抽水蓄能電站側(cè)式進(jìn)/出水口隔墩布置對(duì)水力特性的影響

徐 準(zhǔn)，吳時(shí)強(qiáng)

(南京水利科學(xué)研究院水工水力學(xué)研究所，江蘇 南京 210029)

進(jìn)/出水口是抽水蓄能電站中連接輸水管道和水庫(kù)的重要建筑物。設(shè)計(jì)合理的進(jìn)/出水口能在抽水和發(fā)電工況中適應(yīng)不同的過(guò)流流量和流向，能表現(xiàn)出良好的水力特性，降低水頭損失。因此優(yōu)化進(jìn)/出水口隔墩體型布置，以同時(shí)滿足兩種不同工況要求具有重要意義。

抽水蓄能電站進(jìn)/出水口水力特性指標(biāo)主要包括攔污柵斷面平均流速、各流道流速的不均勻系數(shù)和各流道的流量分配率[1]。按照DL/T 5398—2007《水電站進(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，攔污柵斷面的平均流速應(yīng)控制在0.6～1.0 m/s；各流道水流流速不均勻系數(shù)在進(jìn)流時(shí)應(yīng)小于1.5，在出流時(shí)應(yīng)小于2.0；各流道的流量分配率在三流道進(jìn)/出水口中應(yīng)保持在30%～36%，在四流道進(jìn)/出水口中應(yīng)保持在22%～28%。進(jìn)/出水口體型的設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致局部高流速、回流、旋渦等不良流態(tài)，增大進(jìn)/出水口的水頭損失，甚至造成進(jìn)/出水口結(jié)構(gòu)破壞，從而影響抽水蓄能電站的經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)行安全。

抽水蓄能電站進(jìn)/出水口的水力學(xué)特性較為復(fù)雜，易受到擴(kuò)散角、擴(kuò)散段長(zhǎng)度、隔墩位置、隔墩墩頭形狀等多種因素的影響[2-4]。物理模型試驗(yàn)是常用的研究方法，通過(guò)試驗(yàn)可以檢驗(yàn)不同工況下電站進(jìn)/出水口的流速均勻性、流量比、水頭損失等水力學(xué)指標(biāo)是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范[5-7]，同時(shí)對(duì)存在的設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化[8-9]。但是物理模型試驗(yàn)在研究范圍、測(cè)量數(shù)據(jù)全面性和準(zhǔn)確性、試驗(yàn)方案多樣性等方面存在局限性。……