水轮机顶盖-座环联合受力刚强度计算及校核

顶盖是水轮机中既有支撑又有过流作用的重要部件,顶盖及其联接螺栓既承受周围各部件的作用力,又承受随运行工况而改变的水压载荷,其刚强度对水轮发电机组的安全、稳定运行至关重要。本文建立了某电站混流式水轮机顶盖、座环及其联接螺栓的整体三维几何模型,考虑螺栓预紧力,采用ANSYS有限元分析软件对顶盖整体结构有限元模型在升压工况下进行刚强度计算分析。计算结果显示,顶盖及其联接螺栓刚强度满足规范要求,能够充分保证该水轮机组的运行可靠性。     

预紧力水轮机顶盖与座环全三维联合受力强度分析

顶盖是水轮机中既有支撑又有过流作用的重要部件,顶盖及其联接螺栓既承受周围各部件的作用力,又承受随运行工况而改变的水压载荷,其刚强度对水轮发电机组的安全、稳定运行至关重要。本文建立了某水电站混流式水轮机顶盖、座环及其联接螺栓的全三维有限元计算模型,考虑螺栓预紧力,采用ANSYS有限元分析软件对顶盖整体结构有限元模型在升压工况下进行刚强度计算分析。结果表明:顶盖及其联接螺栓刚强度满足规范要求,能够充分保证该水轮机组的运行可靠性。     

水泵水轮机顶盖螺纹副安全校核及应力分析

抽水蓄能电站在电网中往往承担着调峰、调频、事故备用等作用,水泵水轮机组启停频繁,运行工况多变,对于顶盖和座环的连接螺栓而言,受力更加复杂,对螺纹副连接的安全校核至关重要。同时,螺纹副的特殊结构决定了其应力分布并不均匀,掌握其应力分布规律有利于更好地进行螺纹副连接的校核及优化设计。文章在对某蓄能电站顶盖座环连接螺栓的螺纹副进行安全校核基础上,考虑弹塑性变形条件,采用有限元方法对含螺纹在内的顶盖座环整体结构开展计算,得到螺纹副应力分布规律,对水泵水轮机顶盖座环连接结构进一步研究和探索。     

水轮机座环结构有限元分析

采用UGNX7.5中的Nastran有限元分析模块对某型号的水轮机座环在机组的最大设计水头下进行静态刚强度计算,得到了正常工况下座环的变形和应力分布规律。同时采用ASME锅炉压力容器规范中的应力强度评定标准进行评估,发现该结果满足座环材料的强度要求。该分析方法亦可为以后座环结构的优化提供理论依据。     

水泵水轮机蜗壳座环和顶盖有限元分析研究

通常利用有限元软件对水轮机结构部件分别进行有限元分析,忽略了结构之间的相互影响.以上述方式得到的计算结果,再依据相关经验,通常也能满足工程需要,但在预测结构的性能及安全性时误差比较大.文章利用有限元软件,采用不同的分析方法对300 MW级的水泵水轮机顶盖、蜗壳和座环的应力与变形进行了分析,确定了水泵水轮机蜗壳座环和顶盖有限元分析应采用的方法,在此基础上给出类似电站设计需要注意的方面;并对本电站蜗壳座环和顶盖的安全性做出了评价.     

葛洲坝水电厂ZZ500水轮机动态模型试验研究

本文以葛洲坝水电厂ZZ500水轮机在各种工况下用负荷过程的动态模型试验研究为基础,介绍动态模型试验中采用的导叶、桨叶控制装置与微机控制装置的特点,以及动态模型试验所获得的一些成果。如合理的导叶二段或三段关闭规律可明显的改善轴流式水轮机在甩负荷过渡过程中的品质,在用负荷过程中若导叶分段点不投入而成直线关闭时,大多数工况下均会产生较大的负轴向力,导致抬机事故的发生,桨叶在甩负荷过程中不关或打开可使最大负轴向力比桨叶快关时减小,在桨叶打开时可减少20％～30％,因此甩负荷过程中要防止因桨叶关闭失控而造成的抬机事故:轴流式水轮机在要甩负荷时采用顶盖补气装置,不仅使最大转速上升值有较大幅度的下降,而且有效地减小了负轴向力的最大值,是降速防抬的重要措施之一。     

泄水锥脱落对机组安全运行的影响

泄水锥是水轮机转轮中的一主要部件,一般都用螺栓联接在转轮上。主要作用是以锥体表面为导向,引导水流从转轮出水边出来后沿轴向方向旋转流向尾水,以降低水力损失。由于安装或检修时螺栓未上紧,或因电站运行管理差,经常出现甩负荷现象。在这种工况下运行,当变化的横向力作用住汇水锥上时,使固定泄水锥的螺栓由于材料疲劳而断裂。这种横向力可能是由于漩涡脱离,或非对称的汽蚀汽泡的出现和消失;或由于在吸出管喉口处泄水     

水电站输水系统相继甩负荷下调压室涌浪叠加研究

水电站调压室高度取决于调压室内的涌浪极值,其大小与计算工况密切相关,相对于同时甩负荷产生的涌浪极值,人们往往忽略了相继甩负荷事故工况。本文从调压室基本方程出发,通过理论分析,推导并得到了反映相继甩负荷危险时间间隔点特征的理论计算公式,进行了水电站输水系统相继甩负荷工况下的调压室涌浪叠加特性研究。结果表明:对于简单式调压室,同时甩负荷产生的涌浪极值必然大于相继甩负荷;而对于阻抗式调压室,同一水力单元机组发生相继甩负荷事故时,存在一个最危险的间隔时刻点,该时刻较同时甩负荷产生的调压室涌浪极值更危险。结合具体电站进行的相继甩负荷实例计算验证了理论分析的正确性,且进一步的分析表明,调压室底部阻抗越大,二者差别越明显。如不慎重考虑,将为工程运行带来极大的安全隐患。     

1号机座环变形情况分析及防止措施

座环是整台水力机组的基准，因此对座环的中心，高程水平的安装技术质量要求很高，误差要小；尤其是座环的水平偏差。宝珠寺水电站座环分四瓣到货，在工地采用螺栓联接成整体，并与基础环同时安装。安装调整加固后进行复测，然后进行座环二期混凝土浇筑，接着是蜗壳挂装、焊接；蜗壳安装全部完成后，进行机坑二期混凝土浇筑，再接着是座环复测及导水机构预装。可见座环从开始安装到正式进行水轮机安装，经过了蜗壳焊接及混凝土浇筑两大工艺。因此影响座环变形的因素也主要是此工序，因此GB8564－－88《水轮机安装技术规范》中明确规定：座…     

水轮机座环与蜗壳结构刚强度静力分析

根据某大型水轮机座环蜗壳的结构特点，运用I－DEAS MASTER SERIESV6.1有限元分析软件对其结构进行了较为详细的刚强度分析，取得了该座环蜗壳在各种工况下的应力水平和变形情况。     

长距离引水隧洞特征工况分析及蜗壳压力计算

石笋河四级水电站在引水过程中由于巨大水力惯性,容易受到波动影响。采用三维数值模型仿真计算,选择机组在15秒内甩下100%负荷作为最大波动工况;在12秒内甩下10%负荷作为最小波动工况。经计算分析,两种特征工况下隧洞、蜗壳的压力值均小于设计阈值,满足稳定要求为石笋水电站稳定运营提供参考。     

抽水蓄能电站中球阀协同导叶关闭的水力瞬变过程控制方式

为了降低抽水蓄能机组水轮机工况甩负荷时蜗壳压力上升值和压力脉动值,应用了球阀协同导叶关闭的流量控制方式。于2012年在蒲石河大型抽水蓄能电站,进行了水轮机工况甩负荷过渡过程球阀参与导叶控制方式的现场试验。针对这一流量控制方式,利用内特性法预测了在甩负荷过渡过程中各动态参数的瞬变规律,预测的机组转速上升最大值与试验值的相对误差为2.11%,预测的蜗壳压力上升最大值与试验值的相对误差为0.74%,从而验证了内特性方法的合理性;同时证明,只要合理地选择导叶与球阀的控制规律,即可显著改善水泵水轮机装置水轮机工况甩负荷过渡过程的动态品质,降低抽水蓄能电站引水系统的水压上升值。     

斜流式水泵水轮机过渡过程特性的模型与原型试验成果

水泵水轮机的运行工况比较复杂,在水泵或水轮机起动、停机、突增突减负荷、断电源或甩负荷、水泵短路或水轮机飞逸等各种工况的动态过程中,将引起流态、水压、转速、流量、功率的复杂变化,由此引起压力脉动、水力振动、机械振动和各部件应力的变化。为了掌握过渡过程特性,确保机组安全、稳定运行,     

基于特征线法的引水系统过渡过程计算分析

为探究抽水蓄能电站中引水系统过渡过程的动力特征,基于特征线法建立数值模型,以某抽水蓄能电站为例进行过渡过程的计算分析。计算结果表明,在甩负荷工况下,引水系统过渡过程的性质最差,对整个抽水蓄能电站的潜在危害也最大。因此,在进行引水系统过渡过程计算分析时,应重点计算甩负荷工况,抽水蓄能电站调节运行方式也应以根据甩负荷工况进行控制。     

羊卓雍湖三机式抽水蓄能电站过渡工况计算

本文着重介绍了羊卓雍湖三机式抽水蓄能电站(以下简称羊湖电站)过渡工况的电算成果。主要计算工况有:水轮机甩负荷、水泵断电、水泵借助于同轴水轮机起动和停泵、电站负荷小波动稳定等。通过计算可以确定调压室的最高、最低涌浪和压力钢管的最大、最小压力,分析起动或停泵机组对正常运行机组的影响,验证电站调节系统的稳定性,提出合理的机组飞轮力矩值和调速器参数。     

三峡ALSTOM水轮机导水机构安装

1 概述 ALSTOM供货的700 MW水轮机导水机构有底环、顶盖、24片活动导叶、及其操作机构组成。底环和顶盖安装在未经机械加工过的座环安装面上。其高程、导水机构的净空高度是通过加在底环与基础环之间以及顶盖与座环上平面间的圆垫片来达到。活动导叶及底环、顶盖的抗磨环用耐腐蚀、     

一洞三机条件下带调压阀的混流式水轮机调节系统过渡过程计算

为编制有关技术标准和推广采用调压阀代替调压井工程措施,开展了水轮机调节系统通用仿真程序的开发：研发了描述水轮机的非线性特性的数据文件;考虑了水击模型对水轮机调节系统过渡过程的影响;计算分析时认真考虑了水轮机调速器主配压阀非线性特性的影响;特别给出了一有压隧洞向三台水轮发电机供水时的水压力数学模型。通过计算证明：水轮发电机组自动启动、空载扰动自动调节、带负荷自动调节、甩负荷自动调节工况下,只要能满足水轮机发电机组稳定运行要求,就可以采用调压阀替代调压井。     

紫坪铺水电站水力过渡过程数字仿真

针对紫坪铺水利枢纽工程水头变幅大，工况变化多且频繁的特点，对水轮机典型工况甩负荷水力过渡过程进行了数字仿真。建立了串联管连结处瞬变流计算数学模型，采用三维空间曲面的形式对水轮机特性进行描述和插值，开发了基于WINDOWS界面的水力过渡过程数字仿真软件。     

水轮机座环水平处理工艺

一、引言 水轮发电机组随着单机容量的增大,座环尺寸也随之增大。为了解决运输问题,大型座环均分瓣运至工地,在现场组合施焊。 水轮机座环作为承重和基准部件,其高程、中心、水平度应严格按照国家标准《GB8564—88》所规定的质量标准进行调整,尤其是座环的水平度,它直接影响座环,顶盖及水导轴承的水平度与垂直度,严重时将影响水轮机转轮的止漏环配合间隙和导叶端部间隙。     

梨园水电站机组座环安装工艺

梨园水电站单机容量600MW,额定水头106m,机组尺寸较大,座环安装精度要求高。通过梨园水电站机组座环安装的实践,在厂房布置受限,大型吊装设备不足的情况下总结座环安装经验。座环与顶盖之间的把合螺栓孔可以在生产厂家进行加工;采用排架柱快速上升,增加一台合适的小桥机;以减少现场施工工作量,节约安装工期。