隨著水輪發(fā)電機組單機容量的提高,機組轉動部件的重量、軸向水推力以及作用在支撐結構上的機組偏心力、不平衡磁拉力及電磁扭矩均會顯著增大。為確保結構安全,對大型水電站廠房進行在機組振動荷載下的振動反應分析具有十分重要的意義。以錦屏一級水電站地下廠房為例,采用三維有限元法,計算了正常運行工況和事故工況下,廠房結構的振動位移、速度、加速度和應力。結果表明,錦屏一級水電站地下廠房在機組振動荷載作用下的動力反應滿足規(guī)范和建議的廠房振動控制標準的要求。

周寧水電站地下廠房結構振動與結構形式研究——周寧水電站地下廠房采用懸式發(fā)電機組，支撐結構上部受力，結構體型單薄，高水頭、高轉速下運行，下拆方式檢修，在蝸殼外包混凝土開孔等，這些都對結構抗振不利。為此，用模態(tài)分析和瞬態(tài)動力學分析方法，對無梁厚板...

隨著我國大型抽水蓄能電站建設的快速發(fā)展,地下廠房結構動態(tài)設計日益成為設計運行中的關鍵課題,而水力振動是高水頭電站的重要特征。本文以宜興抽水蓄能電站為實例,在自振特性分析和共振復核的基礎上,研究水輪機流道結構內部壓力脈動試驗結果的幅頻特性、相似關系以及施加方式,重點對地下廠房的水力激勵振動反應作系統(tǒng)分析,從振動位移、速度、加速度和動應力加以復核評價,以期對水力激發(fā)廠房振動的機理和分析評價方法有準確的掌握。

針對水電站廠房結構振動主要由水力、機械和電磁三大類振源引起,結合景洪水電站機組與廠房振動聯(lián)合測試數(shù)據(jù),在分析廠房結構與機組振動響應關系的基礎上,應用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡建立了廠房結構振動預測模型。實例結果表明,該方法簡單、有效、預測精度較高,可供同類工程參考。

隨著水電站規(guī)模和單機容量的不斷增長，水電站廠房振動問題日益突出。明確廠房結構的振動規(guī)律有助于電站長期運行安全評估。在電站廠房原型振動觀測數(shù)據(jù)相關分析的基礎上，建立了基于相關向量機（relevancevectormachine，rvm）的廠房振動響應預測模型。該模型可通過機組、流道測點的測試數(shù)據(jù)預測廠房結構垂直振動空間分布，并具有較高的精度。

基于瀘定水電站廠房,研究提出了水電站廠房非定常湍流、機組及混凝土結構相互作用的流固耦合振動分析方法,對流體壓力脈動的振動能量傳遞路徑進行了仿真模擬,建立了廠房全流道湍流-整體結構流固耦合振動分析的全耦合仿真模型。通過流體和固體交錯迭代考慮流體和固體間的耦合作用,進行時程振動計算分析。結果表明,水輪機葉片與導葉間靜動干擾所引起的流體脈動壓力對廠房整體結構振動影響較為顯著,座環(huán)安放處混凝土的振動相對最為劇烈,研究成果揭示了水電站廠房的整體振動規(guī)律。

大型水電站廠房結構流固耦合振動特性研究——淺析了流固耦合振動機理，探討了流固耦合振動問題的分析方法，分析了廠房結構同流體相互作用的復雜的邊界條件，并利用強耦合法把有限元理論和聲場理論結合起來，計算了某大型水電廠房流固耦合振動特性，并與無流體存...

部分已建水電站的運行實踐表明:廠房振動問題是影響水電站正常運行的主要因素之一,它不僅直接影響到機組的安全穩(wěn)定運行,縮短檢修周期和使用壽命,嚴重時還會引起整個廠房的振動,以至被迫停機,這就需要在設計和建設過程中進行相應的研究,采取有效措施,盡量防止廠房振動的發(fā)生,將損失減小到最小.本文以潘口電站廠房結構為研究對象,通過對結構與理想流體耦合問題的分析,采用迦遼金法推導了具有壓縮性流體與固體流固耦合問題的動力有限元分析模型,模型考慮了流固耦合問題的附連水質量問題,利用三維有限元分析了廠房結構自振特性和在地震荷載作用下結構的動力特點,對廠房整體結構共振進行校核和評估,提高電站安全運行和管理.

近年來,我國電力工業(yè)快速穩(wěn)步地發(fā)展,水電站的建設也進入蓬勃發(fā)展時期,其優(yōu)越性越來越明顯。但是水電站由于水泵水輪機組轉速高、雙向運轉、啟動運行頻繁等特點,因機組擺動或水力脈動而導致的廠房支承結構振動問題也日益突出。文中就支撐結構振動進行了分析,并進行了優(yōu)化探討。

根據(jù)十三陵蓄能電廠1號機組段結構振動實測資料,分析不同工況、部位、方向的振動特性,研究振動原因以及振動對結構穩(wěn)定的影響,總結一般性規(guī)律,確保機組安全運行。

通過建立龍頭石水電站廠房三維有限元動力分析模型,研究了廠房固有振動特性并進行了共振復核,同時研究了機墩在各種動荷載作用下的振幅和應力。利用動力法計算廠房在水力激勵荷載作用下的振動反應,并根據(jù)國內外有關振動規(guī)程,對振動加以評價。研究結果表明,廠房上部框架結構自振頻率與機組轉頻相差不大,可能發(fā)生共振,根據(jù)計算結果提出了修改設計的建議。廠房整體結構剛度較大,振動反應基本在允許范圍內,可以滿足設計要求;共振區(qū)振動反應較為突出,應重點關注。振動應力較小,不應成為控制參量。

年月 水利學報 第卷第期 收稿日期 基金項目國家自然科學基金 作者簡介宋志強男遼寧開原人博士生主要從事水輪發(fā)電機組與廠房耦聯(lián)振動研究 文章編號 龍頭石水電站廠房振動分析 宋志強馬震岳陳婧張運良 大連理工大學土木水利學院遼寧大連 摘要通過建立龍頭石水電站廠房三維有限元動力分析模型研究了廠房固有振動特性并進行了共振復核同時研 究了機墩在各種動荷載作用下的振幅和應力利用動力法計算廠房在水力激勵荷載作用下的振動反應并根據(jù)國 內外有關振動規(guī)程對振動加以評價研究結果表明廠房上部框架結構自振頻率與機組轉頻相差不大可能發(fā)生 共振根據(jù)計算結果提出了修改設計的建議廠房整體結構剛度較大振動反應基本在允許范圍內可以滿足設計 要求共振區(qū)振動反應較為突出應重點關注振動應力較小不應成為控制參量 關鍵詞水電站廠房自振壓力脈動響應評價 中圖

本文根據(jù)水電站廠房及機組結構開機過程原型觀測資料,對水工結構振動情況進行分析,并詳細探討了機組起動過程中的軸向力、扭矩、不平衡力等幾種主要荷載的變化情況,給出它們的幅值的近似估算。在此基礎上,提出一種計算開機過程中廠房結構動力響應的方法。并將通過該方法結合有限元模型計算出的數(shù)值結果與實測數(shù)據(jù)進行比較,證明該方法是可行的。

水力振源在某些工況下可能對機組的正常運行造成影響,同時引起廠房結構不同程度的振動,且水力振源頻域分布廣,作用范圍大,是水力、機械、電磁3種振源中最主要的振源,因此研究水力脈動及其造成的影響有著十分重要的意義。現(xiàn)有的研究成果對于水力振源特性的研究主要依賴于模型試驗,存在模型尺寸比例誤差和測點過少等問題,對于機組及廠房結構的振動穩(wěn)定性計算也過于簡化。根據(jù)計算流體動力學（cfd）數(shù)值模擬方法,提出一種新的廠房水力振源研究方法,將水力振源轉化為激勵作用于轉輪、蝸殼、尾水管部位,研究機組及廠房結構的穩(wěn)定性,是未來可能的水力振源施加新方法,有著重要工程實際意義及應用前景。

以阿海水電站廠房結構為例,采用定性判別和定量分析兩種方法評價了廠房結構抗振安全性,首先分析計算了主、副廠房及樓板等局部結構的自振特性,然后分析了3種潛在振源(機械、電磁、水力)的頻率特性,并按共振校核法對廠房結構抗振安全性作出了定性判別,最后將機組水力激振作用下的廠房振動簡化為簡諧振動系統(tǒng),采用逐步積分法定量計算了廠房結構的動力響應,所得結果可為廠房抗振設計提供參考。

第七章水電站廠房結構分析 第三節(jié)吊車梁及排架柱結構計算 廠房上部結構的屋蓋、發(fā)電機樓板、圍護磚墻結構設計與一般工業(yè)廠房相同，這里不再贅述。吊 車梁與構架則有其不同于一般工業(yè)廠房的使用特點，現(xiàn)將結構設計原理作簡要介紹。 一、吊車梁 吊車梁是直接承受吊車荷載的承重結構，是廠房上部的重要結構之一。水電站廠房內大多采用電 動橋式吊車，其特點是起吊容量大、工作間歇性大、操作速度緩慢、使用率低(只在機組進行安 裝和檢修時才用)。 水電站吊車性質屬于輕級工作制，吊車梁可不驗算重復荷載作用下的疲勞強度。 現(xiàn)在我國大中型水電站已大多采用預應力鋼筋混凝土吊車梁，也有采用鋼結構的。鋼筋混凝土吊 車梁在施工上可分為現(xiàn)澆、預制和疊合梁等形式?，F(xiàn)澆吊車梁可分為單跨簡支和多跨連續(xù)結構(在 廠房伸縮縫處必須分開)。預制梁大多為單跨預應力混凝土結構。吊車梁截面截面形式有矩形、t 形和i字形

結合三峽右岸電站某機組段建立三維數(shù)值計算模型,考慮直埋式蝸殼外圍混凝土的拉伸軟化和損傷特性。重點分析蝸殼外圍混凝土在內水壓力等靜荷載和脈動壓力作用下的損傷及其演化;混凝土損傷后,電站廠房在脈動壓力激勵下,各部位混凝土結構的振動應力峰值;同時還對流道系統(tǒng)金屬結構,在長期承受脈動壓力作用下的抗疲勞性能進行了初步探討。結果表明:脈動壓力引起蝸殼結構外圍混凝土的損傷指標、損傷區(qū)域的變化均比較小;蝸殼結構外圍混凝土發(fā)生損傷后,混凝土結構的振動應力表現(xiàn)為上部結構較小,下部結構振動反應較大,且總體水平較低,對混凝土動力強度復核的影響不大;在長期的脈動水壓力作用下,該機組段流道系統(tǒng)金屬部件的動應力幅值較小,不會發(fā)生疲勞破壞。

隨著水電站水輪機組單機出力和尺寸日益增大,特別是抽水蓄能電站的運行水頭和轉速不斷提高,機組的水力穩(wěn)定性與廠房結構振動等問題日益突出。本文從廠房結構振源、廠房結構自振特性和廠房結構動力響應分析三方面總結了大型水電站廠房振動相關的研究和應用成果。結果表明,建立全耦合整體仿真模型對于推動大型水電站廠房振動問題研究的發(fā)展具有積極意義。同時,對有待于進一步研究的問題提出了展望。

隨著水電站水輪機組單機出力和尺寸日益增大,特別是抽水蓄能電站的運行水頭和轉速不斷提高,機組的水力穩(wěn)定性與廠房結構振動等問題日益突出。本文從廠房結構振源、廠房結構自振特性和廠房結構動力響應分析三方面總結了大型水電站廠房振動相關的研究和應用成果。結果表明,建立全耦合整體仿真模型對于推動大型水電站廠房振動問題研究的發(fā)展具有積極意義。同時,對有待于進一步研究的問題提出了展望。

振動不僅會消耗一部分功率使機組的效率降低，縮短檢修周期和使用壽命，甚至會引起整個廠房結構和引水管道的振動而被迫停機。尤其隨著水輪機組單機出力和蝸殼尺寸的不斷增大，機組和廠房結構的剛度相對降低，水輪機在某些運行工況下普遍出現(xiàn)了振動不穩(wěn)定現(xiàn)象，進而加劇了廠房結構的振動。特別是對于抽水蓄能電站，由于其具有高轉速、大容量、高水頭、抽水和發(fā)電雙工況頻繁變換等特點，機組和廠房振動問題較常規(guī)電站更為突出。

在分析當前進行地下廠房水力振動分析構建有限元模型中所存在問題的基礎上,以目前國內在建、裝機容量最大的溪洛渡水電站地下廠房為例,基于模型試驗資料選擇典型工況,進行了流道脈動水壓力作用下的動力反應時域分析。結果表明,該地下廠房主要部位的位移、速度、加速度和應力振動幅值滿足允許限值要求。

年月 水利學報 第卷第期 收稿日期 作者簡介曹偉男江西九江人碩士生主要從事水利水電建筑物結構分析研究 文章編號 廠頂溢流式水電站廠房振動分析 曹偉張運良馬震岳陳婧 大連理工大學土木水利學院遼寧大連 摘要本文以國內某廠頂溢流式廠房為研究對象建立了動力分析有限元模型結合廠房結構自振特性及可能的振 源特性進行了共振校核根據(jù)試驗資料利用相關分析原理推求了水流的點面脈動壓力轉換系數(shù)采用時程分 析法比較了機組動荷載和水流脈動壓力對結構振動響應幅值和頻率特性的影響研究表明水流脈動壓力頻率與 廠房結構的自振頻率相差較大不會引發(fā)廠房結構的共振機組荷載是引起廠房結構振動的主要因素水流脈動壓 力的影響較小廠房上部結構的振動響應水平高于下部結構因此設計中應注意上部結構的剛度突變問題 關鍵詞貫流式機組廠頂溢流式廠房有限元振動水流脈動壓力