抽水蓄能电站水泵水轮机组关键结构部件强度特性及评估研究 咨询评估

浙江仙居抽水蓄能电站位于浙江省仙居县湫山乡境内，上水库位于梧桐村，下水库为已建下岸水库，电站距县城约45km。工程由上下水库、输水系统、地下厂房及开关站等组成。工程为日调节纯抽水蓄能电站，承担电网的调峰、填谷任务，还可承担电网的调频、调相及紧急事故备用等任务。上水库正常蓄水位675.00m，相应库容1128万m³，坝高88.2m；下水库正常蓄水位208m，相应库容13504万m³，坝高64m。输水系统中引水系统采用两洞四机布置，引水隧洞共两条，洞径7.0m，洞长2219.9m，上覆岩体厚度405～465m。厂房布置在输水洞线中部，安装4台375MW的发电机组，总装机容量为1500MW，年均发电量25.125亿kW.h，年均抽水电量32.63亿kW.h。本电站枢纽由上水库、下水库、输水系统、地下厂房、地面500kV开关站等组成。

项目主要工作内容；

1）针对湖南黑麋峰、江西洪屏、山西西龙池、浙江仙居抽水蓄能电站的水泵水轮机顶盖、座环和联接螺栓整体结构，采用结构有限元技术和流固耦合技术，进行模态和刚强度的特性研究，提出顶盖与座环间的联接螺栓的预紧力和安全裕量的计算方法，确定评判螺栓强度特性的极值工况，提出螺栓强度取值建议；

2）重点对螺栓和座环的连接螺纹副开展强度特性研究，分析螺纹应力分布，对顶盖、座环和螺栓的整体结构安全性能进行评判。

项目顺利完成并取得预期成果，创新提出了非稳态过程间隙流影响的机组顶盖-座环-螺栓非线性应力分析方法，揭示了非均布瞬变水力激励、螺栓预紧力、非轴对称顶盖结构对螺栓动力特性的影响规律，提升了机组关键部件的安全性。具有实际工程应用和推广价值，获得2021年度水力发电科学技术奖二等奖。