侧式进/出水口各孔道流量分配差异及影响因素

摘要

对于抽水蓄能电站侧式进/出水口各孔道流量分配，现有设计规范规定进/出水口相邻中边孔道的流量不均匀程度不宜超过10%，但实际工程设计难以达到此要求．本文以某抽水蓄能电站侧式进/出水口为例，通过优化进/出水口各体型参数，利用数值模拟方法研究各孔道流量等水力参数，重点分析分流墩布置对各孔道流量分配的影响及其规律，试图使进流工况和出流工况相邻中边孔道的流量不均匀程度均最小．研究表明，改变扩散段分流墩布置能有效改善流量不均匀程度．对于3墩4孔侧式进/出水口，相邻中边孔道的流量不均匀程度在出流工况下随中边孔宽度比增大而增大，在进流工况下随中边孔宽度比增大而减小；当中边孔宽度比增大且中墩后移距离减小时，出流工况和进流工况下的流量不均匀程度均减小．对于2墩3孔侧式进/出水口，相邻中边孔道的流量不均匀程度不论在出流工况下还是在进流工况下，均随中边孔宽度比增大呈先减小后增大的规律．优化后的3墩4孔侧式进/出水口的中边孔宽度比取0.228∶0.272，中墩后移距离取0.36D(D为隧洞直径)，其相邻中边孔道的流量不均匀程度均较优，在出流工况下为18.47%～19.43%，在进流工况下为19.82%～19.83%；优化后的2墩3孔侧式进/出水口的中边孔宽度比取0.310∶0.345，其相邻中边孔道的流量不均匀程度均较优，在出流工况下为19.47%～19.63%，在进流工况下为18.66%～18.67%．相邻中边孔道的流量不均匀程度较难满足不宜超过10%的设计规范要求．研究成果将有助于《抽水蓄能电站设计规范》中关于进/出水口水力指标要求的完善．

关键词

抽水蓄能电站 / 侧式进/出水口 / 体型优化 / 流量分配 / 数值模拟