复杂引水发电系统机组甩负荷计算研究-机械设计及理论专业论文.docxVIP

Classified Index：TK730.2 U.D.C.: 621 A Dissertation for the Degree of M. Eng. RESEARCH OF LOAD REJECTION OF COMPLEX CONDUITS HYDROPOWER STATION Candidate： Wang Wei Supervisor： Prof. Wang Zhixing Academic Degree Applied for： Master of Engineering Specialty： Mechanical Design and Its Theory Date of Oral Examination： June, 2005 University： Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - - I - 摘要 水电站机组运行时，由于事故或其它多种原因要求机组甩负荷，此时， 会在管路系统中引起水锤现象，甚至影响电站系统的安全运行。为了确保电 站的安全，在电站设计阶段，就需进行机组甩负荷计算。随着近年水电站的 兴建，出现了一些布置方式比较复杂的电站，对于这种电站机组的甩负荷计 算，由于组成对象较多，常规电站的计算程序已不再适用于这类电站，甩负 荷计算时必须进行特殊处理。 本文根据甩负荷数值计算的基本原理和实用计算方法,结合工程实际， 进行了卡仑一号电站机组甩负荷数值模拟计算，其目的是确定机组相关的控 制参数，保证电站正常运行。主要内容包括： 用特征线法把水力瞬变的基本方程组即水流的运动方程和连续性方程两 个双曲型偏微分方程转换为四个全微分方程，然后加以差分化进行数值计 算，该方法尤其适用于复杂的引水管路系统。 针对电站复杂引水管路系统的具体情况，建立了包含异径连接管路、分 岔连接管路、水轮机、上下游调压室等多个对象的复杂管路系统的整体数学 模型和基本边界条件。 编制了相应的计算程序，利用水轮机特性边界条件进行甩负荷数值模拟 计算，对主要控制参数进行了分析和优化，以减轻甩负荷过渡过程对水轮发 电机组及其相关设备的不良作用，为机组的设计和运行提供了保证。 通过现场试验结果与计算结果的比较，验证了计算理论、方法和结果的 正确性。 关键词 水电站；水轮机；甩负荷 - - II - Abstract When hydrogenerator is operating, load rejection might happen due to accident or any other reasons, it will cause water hammer. Numerical calculation should be performed during preliminary design to ensure operating security of hydropower station. Many hydropower plants were built in recent years, some of them consist of complex hydraulic conduits. Conventional program does not meet the requirement because of more complicated elements of conduits. Special treatment must be done on load rejection calculation. This article introduces the basic theory and effective method of load rejection calculation. Calculation was carried out with parameters of Karun I power project, the purpose is to determine relevant parameters of units and to ensure operating security of Hydropower Station. Main contents of this paper are： The one dimensional incompressible unsteady flow in closed conduits is governed by the following two equations: the momentum and continuity equations. U