Visina usisa jedinice pumpno-akumulacijske elektrane imat će izravan utjecaj na sustav preusmjeravanja i raspored strojarnice elektrane, a zahtjev za plitkom dubinom iskopa može smanjiti odgovarajuće troškove izgradnje elektrane; Međutim, to će također povećati rizik od kavitacije tijekom rada pumpe, stoga je točnost procjene nadmorske visine tijekom rane instalacije elektrane vrlo važna. U ranom procesu primjene pumpne turbine utvrđeno je da je kavitacija rotora pod radnim uvjetima pumpe bila ozbiljnija nego pod radnim uvjetima turbine. Prilikom projektiranja općenito se vjeruje da ako se može zadovoljiti kavitacija pod radnim uvjetima pumpe, mogu se zadovoljiti i radni uvjeti turbine.
Odabir visine usisavanja turbine pumpe miješanog protoka uglavnom se odnosi na dva principa:
Prvo, mora se provesti pod uvjetom da nema kavitacije pod radnim uvjetima vodene pumpe; Drugo, ne smije doći do odvajanja vodenog stupca u cijelom sustavu za prijenos vode tijekom procesa tranzicije odbacivanja jediničnog opterećenja.
Općenito, specifična brzina proporcionalna je koeficijentu kavitacije rotora. S povećanjem specifične brzine, koeficijent kavitacije rotora također se povećava, a performanse kavitacije se smanjuju. U kombinaciji s empirijskom proračunskom vrijednošću visine usisavanja i proračunskom vrijednošću stupnja vakuuma u cijevi za odvod pod najopasnijim uvjetima prijelaznog procesa, uzimajući u obzir da, pod pretpostavkom što veće uštede na građevinskim iskopima, jedinica ima dovoljnu dubinu uranjanja kako bi se osigurao siguran i stabilan rad jedinice.
Dubina uranjanja visokotlačne pumpne turbine određuje se prema odsutnosti kavitacije pumpne turbine i odsutnosti odvajanja vodenog stupca u cijevi za odvod vode tijekom različitih prijelaznih stanja. Dubina uranjanja pumpnih turbina u reverzibilnim elektranama je vrlo velika, pa je visina ugradnje jedinica niska. Visina usisavanja visokotlačnih jedinica koje se koriste u elektranama koje su puštene u pogon u Kini, poput Xilong Pond, iznosi -75 m, dok je visina usisavanja većine elektrana s 400-500 m vodenog stupa oko -70 do -80 m, a visina usisavanja od 700 m vodenog stupa oko -100 m.
Tijekom procesa odbacivanja opterećenja pumpne turbine, efekt vodenog udara značajno smanjuje prosječni tlak u dijelu cijevi za odvod vode. S brzim povećanjem brzine rotora tijekom procesa prijelaza odbacivanja opterećenja, izvan izlaznog dijela rotora pojavljuje se snažan rotirajući tok vode, što smanjuje središnji tlak u dijelu cijevi od vanjskog tlaka. Iako je prosječni tlak u dijelu i dalje veći od tlaka isparavanja vode, lokalni tlak u centru može biti niži od tlaka isparavanja vode, što uzrokuje odvajanje vodenog stupca. U numeričkoj analizi procesa prijelaza pumpne turbine može se dati samo prosječni tlak svakog dijela cijevi. Samo potpunim simulacijskim testom procesa prijelaza odbacivanja opterećenja može se odrediti lokalni pad tlaka kako bi se izbjegla pojava odvajanja vodenog stupca u cijevi za odvod vode.
Dubina uranjanja turbine pumpe s visokim tlakom ne bi trebala samo ispunjavati zahtjeve protiv erozije, već i osigurati da usisna cijev nema odvajanja vodenog stupca tijekom različitih prijelaznih procesa. Turbina pumpe s super visokim tlakom usvaja veliku dubinu uranjanja kako bi se izbjeglo odvajanje vodenog stupca tijekom prijelaznog procesa i osigurala sigurnost sustava za preusmjeravanje vode i jedinica elektrane. Na primjer, minimalna dubina uranjanja crpne elektrane Geyechuan je - 98 m, a minimalna dubina uranjanja crpne elektrane Shenliuchuan je - 104 m. Domaća crpna elektrana Jixi je - 85 m, Dunhua je - 94 m, Changlongshan je - 94 m, a Yangjiang je - 100 m.
Za istu pumpnu turbinu, što više odstupa od optimalnog radnog uvjeta, to je veći intenzitet kavitacije kojem je izložena. U radnim uvjetima velikog uzgona i malog protoka, većina protočnih vodova ima veliki pozitivni kut napada, a kavitacija se lako javlja u području negativnog tlaka usisne površine lopatice; u uvjetima malog uzgona i velikog protoka, negativni kut napada tlačne površine lopatice je velik, što lako uzrokuje odvajanje protoka, što dovodi do kavitacijske erozije tlačne površine lopatice. Općenito, koeficijent kavitacije je relativno velik za elektrane s velikim rasponom promjene tlaka, a niža visina instalacije može ispuniti zahtjev da se neće pojaviti kavitacija tijekom rada u uvjetima malog i velikog uzgona. Stoga, ako se tlak vode znatno mijenja, visina usisavanja će se u skladu s tim povećati kako bi se zadovoljili uvjeti. Na primjer, dubina uranjanja QX je -66 m, a MX -68 m. Budući da je varijacija tlaka vode MX veća, teže je ostvariti podešavanje i jamstvo MX.
Izvješćuje se da su neke strane reverzibilne elektrane iskusile odvajanje vodenog stupca. U proizvođaču je provedeno potpuno simulacijsko ispitivanje modela tranzicije japanske visokotlačne pumpne turbine, a fenomen odvajanja vodenog stupca detaljno je proučen kako bi se odredila visina instalacije pumpne turbine. Najteži problem za reverzibilne elektrane je sigurnost sustava. Potrebno je osigurati da porast tlaka u spiralnom kućištu i negativni tlak vode na kraju budu unutar sigurnog raspona pod ekstremnim radnim uvjetima te osigurati da hidraulične performanse dosegnu razinu prve klase, što ima veći utjecaj na odabir dubine uranjanja.
Vrijeme objave: 23. studenog 2022.
