惡灘電站增容改造頂蓋受力分析

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1、第31卷第1期華電技術(shù)Vo1．31No．12009年1月HuadianTechnologyJan．2009惡灘電站增容改造頂蓋受力分析TheforceanalysisofuppercoverinEtanHydropowerStationafterreformationofcapacityexpansion方竹梅FANGZhu—mei(杭州江河機(jī)電裝備工程有限公司，浙江杭州310012)(HangzhouJiangheMechanical＆ElectricEquipmentEngineeringCorporationLimit

2、ed，Hangzhou310012，China)摘要：利用惡灘電站老機(jī)組原有廠房進(jìn)行了增容改造。改造機(jī)組的上游正常水位抬高后，使過流部件承受壓力增大。對(duì)改造機(jī)組的碩蓋進(jìn)行了受力分析，以確定改造機(jī)組是否需要更換新的頂蓋。關(guān)鍵詞：電站增容改造；機(jī)組參數(shù)；頂蓋；受力分析；計(jì)算中圖分類號(hào)：0346：TK730．2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1674—1951(2009)01—0014—03Abstract：TheoldunitofEtanHydropowerStationwasreformedforcapacityexpansionus

3、ingtheoriginalpowerhouse．Thenormallevelinupperreachesofreformedunitwasraised，andthepressureupontheflowcomponentswasincreased．Theforceanalysisofuppercoverofreformedunitwasaccomplished，anditisdeterminedbywhichthatwhetherrequiretoreplaceanewuppercoverforthereformeduni

4、t．Keywords：reformationforcapacityexpansionofhydropowerstation；parametersofunit；uppercover；forceanaly—sis；calculation表1惡灘電站機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)1惡灘電站機(jī)組概況名稱老機(jī)組擬改造機(jī)組惡灘電站一期工程機(jī)組目前處于停運(yùn)狀態(tài)，因水輪機(jī)型號(hào)ZZ560一LH一800此，擬利用惡灘電站老機(jī)組舊廠房進(jìn)行增容改造。轉(zhuǎn)輪直徑／mm80oO8Ooo比較老機(jī)組與擬改造機(jī)組的上游正常蓄水位，老機(jī)最高水頭／ml8．229．5組為94．3

5、ITI，擬改造機(jī)組為112m，提高了17．71TI。額定水頭／m14．3l9．0這樣會(huì)導(dǎo)致機(jī)組過流部件特別是座環(huán)、頂蓋承受的最小水頭／m6．0o8．65水壓力的提高，進(jìn)而產(chǎn)生變形甚至破壞。本文根據(jù)出力／MW6080改造方案進(jìn)行頂蓋強(qiáng)度分析。惡灘電站機(jī)組主要技安裝高程／m76．576．5術(shù)參數(shù)見表1。上游正常蓄水位／m93．8ll2．O上游校核洪水位／m121．3O125．842頂蓋強(qiáng)度分析說明2．3材料說明2．1分析模型惡灘電站頂蓋采用Q235一A材料，材料的屈服頂蓋采用整體形式作為分析模型，如圖1所示。極限和強(qiáng)度極限分別為

6、：=235MPa(屈服極限)；2．2網(wǎng)格劃分or≥45OMPa(強(qiáng)度極限)。模型采用三角形網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分如圖2許用應(yīng)力值為：[s]=min(crb／5；or／3)=78．3所示。MPa(正常工況)；[S]：20-／3：156．6MPa(緊急停收稿日期：2008—11—13機(jī)工況)。第1期方竹梅：惡灘電站增容改造頂蓋受力分析·l5·圖1頂蓋模型圖圖3正常工況下，受力簡圖(1／32截面段)(2)導(dǎo)葉和套筒重量G；(3)作用在頂蓋上的真空力P，一般計(jì)算中取P2=10kPa；(4)緊急停機(jī)時(shí)頂蓋法蘭支反力；F為緊急停機(jī)工況下支持

7、蓋傳遞過來的力，它包括支持蓋自重G、作用在支持蓋上各部件的重量和支持蓋承受的水壓力，如圖4所示。圖2頂蓋網(wǎng)格劃分(1／32截面段)2．4計(jì)算工況在計(jì)算惡灘頂蓋強(qiáng)度時(shí)，主要計(jì)算正常運(yùn)行工況和緊急停機(jī)工況。根據(jù)《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》的理論依據(jù)，在正常運(yùn)行工況下，頂蓋所受的力為：(1)最高水頭下產(chǎn)生的水壓力2，P。：1000(h一)，-6圖4緊急停機(jī)工況下，受力簡圖【1／32截面段)式中：為最高上游水位與頂蓋過流面間落差，m；2．5機(jī)組相關(guān)參數(shù)為頂蓋過流面處平均流速，m／s，=÷(其，0O，0“0正常蓄水位高程／m112．0中：g為流

8、量，m／s；n。為導(dǎo)葉數(shù)；a。為導(dǎo)葉最大開頂蓋高程／m81．36口，m；h。為導(dǎo)葉高度，m)。運(yùn)行水頭／m29．5／22．0(2)導(dǎo)葉和套筒重量G。；水壓上升率／％30(3)正常工況下頂蓋法蘭支反力F；3分析結(jié)果F為正常工況下支持蓋傳遞過來的力，它包括支持蓋自重、作用在支持蓋上各部件重量G