降低混流式水轮机高部分负荷压力脉动方法探讨

针对混流式模型水轮机研发中有关降低高部分负荷压力脉动的方法进行了探讨．通过不同转轮多个方案的模型试验和深入比较,掌握了不同形式泄水锥对混流式水轮机高部分负荷压力脉动的影响规律以及不同补气位置对长泄水锥混流式水轮机转轮压力脉动的影响,为电站运行中降低高部分负荷压力脉动提供了科学依据.     

降低高部分负荷压力脉动方法探讨

本文针对混流式模型水轮机研发中有关降低高部分负荷压力脉动的方法进行了探讨。通过不同转轮多个方案的模型试验和深入比较,掌握了不同形式泄水锥对混流式水轮机高部分负荷压力脉动的影响规律以及不同补气位置对长泄水锥混流式水轮机转轮压力脉动的影响。为电站运行中降低高部分负荷压力脉动提供了科学依据。     

转轮间隙及密封结构对混流式水电机组安全运行的影响

研究表明转轮泄漏量变化是引发混流式水电机组抬机现象的重要因素之一.通过对某电站水电机组运行实例的分析,指出转轮几何形状及转轮密封结构形式是导致因转轮泄漏量变化而产生上下水压力差变化的主要原因,特别是低比转速混流式水轮机转轮.     

混流式水轮机减压管对密封间隙及其周围流场的影响

混流式水轮机转轮上冠和顶盖间的压力腔中所产生的压力脉动会影响机组运行的稳定性。本文以某电站机组为例,通过含减压管的原型水轮机三维全流道湍流计算,分析了压力腔及转轮密封间隙中的压力脉动的形成过程,以及减压管数目对其影响,并且分析了减压管与转轮密封间隙泄漏量的关系。     

混流式水轮机转轮低水头低负荷运行时的空蚀

本文通过混流式水轮机转轮的流动分析、模型试验,并结合电站现场空蚀的调查结果,对低水头、低负荷工况运行混流式水轮机转轮的空蚀特性进行了研究。其结果表明低水头、低负荷工况运行混流式水轮机转轮的空蚀轻微。     

混流式水轮机转轮密封间隙值对机组稳定性的影响

针对混流式水轮机转轮密封间隙所引起的自激振动的问题,本文采用计算流体动力学软件CFX,基于N-S方程和RNGk-g湍流模型,通过对含转轮上冠密封间隙及下环间隙的某水电站原型水轮机进行三维全流道数值计算,根据不同上冠密封间隙值的压力变化规律,提出了转轮上冠密封间隙值的稳定区和非稳区概念;分析了下环间隙对水轮机转轮进口和尾水管进口压力的影响,得出了在密封间隙的影响下转轮进口和尾水管进口的压力分布规律.为水轮机组在设计和运行时避免自激振动提供了一定的参考依据.     

基于CFD的混流式水轮机减压管数值分析

水轮机中的减压管对于水力发电机组稳定性的影响,已经引起了研究人员和运行人员的普遍关注.基于计算流体动力学软件CFX,采用N-S方程和RNG k-ε湍流模型,通过对某电站原型水轮机进行三维定常全流道数值计算,分析了含减压管和转轮上冠密封间隙的混流式水轮机三维全流道数值模拟的建模过程,以及减压管对转轮上冠密封间隙流场的影响,并且分析了转轮上冠密封间隙和减压管内部流动的特性.     

水轮机结构选择

水轮机结构选择长江水利委员会陆师敏邮编：４３００１０隔河岩电站水头变化范围为８０．７ｍ～１２５．５ｍ，在这种水头范围内，应用混流式水轮机是最合适的选择。因此，隔河岩电站选用了转轮直径为５．７４ｍ的混流式水轮机（技术数据参见第１０页表６）。为电站选择性...     

多泥沙中高水头电站水轮机生产技术措施

针对多泥沙中高水头电站水轮机的特点，从转轮选型、结构改进、转轮材质选用、叶片加工工艺诸方面，论述了提高中高水头机组综合效率和可靠性、改善多泥沙电站水轮机抗空蚀性能的技术措施。     

低比转速转轮泄漏量对水电机组抬机的影响

转轮的泄漏量是引起水电机组抬机现象的原因之一。本文根据一低比转速混流式水轮机在电站运行实例及实测结果对其抬机现象进行了分析和CFD计算。研究结果表明产生抬机现象与转轮泄漏量大小有关 ,特别是低比转速混流式水轮机 ,转轮泄漏量的突变会引起抬机现象     

日本伊吹电站水轮机新结构

介绍四川东风电机厂有限公司承制的日本伊吹电站中高水头类混流式水轮机所采用的使设备简化并减少环境污染的新结构、新技术。     

泥沙直径和浓度对混流式水轮机转轮内流场的影响

为了初步研究泥沙直径和浓度对混流式水轮机转轮内部流场与性能的影响,本文采用固液两相流模型对某电站的高水头混流式水轮机进行全流道数值模拟,通过控制变量法研究不同来流泥沙直径和浓度对转轮叶片表面泥沙分布、平均压力和水轮机效率的影响。结果表明:含沙水较清水会不同程度使叶片表面水压力载荷增加,效率下降,在相同工况下转轮叶片进水边和出水边与下环连接处泥沙浓度较高;随着泥沙直径的增加,泥沙分布更加集中,磨损加剧。该研究可为含沙水流中运行的水轮机转轮设计提供参考。     

高比速混流式水轮机的水力稳定性问题

混流式水轮机的水力稳定性与机组运行工况密切相关。当水轮机在远离设计工况(最高效率点)运行时，会产生脱流和涡带，引起机组甚至相邻混凝土构件振动，并可能产生疲劳破坏。近年来，随着单机容量和水轮机尺寸的增大，有些电站因水头变幅大、负荷调节范围宽、水轮机性能不完全适应电站运行条件、制造质量存在问题和补气不利，水轮机出现不同程度的水力振动，导致转轮叶片裂纹，尾水管壁撕裂，有的甚至引起厂房或相邻水工建筑物发生共振，危及电站安全运行。本文对混流式(特别是高比速混流式)水轮机的水力稳定性问题进行了初步分析和讨论。     

转轮上冠倾斜泄水孔的简易加工方法

各种类型、规格的混流式水轮机转轮上冠都设计有泄水孔,以减小机组的轴向水推力。泄水孔在空间的位置一般开成顺水流两个方向上倾斜20°～30°(图1),这种在正视图上与主轴中心成α_正角度倾斜、同时在俯视图上又与主轴中心成α_俯角度倾斜的孔群,在加工上有一定的难度。对小直径泄水孔(如φ25mm以下),一般可在Z32k小摇臂钻上解决,两个倾斜角可以分别调整钻床的横臂和主轴倾斜角来达到要求,但对大多数大直径的泄水孔,钻床本身结构就无法满足上述的调整。如采用两     

涡带工况下混流式水轮机转轮动应力特性分析

近年来，国内一些大型混流式转轮出现了不同程度的裂纹问题，对机组安全运行构成了威胁。研究表明，水力激励引起的混流式水轮机转轮叶片动应力是引起叶片疲劳破坏的主要原因之一。文中首先对高水头小负荷的涡带工况下混流式水轮机内流场进行非定常CFD计算，得到涡带工况下叶片表面不同时刻的水压力载荷，并利用流固耦合方法对转轮进行结构场瞬态特性计算，分析转轮叶片的动应力特性。结果表明由于水压力脉动引起的转轮叶片上的振动交变动应力是混流式水轮机疲劳破坏的主要原因之一。计算结果可为其它水轮机转轮的动应力特性分析和疲劳分析提供参考。     

中高水头混流式水轮机组导叶轴颈密封结构优化研究

本文通过分析以往中高水头电站混流式水轮机组导叶轴颈结构,指出导叶轴颈法兰盘处绕流漏水会对机组的安全稳定运行造成不利影响,并以某水电站为例进行了导叶轴颈绕流漏水量的计算,证实了导叶轴颈法兰盘处绕流漏水量会影响机组停机后的导叶封水效果。为减小导叶轴颈绕流漏水量,提出了三种防止导叶轴颈绕流的密封结构,经综合比较各种结构的优缺点,选定其中一种结构在白鹤滩电站百万机组设计中应用。本文的研究成果可供其他中高水头电站机组设计或检修改造时参考。     

大水头变幅工况下混流式水轮机尾水管水压力脉动分析

该文分析了在水头变幅较大的工况下混流式水轮机尾水管压力脉动与转轮出口环量及单位参数之间的关系。以三峡水电站水轮机运行工况为模拟条件进行了混流式水轮机尾水管压力脉动试验研究。研究结果表明 ,适当选定混流式水轮机额定参数对减轻尾水管水压力脉动是十分有效的。图 4表 2参 7     

一种新型的水轮机主轴密封——无接触密封

鉴于目前水轮机的各种主轴密封存在诸多问题，本文介绍了一种适用于混流式水轮机和水泵水轮机的新型密封形式——无接触密封，介绍了其工作原理、结构特点和使用注意事项。实践证明，该密封可以较好地解决多泥沙电站对密封磨损的问题。     

关于混流式水轮机水力稳定性的几点建议

混流式水轮机在远离设计工况（最高效率点）运行时，会产生脱流和涡带，引发机组甚至相邻混凝土构件振动，并可能产生疲劳破坏。近年来，随着水轮机比转速和单机容量的提高，有些电站因水头变幅大，转轮性能不完全适应电站条件，运行工况欠佳，制造质量存在问题和补气不力，运行稳定性问题已引起广泛的关注。本文综合国内外情况，对混流式水轮机的水力稳定性问题进行了初步分析，并提出一些建议。     

基于流固耦合的混流式水轮机转轮应力特性分析

本研究采用顺序流固耦合方法,计算了某设计中的混流式水轮机转轮在不同水头下发额定出力时的静应力分布,以及设计最高水头额定出力工况下的动应力特性。静应力计算的结果表明：最大应力出现在叶片出水边与上冠连接处,并且随着水头增高,静应力最大值有减小趋势。动应力的计算结果表明：设计的转轮,动应力的幅值满足稳定运行的要求。