A szivattyús-tározós erőmű egységnyi szívási magassága közvetlen hatással lesz az erőmű elterelő rendszerére és erőművének elrendezésére, és a sekély földmunkák mélysége csökkentheti az erőmű megfelelő építési költségeit; Ugyanakkor növeli a kavitáció kockázatát is a szivattyú üzeme során, ezért az erőmű korai telepítése során a magasságbecslés pontossága nagyon fontos. A szivattyúturbina korai alkalmazási folyamatában azt tapasztalták, hogy a futómű kavitációja a szivattyú üzemi körülményei között komolyabb volt, mint a turbina üzemi körülményei között. A tervezés során általában úgy vélik, hogy ha a szivattyú üzemi körülményei alatti kavitáció teljesül, akkor a turbina üzemi körülményei is teljesülhetnek.
A vegyes áramlású szivattyúturbina szívómagasságának kiválasztása elsősorban két elvre vonatkozik:
Először is, a vízszivattyú működése közben ne legyen kavitáció; Másodszor, a vízoszlop-szétválás nem történhet meg a teljes vízszállító rendszerben az egységnyi terhelés elutasításának átmeneti folyamata során.
Általánosságban elmondható, hogy a fajlagos sebesség arányos a futó kavitációs együtthatójával. A fajlagos sebesség növekedésével a futó kavitációs együtthatója is növekszik, és a kavitációs teljesítmény csökken. A szívómagasság empirikus számítási értékével és a huzatcső vákuumfokának számítási értékével kombinálva a legveszélyesebb átmeneti folyamatfeltételek mellett, valamint figyelembe véve, hogy a lehető legnagyobb mértékben megtakarítsák a földmunkát, az egység elegendő merülési mélységgel rendelkezik az egység biztonságos és stabil működésének biztosításához.
A nagynyomású szivattyúturbina merülési mélységét a szivattyúturbina kavitációjának hiánya és a szívócsőben a különböző tranziensek során fellépő vízoszlop-szétválás hiánya határozza meg. A szivattyús energiatározós erőművekben a szivattyúturbinák merülési mélysége nagyon nagy, ezért az egységek telepítési magassága alacsony. A Kínában üzembe helyezett erőművekben, például a Xilong Pondban használt nagynyomású egységek szívómagassága –75 m, míg a legtöbb 400-500 m vízoszlopú erőmű szívómagassága körülbelül –70 és –80 m között van, a 700 m vízoszlop szívómagassága pedig körülbelül –100 m.
A szivattyúturbina terheléselutasítási folyamata során a vízütés hatása miatt a huzatcső szakaszának átlagos nyomása jelentősen csökken. A terheléselutasítási átmeneti folyamat során a futósebesség gyors növekedésével erős forgó vízáramlás jelenik meg a futócső kimeneti szakaszán kívül, aminek következtében a szakasz középső nyomása alacsonyabb lesz, mint a külső nyomás. Annak ellenére, hogy a szakasz átlagos nyomása továbbra is nagyobb, mint a víz párolgási nyomása, a középső helyi nyomás alacsonyabb lehet, mint a víz párolgási nyomása, ami vízoszlop-szétválást okozhat. A szivattyúturbina átmeneti folyamatának numerikus elemzése során csak a cső egyes szakaszainak átlagos nyomása adható meg. Csak a terheléselutasítási átmeneti folyamat teljes szimulációs tesztjével lehet meghatározni a helyi nyomásesést, hogy elkerülhető legyen a vízoszlop-szétválás jelensége a huzatcsőben.
A nagynyomású szivattyúturbina merülési mélységének nemcsak az erózióállósági követelményeknek kell megfelelnie, hanem azt is biztosítania kell, hogy a szívócsőben ne legyen vízoszlop-szétválás a különböző átmeneti folyamatok során. A szuper nagynyomású szivattyúturbina nagy merülési mélységet alkalmaz, hogy elkerülje a vízoszlop-szétválást az átmeneti folyamat során, és biztosítsa az erőmű vízelvezető rendszerének és egységeinek biztonságát. Például a Geyechuan szivattyús-tározós erőmű minimális merülési mélysége – 98 m, a Shenliuchuan szivattyús-tározós erőmű minimális merülési mélysége – 104 m. A hazai Jixi szivattyús-tározós erőműé – 85 m, a Dunhua-é – 94 m, a Changlongshan-é – 94 m és a Yangjiang-é – 100 m.
Ugyanazon szivattyúturbina esetében minél távolabb tér el az optimális üzemi körülményektől, annál nagyobb a kavitáció intenzitása. Nagy emelőmagasság és kis áramlás esetén a legtöbb áramlási vonal nagy pozitív állásszöggel rendelkezik, és a kavitáció könnyen előfordulhat a lapát szívófelületének negatív nyomású területén. Kis emelőmagasság és nagy áramlás esetén a lapát nyomófelületének negatív állásszöge nagy, ami könnyen okozhat áramlási szétválást, ami a lapát nyomófelületének kavitációs eróziójához vezet. Általánosságban elmondható, hogy a kavitációs együttható viszonylag nagy a nagy nyomásváltozási tartományú erőműveknél, és az alacsonyabb telepítési magasság kielégítheti azt a követelményt, hogy alacsony és nagy emelőmagasság esetén ne lépjen fel kavitáció. Ezért, ha a vízmagasság nagymértékben változik, a szívómagasság ennek megfelelően növekszik, hogy megfeleljen a feltételeknek. Például a QX merülési mélysége –66 m, az MX pedig –68 m. Mivel az MX vízmagasság-ingadozása nagyobb, nehezebb az MX beállítását és garantálását megvalósítani.
Jelentések szerint néhány külföldi szivattyús energiatározós erőműben vízoszlop-szétválást tapasztaltak. A gyártónál elvégezték a japán nagynyomású szivattyúturbina átmeneti folyamatának teljes szimulációs modelltesztjét, és a vízoszlop-szétválás jelenségét mélyrehatóan tanulmányozták a szivattyúturbina beépítési magasságának meghatározása érdekében. A szivattyús energiatározós erőművek legnehezebb problémája a rendszer biztonsága. Biztosítani kell, hogy a spirális ház nyomásemelkedése és a hátsó víz negatív nyomása szélsőséges üzemi körülmények között is a biztonságos tartományon belül legyen, és hogy a hidraulikai teljesítmény elérje az első osztályú szintet, ami nagyobb hatással van a merülési mélység megválasztására.
Közzététel ideje: 2022. november 23.
