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原文传递水力浮动式升船机运行特性研究

论文题名：	水力浮动式升船机运行特性研究
关键词：	升船机;承船厢;输水系统;运行特性
摘要：	随着高水头水利水电枢纽的建设和内河水运的发展，必须大力发展升船机建设。近几年来，国内外修建的升船机大多采用“电力驱动”式的垂直升船机，而水力浮动式升船机是依靠水能获得提升动力的一种新型的垂直升船机，与传统升船机相比具有安全可靠、节省投资、机构简单等明显的优越性，但由于国内外无运行实例，加之对其缺乏系统深入的研究，故存在一系列复杂的技术问题亟待解决。本文以景洪水力浮动式升船机设计资料为背景，对水力浮动式升船机进行了深入地理论计算和系统地试验研究，主要内容如下： (1) 本文通过对水力浮动式升船机运行原理的深入分析，针对竖井与平衡重浮筒之间的间隙大小、承船厢和平衡重浮筒的底部外形轮廓以及其充泄水阀门的启闭方式这四个影响水力浮动式升船机运行质量的关键问题，建立了输水系统、平衡重浮筒——承船厢系统的概化模型，采用数值计算和模型试验的方法对其进行了系统的研究，为水力浮动式升船机的设计和应用提供了理论依据。 (2) 输水系统是水力浮动式升船机的主要组成部分之一。等惯性系统在理论上可以实现竖井水位的完全同步，然而在实际运行过程中竖井水位不可避免的存在水位差，恶化同步轴受力条件，影响水力浮动式升船机安全可靠运行。为改善竖井水位的同步性，本文提出了在竖井底部中隔之间设置连通廊道的有效措施，并研究了不同连通廊道布置和尺寸对竖井水位同步特性的影响。 (3) 根据水力浮动式升船机的工作原理，本文首次建立了一个能描述水力浮动式升船机整体系统运行过程的数学模型，对水力浮动式升船机在输水系统、连通廊道布置方面和升船机正常运行方面进行了全面深入的研究，为水力浮动式升船机的设计和运行提供了科学依据。 (4) 按照相似准则，建立了比尺为 1：22 的水力浮动式升船机整体物理模型，首次对水力浮动式升船机在正常运行和事故等工况下输水系统的水力学特性和承船厢的运行特性等进行了深入系统的研究，进一步论证了水力浮动式升船机的可行性。 (5) 本文对水力浮动式升船机塔柱结构进行了静动力有限元分析，研究了水力浮动式升船机塔柱结构在主要工况下的应力和位移分布情况，并对其刚度和强度进行了安全评价，为塔柱结构的设计提供了依据。
作者：	张蕊
专业：	水力学及河流动力学
导师：	高季章;吴一红
授予学位：	博士
授予学位单位：	中国水利水电科学研究院
学位年度：	2007
正文语种：	中文