厂顶溢流灯泡机组水电站振动特性研究-水利水电工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 摘 要 水电站采用灯泡贯流式机组的厂顶溢流式布置，是近年我国工程建设中的 一种新的结构型式。这种型式的泄洪表孔从厂房运行层和主机层之间通过，排 沙孔从水轮机流道侧壁通过。在泄洪表孔、排沙孔泄洪的同时，机组还要运行 发电，使得厂房结构不仅成为贯流式机组的支撑体，也成为泄流流激振动的载 体。机组运行和泄流诱发的厂坝振动，对结构的运行稳定性和安全可靠性的影 响，成为一项新的研究课题。本文依据某灯泡贯流式机组的厂顶溢流水电站的 厂坝结构和机组原型观测数据，结合动态信号处理技术、有限元数值模拟以及 智能算法，对该类型水电站振动问题开展研究。主要研究内容如下： （1）根据已有振源理论结合现场观测数据对灯泡贯流式机组的厂顶溢流水 电站厂房振源频率及各种动荷载进行统计分析。然后通过有限元模型对厂房结 构模型进行模态计算，运用计算出的结构自振频率与理论频率比较，进行共振 校核。 （2）结合水力、机械、结构响应同时进行测试的该水电站原型观测数据， 对灯泡贯流式机组单独运行振动特性、机组运行时厂坝结构振动特性、厂顶溢 流时厂坝结构振动特性、厂顶溢流与机组联合运行时的机组稳定性、厂坝结构 振动等一系列问题进行分析，以期全面把握该类型水电站的动力特性。 （3）以原型测试数据为基础，结合理论振源频率计算与实际测试功率谱分 析结果对所测得的原始信号进行分段，分析了厂顶溢流式厂房的各类振源，得 出各种主要频带的动力响应情况，希望该成果能有助于工程上对各种动荷载的 作用效果有一个量级上的认识。 （4）根据机组和厂房结构振动之间存在的耦联作用，分别建立 径向基 （RBF）网络和最小二乘支持向量机两种智能算法的厂房振动响应预测模型。 利用实测振动数据，对两个模型的预测精度进行验证。 关键词： 水工结构；振动响应；厂顶溢流式厂房；贯流式机组；振动特性； 振源识别；响应预测；RBF 网络 ABSTRACT Vibration source compositions as well as effects on the powerhouse have been investigated for the roof overflow hydropower station with bulb tubular unit. This is a new type of construction in China in recent years. In this type of structure, flood-releasing surface hole through between the powerhouse operation layer and host layer, and HYPERLINK /dict_result.aspx?searchword=%e6%8e%92%e6%b2%99%e5%ad%94amp;tjType=sentenceamp;styleamp;t=sediment%2Bflushing%2Boutlet sediment flushing outlet through from the turbine flow channel sidewalls. During flood discharging, the unit also operating, thus, powerhouse has not only become the support of the bulb tubular unit, but also a carrier of flow-induced vibration. Unit operation and discharge induced powerhouse vibration may impact on the stability and reliability of the structure. And this may become a new project. Based on prototype observation data of a roof overflow hydropower station with bulb tubular unit, and using technology of processing dynamic signal, finite element analogy and intelligence algorithm, the paper studies the problem of hydropower plant vibration. The principal contents and achievement of this dissertation are