抽水蓄能电站侧式进出水口设计研究及CFD模拟的中期报告.docx

抽水蓄能电站侧式进出水口设计研究及CFD模拟的中期报告

摘要

抽水蓄能电站是一种具有很高节能效益的新型能源利用方式，其主要优点是可以在谷时段的低价电能时段实现储存和供应负荷高峰期的峰值电能需求。在抽水发电过程中，水通过进水口进入水轮机，水轮机转动驱动发电机发电。然而，进出水口的设计不仅关乎电站的运行效率，而且还对电站的可靠性、安全性和经济性等方面产生影响。

本研究通过对抽水蓄能电站侧式进出水口的设计和CFD模拟，对水流在进出水口的流动状态、水流速度、水压分布等进行了分析。首先，通过对可行设计方案的筛选，确定了优化的进出水口模型。然后，利用CFD分析软件建立了数值模型，对不同流量和开度下进出水口的水流状态进行模拟计算，并对模拟结果进行验证。最后，通过对模拟结果的分析，得出了进出水口引流段处的最大流速、压力分布和流线图等关键参数。

本研究为抽水蓄能电站侧式进出水口的设计提供了很好的参考，并可为相关工程设计提供重要的理论支持和实用价值。

关键词：抽水蓄能电站；侧式进出水口；CFD模拟；流动状态；设计优化

Abstract

Pumpedstoragepowerstationisanewtypeofenergyutilizationwithhighenergy-savingandefficiency.Itsmainadvantageistostoreandsupplypeakenergydemandinhigh-loadperiodsduringlow-pricedelectricityperiodsinvalleyperiods.Intheprocessofpumpedstoragegeneration,thewaterenterstheturbinethroughtheinlet,andtheturbinedrivesthegeneratortogenerateelectricity.However,thedesignoftheinletandoutletnotonlyaffectstheefficiencyofthepowerstation,butalsoaffectsthereliability,safetyandeconomyofthepowerstation.

Inthisstudy,thedesignandCFDsimulationofthesideinletandoutletofthepumpedstoragepowerstationwereanalyzedfortheflowstate,flowvelocity,andwaterpressuredistributionofthewaterflowintheinletandoutlet.First,theoptimalinletandoutletmodelwasdeterminedbyscreeningfeasibledesignschemes.Then,anumericalmodelwasestablishedusingCFDanalysissoftwaretosimulateandcalculatethewaterflowstateoftheinletandoutletatdifferentflowratesandopeningdegrees,andthesimulationresultswereverified.Finally,thekeyparameterssuchasthemaximumflowvelocity,pressuredistribution,andstreamlinemapatthedrainagesectionoftheinletandoutletwereobtainedthroughanalysisofthesimulationresults.

Thisstudyprovidesagoodreferenceforthedesignofthesideinletandoutletofpumpedstoragepowerstations,andprovidesimportanttheoreticalsupportandpracticalvalueforrelatedenginee