[發明專利]基于鋼管道上平段容積法測量水輪機導葉漏水量的方法

有效

• 申請號: 201210275617.5
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN102914339A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 陳崇彬;程有真;沈謙;李世康;陳蓉
• 申請（專利權）人: 大唐碧口水力發電廠
• 主分類號: G01F13/00
• 分類號: G01F13/00
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 張聚增

技術領域

本發明涉及一種水電行業中測量水輪機導葉漏水量的方法，尤其涉及一種基于鋼管道上平段容積法測量水輪機導葉漏水量的方法。

背景技術

水輪機備用期間，雖然其導葉已全部關閉，但由于導葉立面間隙及端面間隙，在高水頭壓力作用下水輪機導葉存在一定的漏水情況。但是該漏水不應超過一定限度，導葉立面間隙允許局部最大不超過0.25mm，其長度不超過導葉高度的25%。水輪機導葉漏水量的測量對水電站水庫入庫流量計算、水輪機檢修質量評價以及加強水電廠生產管理等都具有重大意義。由于導葉漏水量測量計算的復雜性，發電企業關于導葉漏水量的管理沒有明確的量化指標。但對于大容量中、高水頭的電站，導葉漏水量是不能忽視的問題，一般采用人工目測鋼管水壓下降的全過程，計算鋼管道斜井段的出流系數，并換算成正常水頭的測量方法，由于該方法測量精度低，人為因素較大，其結果偏差較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于鋼管道上平段容積法測量水輪機導葉漏水量的方法，已解決現有技術存在的測量精度低、人為因素較大等問題。

為了實現本發明的目的，本發明提供的基于鋼管道上平段容積法測量水輪機導葉漏水量的方法中，鋼管道包括上平段、斜井段、下平段、連接于所述上平段和斜井段之間的第一豎彎管、連接于所述下平段和斜井段之間的第二豎彎管，其中，所述方法包括：步驟一，計算所述上平段的容積；步驟二，計算所述第一豎彎管下端面中點距離所述上平段的體積；步驟三，依據落門后的壓力曲線變化趨勢，計算所述上平段上部流量系數，建立漏水量曲線。

根據上述方法的一種優選實施方式，其中，在步驟三中，根據伯努利方程，將壓力換算成壓力水頭：H=P/ρg，ρ為水的密度，g為重力加速度；計算導葉漏水量Q=V/t+Qz，t為鋼管道壓力變化值時間間隔，V為所述上平段的容積，Qz為閘門漏水量。

根據上述方法的一種優選實施方式，其中，根據壓力換算壓力水頭計算容積，壓力水頭按下式修正：

h為計算水頭，H為壓力水頭；a為動能段修正系數，為1.0；υ。為用推求流量除以過流水斷面積而得的流速。

本發明建立了以鋼管道上平段為主的容積法導葉漏水量計算模型，實現導葉漏水量自動計算，可以減少人為誤差，提高計算的準確性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例的發電引水洞（局部）縱剖圖；

圖2為上平段容積變化曲線圖；

圖3為水輪機落門后的壓力變化曲線圖；

圖4為導葉漏水量曲線圖。

具體實施方式

下面將結合本發明的附圖，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1所示，本發明實施例的鋼管道（局部發電引水洞）包括上平段1、斜井段3、下平段5、連接于上平段1和斜井段3之間的豎彎管2、連接于下平段5和斜井段3之間的豎彎管4、通氣孔6、快速閘門7。

在本實施例中，上平段1、斜井段3、下平段5分別長31.887、33.081和23m。快速閘門7前為3.8米長5*6m矩形連接段（上部為通氣孔6），上平段1部分為9m長的漸變段，由5*6m矩形斷面變成洞徑6m的圓形斷面，斜井段3長33.081m，坡長55°，兩端由曲徑18m、中心角55°的豎彎管2、4與上、下平段銜接。下平段5長23m。上平段1中心高程h1為：655.75m，進入水輪機斷面中心高程h2為613.30m。

高程652.75m以上水平斷面的彎管部分可通過三維建模計算得到其容積：289.894m³。

計算上平段1的體積（容積）為：V_上=上平段直管段+門前段+彎管3上部+漸變段=1567.72m³。

根據橢圓公式及鋼管傾斜角度（55°）計算斜井段水平斷面面積：