抽水蓄能电站上水库侧式进/出水口水力特性研究

论文摘要

抽水蓄能电站运行灵活、可靠,除调峰填谷外,还适合承担调频、调相、事故备用等任务。目前,中国已建的抽水蓄能电站在各自的电网中都发挥了重要作用。近年来,随着电力需求不断增长,电力系统的调峰填谷的需求也越来越大,因此建设调峰填谷和动态经济效益好的抽水蓄能电站很有必要。抽水蓄能电站进/出水口分为侧式与竖井式两种。在我国,侧式进/出水口应用较为广泛,竖井式进/出水口较少。本文利用k ??紊流模型对丰宁抽水蓄能电站上水库侧式进/出水口水力特性进行三维数值模拟研究。首先针对丰宁抽水蓄能电站上水库侧式进/出水口原设计方案(体型一和体型二),利用三维k ??紊流模型,进行了抽水和发电典型工况下进/出水口的三维数值模拟。分析比较了两设计方案进/出水口的水头损失、流速分布以及各孔口的流量分配特点等水力特性。在原设计方案基础上,通过改变扩散段顶板纵向扩散角进行体型优化。计算结果表明,扩散段顶板纵向扩散角减小对抽水工况(出流)流态有改善作用。扩散段顶板纵向扩散角是影响水流不均匀系数和分离区域的主要原因之一。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 抽水蓄能电站的发展概况
• 1.1.1 国外抽水蓄能电站的发展概况
• 1.1.2 国内抽水蓄能电站的发展概况
• 1.2 抽水蓄能电站进/出水口水力特性问题
• 1.3 前人研究工作回顾
• 1.4 丰宁抽水蓄能电站工程概况
• 1.5 本文主要工作
• 第二章 FLOW-3D简介
• 2.1 FLOW-3D功能介绍
• 2.2 基本控制方程
• 2.3 FLOW-3D三大特色技术
• 2.3.1 多重网格区块（MULTI-BLOCK）技术
• 2.3.2 独特的FAVOR技术
• 2.3.3 TRU-VOF 方法
• 2.4 小结
• 第三章 上水库进/出水口原设计方案数值模拟
• 3.1 计算区域
• 3.2 计算工况
• 3.3 边界条件和网格划分
• 3.4 结果及分析
• 3.4.1 抽水工况
• 3.4.2 发电工况
• 3.5 小结
• 3.5.1 抽水工况
• 3.5.2 发电工况
• 第四章 上水库进/出水口优化方案数值模拟
• 4.1 优化方案
• 4.1.1 理论依据
• 4.1.2 优化后体型
• 4.2 抽水工况
• 4.2.1 水头损失和流态比较
• 4.2.2 拦污栅处流速比较
• 4.2.3 流量分配比较
• 4.3 发电工况
• 4.3.1 水头损失和流态比较
• 4.3.2 拦污栅处流速比较
• 4.3.3 流量分配比较
• 4.4 小结
• 第五章 结论及展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢