及连接段的通航水流条件。采取修改航线措施对改善斜流影响有一定的效果。     

2×1000 吨级水力式升船机布置及运行特性仿真分析*

水力式升船机是我国发明的一种新型升船机,尤其适合大吨级、大水位变幅的升船机建设,具有广阔的应用前景。依托岩滩扩能工程,提出2×1 000吨级水力式升船机的总体布置形式,创新了水力驱动系统,在保证塔柱结构稳定性的前提下,改善竖井水流条件,保障平衡重同步、稳定升降,并利用一维数学模型计算分析船厢运行特性。计算结果表明,千吨级水力式升船机的设计合理、可行,可为类似工程提供参考。     

三峡升船机下闸首卧倒门运行区域非恒定流的运动特性

为了分析三峡升船机下游引航道与下闸首卧倒门运行区域非恒定流运动特性,采用Flow-3D软件建立三峡升船机承船厢与下闸首卧倒门运行区域的三维模型,通过水面波动荷载概化模型计算分析下游不同水位、不同波幅非恒定流对下闸首卧倒门运行的影响因素。研究下游非恒定流作用于卧倒门的理论计算力矩与卧倒门关门实测力矩的关系,提出卧倒门安全运行策略,降低由下游非恒定流作用而引起的下闸首卧倒门运行安全风险。结果表明,下游引航道较小的水面波动传递到升船机下闸首卧倒门运行区域将引起很大的水面波动,而枢纽下游水位对卧倒门运行影响较小。     

百色水利枢纽通航设施工程省水船闸选型方案

广西百色水利枢纽通航设施工程率先采用“省水船闸+升船机+辅助船闸”组合式通航建筑物总体布置方案,其省水船闸带两级独立梯形断面省水池,省水率可达55%。介绍百色水利枢纽通航设施工程通航建筑物形式选择,阐述采用“省水船闸+升船机+辅助船闸”组合方案后,船闸下泄水流进入中间渠道后引起的升船机上游水位波动情况,以及全平衡式升船机在对接过程中对于水位变化的要求。为解决水位波动对升船机安全运行的影响问题,提出非省水船闸+泄水外排方案与省水船闸方案,并对两方案进行技术经济对比分析,最终确定采用省水船闸方案。     

水力式升船机下游对接方式探讨

水力式升船机因其下游对接过程中存在多重流固耦合,如船厢与船厢池、船厢内水体与船厢、竖井水体与平衡重等,对接过程升船机受力较传统钢丝卷扬下水式升船机更为复杂。为保证水力式升船机下游安全高效对接运行,对水力式升船机制动器工作状态和下游对接位选取进行深入研究。依托景洪水力式升船机原型观测下游对接过程试验,探讨下游制动器工作方式、船厢对接位对升船机运行的影响,推导有对接水位差制动器不上闸时开启船厢门船厢位移公式,得出制动器工作方式与船厢对接位选取的适用条件。     

火电厂进水流道模型设计与制作试验研究

在设计火电厂循环水泵房进水流道时,流道不完全按《火电厂循环水泵房进水流道及其布置设计技术规定(DLGJ150一1999)》的要求设计,为保证其正常运行,必须进行模型设计与制作,通过试验研究,提出优化进水流道体型以及改善进水流道流态的措施。     

水力式升船机钢丝绳弹性模量对运行稳定性的影响

水力式升船机机械连接系统中,钢丝绳是连接平衡重和船厢的柔性介质。钢丝绳在升船机运行过程中的变形特性与升船机运行稳定性有密切关系,研究意义明确。针对钢丝绳变形,进行一维仿真计算,分析绳端变形特性,进而揭示运行过程中钢丝绳弹性变形引起的船厢或平衡重附加位移特性。此外,建立"同步轴-钢丝绳-载水船厢"三维耦合模型,研究了钢丝绳弹性模量对船厢纵向倾斜量的影响,获得船厢纵倾量对钢丝绳弹性模量的响应规律。     

水力浮动式升船机设计原理

介绍了水力浮动式升船机工作原理,提出了水力浮动式升船机的适用条件判别准则,以及平衡重、输水系统等关键部件的设计方法,并建立了水力浮动式升船机的数学运行仿真模型,为水力浮动式升船机的设计运行提供了基础分析理论和依据,为进一步研究该新型升船机奠定了良好的研究基础.     

水力式升船机制动器上闸与松闸条件

水力式升船机制动器采用常闭式制动,在升船机正常对接过程中,船厢调平以及事故工况下制动器上闸起到了固定船厢位置、阻止平衡侧和船厢侧钢丝绳力的传递和保护同步轴的作用。由于水力式升船机在上闸后平衡重侧和船厢侧的荷载实时平衡体系被打破,在松闸前需要满足相应的松闸条件,否则会对升船机安全运行产生极大危害。依托景洪水力式升船机对制动器上闸应用条件及松闸条件判断进行了系统分析,得到水力式升船机需要上闸工况和松闸条件的判断依据。     

水位波动对三峡升船机运行的影响

三峡升船机水位波动受电站调峰、船闸泄水等因素影响,变化非常复杂,下闸首水位变率可达0.9 m/h。三峡升船机运行期间,水位波动导致的停机故障占比约29%,经常影响升船机运行安全。通过收集升船机运行停机故障数据并展开分析,研究水位波动对升船机运行的影响,并从运行对接前期、船厢与闸首对接期间、开船厢门期间、船厢与航道连通期间4个阶段提出水位监测应对建议。在易受水位波动影响的敏感环节应提前做好水位趋势预判,掌握水位波动规律,及时采取相应措施避免三峡升船机发生停机故障。     

景洪水力式升船机异形突扩体设计

景洪水电站通航建筑物采用的水力式升船机具有我国完全自主知识产权。突扩体作为水力式升船机输水系统的重要部分,具有改善流道内部水流的流态、提高输水效率的作用。突扩体为一大容积空腔体形,属于异形结构,工况复杂,为此,内外均设梁系以承担水压。采用有限元法对突扩体进行工作状态和水压试验状态的力学分析,结果表明突扩体结构强度满足要求。     

兴宁市石壁水库溢洪道水工模型试验研究

针对溢洪道出闸水流在中墩墩尾形成局部水面凹陷、水翅现象以及消力池与海漫段消能存在的问题,通过模型试验进行体型优化,提出了不良流态的改进措施,运用辅助消能工改善了溢洪道运行流态,妥善地解决了溢洪道泄流与下游河道水流衔接的问题,取得了较为理想的成果,为工程设计提供参考。     

实现向家坝电站发电与航运共赢的工程措施和建议

向家坝电站工程是以发电为主,同时改善航运条件,兼顾防洪、灌溉等作用。为了解决向家坝电站运行下游非恒定流对航运的影响,在向家坝升船机下闸首的下游设置辅助闸室和辅助闸首,将船厢与下游水位对接处的水面和下游主河道水面隔开,使承船厢水深不受下游水面波动的影响,保证升船机在下游水位变率较大工况下安全、连续运行的需要,最终取得了电站发电与航运的双赢。本文着重介绍解决电站发电与航运矛盾的工程措施及应用效果,可供借鉴。     

某抽水蓄能电站侧式进/出水口体型优化数值模拟

对某抽水蓄能电站侧式进/出水口进行三维数值模拟,发现原体型存在不利水流现象。通过将扩散段底板坡度6%调整为2%,得到优化体型,以期望满足水力学要求。优化体型计算结果表明,减小扩散段底板坡度对进/出水口的水流流态、拦污栅断面的流速分布和不均匀系数、进出水口的水头损失等均有一定的改善作用。     

三峡升船机下游引航道非恒定流波动特性试验研究*

通过1:80的三峡枢纽及下游引航道整体物理模型研究了典型的大坝泄洪、电站调峰、船闸泄水及其叠加工况下的升船机下游引航道非恒定流波动特性。结果表明：三峡枢纽下游引航道内的水位波动是引航道波流运动和两坝间流量差引起的河道涨、落水长波耦合叠加的结果。枢纽进行百年一遇洪水调节时升船机下闸首水位波动最大小时变幅061 m/h。当大坝泄洪单次调节流量小于2 000 m3/s时,升船机下闸首水位波动小时变幅小于042 m/h。电站调峰运行时,升船机引航道水位波动首波幅值随流量变幅和变率的增大而增大,最大小时变幅则取决于流量变幅和两坝间净流量大小。船闸双线同时泄水时升船机下闸首水位最大小时变幅018 m/h,基本不影响升船机运行。     

升船机承船厢失衡的分析与处理

全平衡升船机的运行条件是全平衡,一旦平衡系统破坏,升船机运行的结果将是灾难性的。针对承船厢倾斜后如何调平问题,从安全、经济角度进行系统研究。采用升船机制动和提升系统对传动系统进行应力释放和承船厢调平,利用承船厢水位的增减,使承船厢的重力大于平衡重力;通过分区域松制动闸,使承船厢可控下降,纠正承船厢的倾斜。在达到基本平衡后,用升船机自平衡系统,完全恢复升船机的全平衡。案例解决了承船厢失衡后的调平问题,对同类升船机的运行检修具有指导意义。     

三峡升船机平衡重框架干油集中润滑系统设计

针对三峡升船机平衡重框架润滑难度大、安全风险高、作业时间长的问题,根据三峡升船机平衡重框架的结构形式、运行特点以及润滑点的分布,设计一种便携式单线递进干油集中润滑系统。分析平衡重框架润滑点的摩擦类型、运行参数,确定合适的润滑剂,计算各润滑点的需油量、管路压力损失,确定管路的规格、路径、系统工作压力,以选择合适的分配器和润滑脂泵。结果表明,改造后的平衡重框架干油集中润滑系统操作简单、作业方便,同时降低了施工劳动强度和油脂损耗。     

景洪水力式升船机运行特性

分析水力式升船机与常规电力驱动式升船机运行速度的差异,总结水力式升船机非匀速运行的特点,依托景洪水力式升船机原型观测试验,系统介绍升船机在不同速度下的运行特性,并分析其对船厢水面波动、船厢倾斜量、同步轴扭矩等特征指标的影响。