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水电站过渡过程关键技术与工程实践

发布时间: 2013-12-11 08:34:03     返回首页

    本成果属2008年国家科技进步二等奖。

    二十世纪90年代以来,我国西南地区建设了一批200万千瓦以上大型水电站,其突出特点是地下厂房、长引水道、建筑物布置复杂,从而加重了过渡过程对水电站安全运行的危害,直接影响水电站建设及工程的经济性。而国外很少建设大型地下式水电站,现有设计规范也无法涵盖。

    水电站过渡过程成为了大型地下式水电站设计的关键技术难题,急需研究解决。产生水电站过渡过程危害的根本原因在于长引水道巨大的水流惯性,而减小水流惯性只能依靠水电站建筑物的布置和建筑物体型的优化。因此,本项目主要研究内容是:从流体力学、水轮机调节的基本原理出发,完善调压室水力设计理论,创建变顶高尾水洞水力设计理论,为水电站建筑物的设计提供理论基础;集成测试、自动控制和计算机等技术,在国内首次开展带模型机组的水机电过渡过程试验,为解决变顶高尾水洞和阻抗式尾水调压室的关键科技问题提供物理模拟支撑。融合水电站过渡过程理论、水机电控制策略和数值计算方法,开发了水电站过渡过程数值模拟技术,为水电站引水发电系统设计提供了数值仿真支撑。
    本成果构成的水电站过渡过程实用理论与技术,在三峡地下电站、向家坝、小湾、溪洛渡等大型地下式水电站以及广蓄、惠蓄等抽水蓄能电站设计中得到了推广应用,使这些水电工程得以顺利开工建设,其中大朝山、龙滩、水布垭、彭水、广蓄等水电站已经发电,共节省工程投资约人民币5.8亿元,且保障了大型水电站安全运行,其社会效益巨大。

    本成果使得相关的设计规范得以修编,并开发了水电站过渡过程计算软件和水轮机模型特性曲线数据库。满足了我国大型水电站设计的需求,对促进水电行业科技进步、使我国大型水电站设计建设技术总体上处于国际领先水平起到了推动作用。