2.4 复核计算成果分析与建议
复核计算之前，设计单位已分别委托清华大学、河海大学、武汉大学进行了向家坝水电站右岸地下厂房变洞顶方案机组水力过渡过程计算研究。现将复核计算成果及上述三个单位的计算成果进行比较，见表2。
表2 向家坝调保计算各单位成果汇总表
图3 工况16下1号机组过渡过程线
1—导叶My=0.4；2—频率Mf=10.0Hz；3—涡压Mh=16.5m；4—尾压Mh=16.5m；5—功率Mp=386.6MW
图4 工况9下2号机组过渡过程线
1—导叶My=0.4；2—频率Mf=10.0Hz；3—涡压Mh=14.7m；4—尾压Mh=14.7m；5—功率Mp=446.4MW
当导叶采取合适的两段关闭规律时，各单位计算的调保参数值也均满足DL/T 5186—2004《水力发电厂机电设计规范》及工程设计单位的要求。其中，复核计算得到的蜗壳最大压力值最大，163.69m；河海最小，152.45m；清华计算得到的机组最大转速升高率最大，49.22%；复核计算最小，45.62%；武大计算得到的尾水管进口最小压力最小，-5.45m；河海最大，-3.14m。虽然计算结果存在差异，但均在允许范围之内。
图5 工况13下2号机组过渡过程线
1—导叶My=0.4；2—频率Mf=10.0Hz；3—涡压Mh=14.7m；4—尾压Mh=14.7m；5—功率Mp=383.1MW
比较各单位的计算结果可以看出：
（1）各单位计算得到的调节保证值均在允许范围之内。由此可以认为，只要采用适当的导叶两段关闭规律，调节保证计算值均能满足有关规范及工程设计单位的要求。
（2）对蜗壳最大压力上升值和机组最大转速上升值，各单位计算值虽有差异，但相差幅度均在10%以内。对尾水管进口最小压力，各单位计算值虽相差较大，但也均在允许范围以内。
（3）各单位计算得到的调节保证参数值的发生工况存在差异，这可能是由于各单位采用的计算程序、边界条件的简化方式以及导叶关闭规律等存在差别所致。
此外，需要指出：对于向家坝水电站右岸地下厂房的变洞顶尾水洞布置方案，在下游水位低于尾水隧洞出口洞顶高程时，尾水洞中（包括1号机组变洞顶尾水支洞部分）将出现明满交替流动的现象，明满流分界点将不断地发生移动变化，若在水位波动情况下尾水洞内形成气体空腔，则在其产生和溃破过程中可能伴有压力振荡。而在复核计算中，对明满流过渡过程采用了狭缝法简化处理，不能模拟气体空腔的形成和溃破过程及其对机组过渡过程的影响。国内个别电站，如二滩水电站，虽在其尾水洞内也存在明满交替流动现象，但其布置条件与向家坝变洞顶尾水洞方案有明显区别。目前，类似向家坝的变洞顶尾水洞布置方案国内还没有采用过，尚无实际运行经验。鉴于向家坝水电站规模巨大，机组单机额定容量居世界第一，在应用计算机模拟计算成果比较右岸地下厂房尾水布置形式时，需要充分考虑计算模型与实际情况之间的相似程度以及同类计算成果是否经过实践验证等因素。因此，向家坝水电站采用变洞顶方案，需充分考虑和重视上述情况，避免在过渡过程尾水洞内产生空腔。建议对目前的变洞顶方案，适当增大尾水闸门井尺寸，并结合模型试验结果，研究在变洞顶尾水隧洞的起点至终点间设置通气孔的合理性。