شبیه سازی نیروگاه های برقابی

نوع محتوی: طرح پژوهشی
زبان: فارسی
شناسه ملی سند علمی: R-1047566
تاریخ درج در سایت: 27 آبان 1397
دسته بندی علمی: مهندسی آب و هیدرولوژی
مشاهده: 430
تعداد صفحات: 141
سال انتشار: 1393

نسخه کامل طرح پژوهشی منتشر نشده است و در دسترس نیست.

  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این طرح پژوهشی:

چکیده طرح پژوهشی:

در این پروژه پژوهشی جریان غیر ماندگار در نیروگاه­های برقابی ناشی از برداشت اضطراری بار و همچنین تغییرات بار که توسط گاورنر اعمال می­شود، تحلیل شده است. برای این منظور یک برنامه کامپیوتری برای شبیه­سازی نیروگاه­های برقابی تدوین گردیده است. معادلات مشتقات جزیی پیوستگی و حرکت که معادلات شبه­خطی، هایپربولیک می­باشند، از دو متغیر وابسته هد ودبی و دو متغیر مستقل، مکان در امتداد ابراهه و زمان تشکیل شده­اند. این معادلات بوسیله روش مشخصه­ها و تفاضل محدود حل می­شوند. معادلات در امتداد ابراهه از مخزن بالادست تا مخزن پایین­دست با در نظر گرفتن توربین و سرج تانک در بین ابراهه گسسته می­شوند. در این نرم افزار معادلات گاورنر نیز لحاظ شده است. مشخصه­های توربین از روی نتایج مدل تست استخراج شده­اند. فرکانس­های تشدید نیروگاه برقابی، افزایش فشار در پنستاک و کاهش فشار در درافت تیوب بوسیله این برنامه شبیه­سازی و محاسبه می­شوند. نتایج برداشت اضطراری بار شامل افزایش سرعت توربین، ماکزیمم فشار پنستاک، مینیمم فشار درافت­تیوب و نوسانات سرج تانک با نتایج اندازه­گیری شده در یکی از نیروگاه برقابی کشور و همچنین نتایج شرکت فویت زیمنس مقایسه شده­اند. همچنین امکان وقوع پدیده رزونانس در ابراهه­ها با مقایسه فرکانس­های تحریک و رزونانس پیش­بینی شده است. نتایج محاسبه شده با مقادیر اندازه­گیری شده مطابقت قابل قبولی دارند.

فهرست مطالب طرح پژوهشی

فصل اول: مروری بر قابلیت¬های نرم افزارهای بین المللی موجود 1

1-1- مقدمه 2

1-2- شماتیک کلی نیروگاه های برقابی خوزستان 9

1-2-1- نیروگاه مسجد سلیمان(بدون سرج تانک) 9

1-2-2- نیروگاه کارون 3 (با سرج تانک) 12

1-3- اجزا نیروگاه¬های برقابی 14

1-3-1- ابراهه های بالادست و پایین دست 15

1-3-2- شبیه سازی توربین 15

1-3-3- گاورنر های توربین هیدرولیکی 18

1-4- قواعد طراحی پنستاک 21

1-4-1- شرایط عادی 21

1-4-2- شرایط اضطراری 22

1-4-3- شرایط فاجعه امیز 22

1-5- معادلات حاکم بر جریان ناپایدار درکانال های بسته 23

1-5-1- معادلات پیوستگی 23

1-5-2- معادله حرکت 27

فصل دوم: حل معادلات حاکم با استفاده از روشMoC 30

2-1- مقدمه 31

2-2- معادلات حاکم بر جریان ناپایدار درکانالهای بسته 31

2-3- حل معادلات حاکم 33

2-3-1- حل معادلات حاکم به روش مشخصه¬ها  33

2-3-1-1- بیان تفاضل محدود معادلات 36

2-3-2- انتخاب فاصله زمانی مناسب برای یک سیستم هیدرولیکی مرکب 39

2-3-3- ترکیب روش مشخصه¬ها و تفاضل محدود ضمنی 42

2-4- معادلات جریان گذرا در نیروگاه 44

2-4-1- ابراهه ها 45

2-4-1-1- اتصال سری 45

2-4-1-2- اتصال شاخه¬ای 46

2-4-2- شبیه سازی توربین فرانسیس 48

2-4-2-1- منحنی های مشخصه و مقادیر ثابت توربین 48

2-4-2-2- شبیه سازی توربین 50

2-4-3- مخازن اب در بالا دست و پایین دست 53

2-4-3-1- مخزن بالا دست با هد ثابت 53

2-4-3-2- مخزن اب در پایین دست 54

2-4-4- سرج تانک 55

2-4-4-1- شبیه سازی سرج تانک 56

2-4-5- محاسبه مشخصه¬های نیروگاه در حالت کارکرد دایمی 57

2-5- معادلات مربوط به گاورنر 59

2-5-1- فلای بال 61

2-5-2- سیستم اهرم 62

2-5-3- سیستم میرا کننده 63

2-5-3-1- کاهش سرعت دایمی و موقت 65

2-5-3-2- ثابت زمانی چالاکی 67

2-5-3-3- معادله گاورنر 68

فصل سوم: مشخصات نرم افزار و نتایج حل عددی با استفاده از روش MOC برای 

نیروگاه¬های مختلف خوزستان 71

3-1- مقدمه 72

3-2- مشخصات برنامه 72

3-2-1- فرمت ویژوال برنامه 73

3-3- اعتبار سنجی نتایج با استفاده از نتایج سایت نیروگاه مسجد سلیمان 79

3-3-1- شماتیک وابعاد ابراهه¬ها 79

3-3-2- داده¬های توربین 80

3-3-3- منحنی بسته شدن ویکت¬گیت¬ها 80

3-3-4- تغییرات سطح اب در مخزن پایین دست 80

3-3-5- مقایسه نتایج برنامه شبیه سازی و نتایج اندازه¬گیری شده 81

3-4- اعتبار سنجی نتایج با استفاده از نتایج نیروگاه گتوند(با سرج تانک) 82

3-4-1- شماتیک وابعاد ابراهه¬ها 82

3-4-2- داده¬های توربین 83

3-4-3- منحنی بسته شدن ویکت¬گیت¬ها 83

3-4-4- تغییرات سطح اب در مخزن پایین دست 83

3-4-5- مقایسه نتایج برنامه شبیه سازی و نتایج اندازه¬گیری شده 84

3-4-6- مقایسه تغییرات سطح و دبی سرج تانک 84

3-5- بررسی پارامترهای موثر بر جریان گذرا در نیروگاه¬های برقابی 86

3-5-1- تصحیح منحنی بازشدگی ویکت¬گیت¬ها 86

3-5-2- ممان اینرسی توربین-ژنراتور 88

3-5-3- ابعاد ابراهه¬ها 89

3-5-4- سرج تانک 91

فصل چهارم: افزودن ماژول گاورنر در نرم¬افزار و کاربر پسند کردن ان 93

4-1- مقدمه 94

4-2- معادلات حاکم بر جریان ناپایدار ناشی از تغییرات بار توربین با گاورنر 96

4-3- حل معادلات حاکم 98

4-4- نتایج 99

4-4-1- کاهش بار توربین از 254 مگاوات به 40 مگاوات 100

4-4-2- کاهش بار توربین از 254 مگاوات به 100 مگاوات 106

4-4-3- افزایش بار توربین از 220 مگاوات به 254 مگاوات 111

4-5- ماژول گاورنر نرم افزار 117

منابع 119

پیوست1: مشخصه¬های تنظیم نیروگاه 121

پیوست2: نحوه اعمال ضریب اصطکاک غیر دایم در برنامه 123

نمایش کامل متن