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/ 一水蓄能电站拦污栅的流激振动

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本文综述了若干抽水蓄能电站拦污栅流激振动的工程实例,分析了流教振动产生及霉
抽田÷
破坏的原园,提出了拦污栅流嗽振动分析研究的主要内容和方法。车
旨在为我国正在进行或将要进行的抽水蓄能电
一
、引言站拦污栅的设计研究提供参考。
由于抽水蓄能电站对平衡电力需求有着显
二、抽水蓄能电站拦污栅破坏
著的作用, 近半个世纪特别是近年以来,
欧美等国抽水蓄能电站的发展速度迅速增长, 的若干工程实例及破坏原因
并取得了明显的经济效益随着我国电力建设在实际工程运用中, 抽水蓄能电站拦污栅
事业的发展,加速抽水蓄能电站的发展亦是势的振动破坏是比较频繁的。如美国就有不少抽
在必行。鉴于我国目前尚处于起步阶段这一现水蓄能电站的拦污栅出现了振动破坏。表为
状, 若能及时借鉴国外的一些运行经验, 则可美国几个抽水蓄能电站拦污栅的破坏情况表
随时避免一些可能发生的问题从工程振动的中的工程名称文献中也按、、⋯给出。
角度出发, 除了水道和机组等振动问题外,拦美国目前约有大型抽水蓄能电站座, 而有拦
物栅的流激振动也是一个应该引起设计人员注污栅破坏报导的就达座其数目还是相当可
意的问题。观的。
众所周知, 抽水蓄能电站和常规水电蚺不最初不少研究人员认为拦污栅的破坏主要
同, 它具有抽水和发电两种基本工况。发电是由于单根栅舞在横向产生共振的结果。但随
时, 上游进口为收缩流, 下游出口为扩散流, 着越来越多的抽水蓄能电站投入运行, 许多工
抽水时, 下游为收缩流,上游为扩散流。为此程实例都说明这种看法是不够全面的本文根
要求上下库设置的拦污栅均能满足水流正反两据搜集到的一些资料, 将三种典型的流激振动
向运行的要求。特别是在扩散流情况下, 水道工程实例归纳成表在此表中除列举总的破
流速往往较大, 从而导致过栅流速较大。另坏情况外, 还给出过栅流速、栅条断面形式
外, 当机组离进出水口较近时,水轮机对及其频率。由表、表可知, 拦污栅的振
水流的干扰也较大。栅条尾流以漩涡脱落的方动破坏以发电工况时下库拦污栅为主。其表
式对拦污栅产生干扰频率, 而水轮机则经过水现形式主要有两种: 一是单根栅条横向或顺
体以波动传递的方式产生干扰频率。任何一个流向的振动, 当然也不排除扭振的可能性, 二
干扰频率与拦污栅的栅条或栅叶的固有频率接是整扇栅叶垂向或顺流向振动破坏。究其破坏
近, 都会诱发振动, 最终导致栅条或栅叶的疲原因, 主要是由于流激振动所致, 主要激励
劳破坏。源有两个; 一是栅条尾部漩涡脱落产生的干扰
本文将列举一些抽水蓄能电站拦污栅流激频率, 可归属于不稳定激励的范畴; 是水轮
振动的工程实例, 分析流激振动的原因, 并详机产生的干扰频率, 可归属于外致激励的范
细介绍拦污栅流激振动分析研究的主要内容, 畴。它们既可能与栅条横向或顺流向固有频率
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工程名称位置破坏情况破坏原因
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