止推环和薄垫层对水电站蜗壳结构特性的影响研究
发布时间：2021-09-07 03:52
随着水电站机组的单机容量越来越大,蜗壳的HD值也急剧增长,蜗壳发展日趋巨型化,这虽然降低了水轮机的成本,但随之也引起了一系列问题。例如,巨型水电站蜗壳埋设方式的选择;蜗壳和座环在不平衡水推力的作用下可能产生明显的绕机组中心线变形;垫层蜗壳的垫层由于老化失去弹性,在钢蜗壳与混凝土之间形成较大的缝隙,由此可能引发的厂房振动等问题。本文针对以上问题,以有限元方法为主要分析手段,采用ANSYS软件,结合某工程实例展开研究。主要内容和成果包括:（1）本文比较了不同蜗壳进口边界条件的模拟方法,综合考虑蜗壳上游钢管对计算精度的影响、计算模型的复杂性以及计算工作量的增加程度,建议今后的蜗壳计算模型中,蜗壳进口段的范围取至上游钢管中第一个加劲环,建立明钢管模型,并在加劲环处施加轴向刚性约束,厂房上游开挖面以外的明钢管施加按规范估算的实际可能承担的内水压力。（2）研究止推环设置对直埋蜗壳和垫层蜗壳受力特性的影响时,发现无论上游钢管是否设置伸缩节,直埋蜗壳均不需设置止推环;对于垫层蜗壳,设伸缩节时止推环所起止推作用较为明显,其对提高流道结构的安全储备十分必要,不设伸缩节时上游钢管或加劲环能够代替止推环的止推...
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．１－１整体模型网格
??１１?＿??图３．１－１整体模型网格?图３．１－２钢蜗壳和座环网格??本章对垫层蜗壳和直埋蜗壳进行正常运行工况的线弹性静力计算，所有材料均按线弹??性考虑，模型中共涉及混凝土材料Ｃ２５，弹性模量为２８ＧＰａ，容重２５ｋＮ／ｍ３，泊松比０．１６７；??钢材容重７８．５ｋＮ／ｍ３，弹性模量２０６ＧＰａ，泊松比０．３；本章垫层材料容重２．５ｋＮ／ｍ３，弹性??模量２．５ＭＰａ，泊松比０．０１；基岩弹性模量１５ＧＰａ，泊松比０．３，计算中不考虑地基质量。??计算工况和荷载组合详见表３．１－１和表３．１－２所列。??表３．１－１计算荷载组合??计算＾??结构?定子基础荷载?下机架基础?各楼层活荷载?内水压力???ｇＭ?（ＫＮ）?荷载（ＫＮ）?（ＫＮ／ｍ２）?（ＭＰａ）??正常运行?－Ｊ?－Ｊ?－Ｊ?１０／５／５?１．２１???表３．１－２水轮发蝴定及下机（ＫＮ）???计算?上机架?定子基础?下机架基础??工况?切向?轴向?径向?切向?轴向?径向?切向??正常运行?２０１?３３４?６７?３４３?１５４８?８２?４１??注：定子基础和下机架基础分别为１２块、１２块。??（１）
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【参考文献】：
期刊论文
[1]水电站充水保压蜗壳结构研究和应用综述[J]. 郭涛,张立翔,武亮. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2015(03)
[2]水电站垫层蜗壳座环传力机理研究[J]. 傅丹,伍鹤皋,胡蕾,李浩. 水力发电学报. 2014(04)
[3]水电站直埋-垫层组合蜗壳结构受力特性分析[J]. 郝军刚,傅丹,伍鹤皋. 武汉大学学报(工学版). 2014(03)
[4]摩擦系数对水电站垫层蜗壳结构特性的影响[J]. 袁文娜,伍鹤皋,樊熠玮,范湘蓉. 中国农村水利水电. 2014(04)
[5]不平衡水推力下垫层蜗壳座环结构剪力特性分析[J]. 张宏战,姚栓喜,马震岳,李晓俊. 大连理工大学学报. 2013(04)
[6]水电站垫层蜗壳结构研究和应用的现状和发展[J]. 张启灵,伍鹤皋. 水利学报. 2012(07)
[7]管道过缝结构对垫层蜗壳的影响研究[J]. 聂金育,伍鹤皋,张启灵,郭云强. 水力发电学报. 2012(02)
[8]大型水电站充水保压蜗壳结构联合承载分析[J]. 郭涛,张立翔,姚激. 土木建筑与环境工程. 2011(04)
[9]三峡工程电站设计[J]. 周述达,谢红兵. 中国工程科学. 2011(07)
[10]水电站蜗壳垫层平面铺设范围的确定原则[J]. 张启灵,伍鹤皋,李端有. 应用力学学报. 2011(02)
博士论文
[1]考虑厂坝相互作用的坝后式电站厂房结构特性及抗震研究[D]. 傅丹.武汉大学 2015
[2]中国新能源发展研究[D]. 张海龙.吉林大学 2014
[3]水电站垫层蜗壳结构特性及厂房结构抗震研究[D]. 张启灵.武汉大学 2010
硕士论文
[1]大型水电站充水保压蜗壳受力及厂房动力分析[D]. 郭涛.昆明理工大学 2008
[2]不同埋设方式的巨型蜗壳结构分析[D]. 程国瑞.大连理工大学 2006
[3]大型水电站水轮机蜗壳结构研究[D]. 阳芳.武汉大学 2004
本文编号：3388787
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．１－１整体模型网格
??１１?＿??图３．１－１整体模型网格?图３．１－２钢蜗壳和座环网格??本章对垫层蜗壳和直埋蜗壳进行正常运行工况的线弹性静力计算，所有材料均按线弹??性考虑，模型中共涉及混凝土材料Ｃ２５，弹性模量为２８ＧＰａ，容重２５ｋＮ／ｍ３，泊松比０．１６７；??钢材容重７８．５ｋＮ／ｍ３，弹性模量２０６ＧＰａ，泊松比０．３；本章垫层材料容重２．５ｋＮ／ｍ３，弹性??模量２．５ＭＰａ，泊松比０．０１；基岩弹性模量１５ＧＰａ，泊松比０．３，计算中不考虑地基质量。??计算工况和荷载组合详见表３．１－１和表３．１－２所列。??表３．１－１计算荷载组合??计算＾??结构?定子基础荷载?下机架基础?各楼层活荷载?内水压力???ｇＭ?（ＫＮ）?荷载（ＫＮ）?（ＫＮ／ｍ２）?（ＭＰａ）??正常运行?－Ｊ?－Ｊ?－Ｊ?１０／５／５?１．２１???表３．１－２水轮发蝴定及下机（ＫＮ）???计算?上机架?定子基础?下机架基础??工况?切向?轴向?径向?切向?轴向?径向?切向??正常运行?２０１?３３４?６７?３４３?１５４８?８２?４１??注：定子基础和下机架基础分别为１２块、１２块。??（１）
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【参考文献】：
期刊论文
[1]水电站充水保压蜗壳结构研究和应用综述[J]. 郭涛,张立翔,武亮. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2015(03)
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[4]摩擦系数对水电站垫层蜗壳结构特性的影响[J]. 袁文娜,伍鹤皋,樊熠玮,范湘蓉. 中国农村水利水电. 2014(04)
[5]不平衡水推力下垫层蜗壳座环结构剪力特性分析[J]. 张宏战,姚栓喜,马震岳,李晓俊. 大连理工大学学报. 2013(04)
[6]水电站垫层蜗壳结构研究和应用的现状和发展[J]. 张启灵,伍鹤皋. 水利学报. 2012(07)
[7]管道过缝结构对垫层蜗壳的影响研究[J]. 聂金育,伍鹤皋,张启灵,郭云强. 水力发电学报. 2012(02)
[8]大型水电站充水保压蜗壳结构联合承载分析[J]. 郭涛,张立翔,姚激. 土木建筑与环境工程. 2011(04)
[9]三峡工程电站设计[J]. 周述达,谢红兵. 中国工程科学. 2011(07)
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博士论文
[1]考虑厂坝相互作用的坝后式电站厂房结构特性及抗震研究[D]. 傅丹.武汉大学 2015
[2]中国新能源发展研究[D]. 张海龙.吉林大学 2014
[3]水电站垫层蜗壳结构特性及厂房结构抗震研究[D]. 张启灵.武汉大学 2010
硕士论文
[1]大型水电站充水保压蜗壳受力及厂房动力分析[D]. 郭涛.昆明理工大学 2008
[2]不同埋设方式的巨型蜗壳结构分析[D]. 程国瑞.大连理工大学 2006
[3]大型水电站水轮机蜗壳结构研究[D]. 阳芳.武汉大学 2004
本文编号：3388787
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