三峡电站31号机尾水过渡过程监测结果反演分析
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行 的安全 可靠 。
尾水 调压井 ， 但 尾水 区域 存 在 的岩 石 覆 盖 层 不适 宜设
置大 型 的调 压 井 ， 因此 ， 在 设计 时采 用 了一种 新型 的水
２ 反 演 计 算 工 况 和 计 算 条 件
反演计 算工 况 与 ３ １ 号 机组 在 ２ ０ １ １年 ５月 启 动试 运行期 、 及其于 ２ ０ １ １年 １ １月 首次 在 １ ７ ５ ｍ 水位 运 行 期 的现场甩 负荷 试验 工况 一致 。反 演计算 工 况详 见表 １ 。 由于受 调试运 行期 测水 头条 件 的限制 ， 表 中 ８个 工 况 均不 是该 电站 调节保 证 计算最 危 险 的工 况 。
３ １ 号机调试和试运行期及三峡水库 １ ７ ５ ｍ 试 验 性 蓄 水运 行期 现 场 监 测 的 基 础 上 ， 进 行 了过 渡过 程 反 演 计 算 。
将 反 演 计 算 与现 场 监 测 结 果 对 比 分析 ， 验 证 了采 用 变顶 高尾 水 系统 及 设 置 阻尼 井 等 工 程 措 施 的 有 效 性 ， 为 今
ｌ 工 程 概 述
三峡 地 下 电 站 为 引 水 式 电 站 ， 装 设 有 ６台 ７ ０ ０ ＭＷ 混流 式水 轮 发 电机 组 。经 工 程 设 计 计 算 ， 需 设 置
比研 究 ， 以验证 三 峡地下 电 站采用 变顶 高尾 水 系统 、 以 及采 取配 合设 置阻 尼井 工程措 施取 代 大型调 压 井 的可 行性 ， 从 而确保 地 下 电站 输水 系统 及 水 轮 发 电机组 运
据试 验工 况进行 了反 演计 算 分 析 ， 并 与 监 测 值进 行 对
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—１ ０— ２ ９
作者简介 ： 郑涛平， 男， 高级 工程 师 ， 硕士 ， 主 要 从 事 水 电站 水 力机 械 设 计 工作 。Ｅ—ｍ ａ ｉ ｌ ： ｚ ｔ ｐ ｉ ｎ ｇ ９ ７ ０ ３ １ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ
洞 进行 了大 量 的数值 仿真 计算 和水 工模 型试验 。结 果
表明 ， 对 三 峡地 下 电站 尾水 系统 采 取 变 顶 高型 式 取 代
调 压井 是可 行 的 ， 存 在 的 主要 问题 是 尾水 管 进 口真 空 度 偏大 、 变顶 高部 分 区 域 可能 地 下 电站 变顶 高加 阻尼 井尾 水 系统 的 设 计 、 施 工 和 运 行 提 供 了借 鉴 。 关 键 词： 变 顶 高 尾 水 系统 ；阻尼 井 ；反 演 计 算 ；三峡 地 下 电 站 文 献标 志 码 ： Ａ
中 图法 分 类 号 ： Ｔ Ｖ ７ ３ ４ ． １
次 蓄水至 １ ７ ５ ｍ水 位 运行期 ， 对 ３ １ 号 机组 进行 了过 渡
过程 相关 参数 的现 场 监 测
。现 场 监 测 完 成 后 ， 根
地下 电站 ３ １号 机 组 主 要参 数 为 ： 机 型 为混 流 式 ，
水轮机 额定 出力 ／ 最 大 出力 为 ７ １ ０ ． ０ ／ ８ ５ ２ ． ０ ＭＷ ； 发 电
三 峡 电站 ３ １ 号 机 尾 水 过 渡 过 程 监 测 结 果 反 演分 析
郑 涛 平 ， 田 子勤 ， 李 靖 ， 陈 刚２
（ １ ． 长江勘测规划设计研究有限责任 公 司 机 电设计 处， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ １ ０ ； ２ ． 中 国 长 江 电力 股 份 有 限 公 司
第２ ４期
郑涛平， 等： 三峡电站 ３ １号 机 尾 水过 渡 过 程 监 测 结 果 反 演 分 析
６ ３
机额 定容 量／ 最大 容 量 为 ７ ７ ７ ． ８ ／ ８ ４ ０ ＭＶ Ａ； 最 大水 头／ 额 定 水 头／ 最小 水头为 １ １ ３ ／ ８ ５ ／ ７ １ Ｉ Ｔ Ｉ ； 额 定 流 量 为 ９ ８ ２ ． １ ５ ｍ ／ ｓ ； 转 轮 直径 （ 出 口） 为 １ ０ ． ２ ４ ８ Ｉ Ｔ Ｉ ； 额 定 转 速 为７ ５ ． ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ； 装机 高 程 为 ５ ７ ． ０ Ｉ Ｔ Ｉ ； 飞轮力矩 Ｇ Ｄ 为
第４ ４卷 第 ２ ４期 ２ ０ １ ３年 １ ２月
人 民 长 江
Ｙａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ Ｒｉ ｖ ｅ ｒ
Ｖｏ １ ． ４ ４． ］ Ｎ ｏ． ２ ４
Ｄｅ ｃ ．， ２ ０１ ３
文章 编 号 ： １ ０ ０ １— ４ １ ７ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ４— ０ ０ ６ ２— ０ ４
了设置 阻尼 井 的工程措 施 。 为进 一 步 了解 变 顶 高 尾水 系统 的水 力 特 性 ， 以及
验证 数字 仿 真计算 和 水 工模 型试 验 结 果 ， 确 保 工 程 安
全稳 定 运行 ， 于 ２ ０ １ １年 ５月 在 三 峡地 下 电站 ３ １号机
组启 动 试运 行 期 ， 以及 ２ ０ １ １年 １ １月 三峡 地 下 电 站首
表 １ ３ １号机 反演 计 算 工 况
电站 管道体 型—— 变 顶 高尾水 洞 。理论 上它 可 以替代 尾 水 调压井 ， 还 可节 省 因设 置大 型 调 压 井 而产 生 的工
程 投 资 。当时 国 内尚无类 似大 容量 机组 的工 程实 践经 验， 在设 计 阶段 ， 曾对 三峡 地下 电站 采用 变顶 高尾水 隧
向家 坝 水 力 发 电厂 ， 四川 宜 宾 ６ ４ ４ ６ ｌ ２ ）
摘要 ： 三峡 地 下 电 站 尾 水 系统 首 次 采 用一 机 一 洞 变顶 高尾 水 洞 来 替 代 尾 水 调 压 井 ， 在 理 论 和 工 程 设 计 上 均 具
有 重 要 意 义 。 为 了解 变顶 高尾 水 隧 洞 的 实 际特 性 ， 以及 验 证 水 工 模 型 试 验 和 数 字仿 真 计 算 结 果 ， 在 地 下 电站
尾水 调压井 ， 但 尾水 区域 存 在 的岩 石 覆 盖 层 不适 宜设
置大 型 的调 压 井 ， 因此 ， 在 设计 时采 用 了一种 新型 的水
２ 反 演 计 算 工 况 和 计 算 条 件
反演计 算工 况 与 ３ １ 号 机组 在 ２ ０ １ １年 ５月 启 动试 运行期 、 及其于 ２ ０ １ １年 １ １月 首次 在 １ ７ ５ ｍ 水位 运 行 期 的现场甩 负荷 试验 工况 一致 。反 演计算 工 况详 见表 １ 。 由于受 调试运 行期 测水 头条 件 的限制 ， 表 中 ８个 工 况 均不 是该 电站 调节保 证 计算最 危 险 的工 况 。
３ １ 号机调试和试运行期及三峡水库 １ ７ ５ ｍ 试 验 性 蓄 水运 行期 现 场 监 测 的 基 础 上 ， 进 行 了过 渡过 程 反 演 计 算 。
将 反 演 计 算 与现 场 监 测 结 果 对 比 分析 ， 验 证 了采 用 变顶 高尾 水 系统 及 设 置 阻尼 井 等 工 程 措 施 的 有 效 性 ， 为 今
ｌ 工 程 概 述
三峡 地 下 电 站 为 引 水 式 电 站 ， 装 设 有 ６台 ７ ０ ０ ＭＷ 混流 式水 轮 发 电机 组 。经 工 程 设 计 计 算 ， 需 设 置
比研 究 ， 以验证 三 峡地下 电 站采用 变顶 高尾 水 系统 、 以 及采 取配 合设 置阻 尼井 工程措 施取 代 大型调 压 井 的可 行性 ， 从 而确保 地 下 电站 输水 系统 及 水 轮 发 电机组 运
据试 验工 况进行 了反 演计 算 分 析 ， 并 与 监 测 值进 行 对
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—１ ０— ２ ９
作者简介 ： 郑涛平， 男， 高级 工程 师 ， 硕士 ， 主 要 从 事 水 电站 水 力机 械 设 计 工作 。Ｅ—ｍ ａ ｉ ｌ ： ｚ ｔ ｐ ｉ ｎ ｇ ９ ７ ０ ３ １ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ
洞 进行 了大 量 的数值 仿真 计算 和水 工模 型试验 。结 果
表明 ， 对 三 峡地 下 电站 尾水 系统 采 取 变 顶 高型 式 取 代
调 压井 是可 行 的 ， 存 在 的 主要 问题 是 尾水 管 进 口真 空 度 偏大 、 变顶 高部 分 区 域 可能 地 下 电站 变顶 高加 阻尼 井尾 水 系统 的 设 计 、 施 工 和 运 行 提 供 了借 鉴 。 关 键 词： 变 顶 高 尾 水 系统 ；阻尼 井 ；反 演 计 算 ；三峡 地 下 电 站 文 献标 志 码 ： Ａ
中 图法 分 类 号 ： Ｔ Ｖ ７ ３ ４ ． １
次 蓄水至 １ ７ ５ ｍ水 位 运行期 ， 对 ３ １ 号 机组 进行 了过 渡
过程 相关 参数 的现 场 监 测
。现 场 监 测 完 成 后 ， 根
地下 电站 ３ １号 机 组 主 要参 数 为 ： 机 型 为混 流 式 ，
水轮机 额定 出力 ／ 最 大 出力 为 ７ １ ０ ． ０ ／ ８ ５ ２ ． ０ ＭＷ ； 发 电
三 峡 电站 ３ １ 号 机 尾 水 过 渡 过 程 监 测 结 果 反 演分 析
郑 涛 平 ， 田 子勤 ， 李 靖 ， 陈 刚２
（ １ ． 长江勘测规划设计研究有限责任 公 司 机 电设计 处， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ １ ０ ； ２ ． 中 国 长 江 电力 股 份 有 限 公 司
第２ ４期
郑涛平， 等： 三峡电站 ３ １号 机 尾 水过 渡 过 程 监 测 结 果 反 演 分 析
６ ３
机额 定容 量／ 最大 容 量 为 ７ ７ ７ ． ８ ／ ８ ４ ０ ＭＶ Ａ； 最 大水 头／ 额 定 水 头／ 最小 水头为 １ １ ３ ／ ８ ５ ／ ７ １ Ｉ Ｔ Ｉ ； 额 定 流 量 为 ９ ８ ２ ． １ ５ ｍ ／ ｓ ； 转 轮 直径 （ 出 口） 为 １ ０ ． ２ ４ ８ Ｉ Ｔ Ｉ ； 额 定 转 速 为７ ５ ． ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ； 装机 高 程 为 ５ ７ ． ０ Ｉ Ｔ Ｉ ； 飞轮力矩 Ｇ Ｄ 为
第４ ４卷 第 ２ ４期 ２ ０ １ ３年 １ ２月
人 民 长 江
Ｙａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ Ｒｉ ｖ ｅ ｒ
Ｖｏ １ ． ４ ４． ］ Ｎ ｏ． ２ ４
Ｄｅ ｃ ．， ２ ０１ ３
文章 编 号 ： １ ０ ０ １— ４ １ ７ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ４— ０ ０ ６ ２— ０ ４
了设置 阻尼 井 的工程措 施 。 为进 一 步 了解 变 顶 高 尾水 系统 的水 力 特 性 ， 以及
验证 数字 仿 真计算 和 水 工模 型试 验 结 果 ， 确 保 工 程 安
全稳 定 运行 ， 于 ２ ０ １ １年 ５月 在 三 峡地 下 电站 ３ １号机
组启 动 试运 行 期 ， 以及 ２ ０ １ １年 １ １月 三峡 地 下 电 站首
表 １ ３ １号机 反演 计 算 工 况
电站 管道体 型—— 变 顶 高尾水 洞 。理论 上它 可 以替代 尾 水 调压井 ， 还 可节 省 因设 置大 型 调 压 井 而产 生 的工
程 投 资 。当时 国 内尚无类 似大 容量 机组 的工 程实 践经 验， 在设 计 阶段 ， 曾对 三峡 地下 电站 采用 变顶 高尾水 隧
向家 坝 水 力 发 电厂 ， 四川 宜 宾 ６ ４ ４ ６ ｌ ２ ）
摘要 ： 三峡 地 下 电 站 尾 水 系统 首 次 采 用一 机 一 洞 变顶 高尾 水 洞 来 替 代 尾 水 调 压 井 ， 在 理 论 和 工 程 设 计 上 均 具
有 重 要 意 义 。 为 了解 变顶 高尾 水 隧 洞 的 实 际特 性 ， 以及 验 证 水 工 模 型 试 验 和 数 字仿 真 计 算 结 果 ， 在 地 下 电站