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为探究水泵水轮机转轮和导水机构的动应力特性,通过建立水泵水轮机导水机构（固定导叶与活动导叶）及转轮的固体域模型,并基于流固耦合的方法对转轮、导水机构在水泵水轮机发电、抽水等多工况展开计算分析,以获得转轮及导水机构的应力特性。计算结果表明：转轮叶片与上冠“T”型连接处的应力集中与转轮进口处旋涡发展状态有关;转轮与活动导叶间的动静干涉是无叶区压力脉动的主要来源,且主频为叶片通过频率;较小开度或低水头工况下机组运行靠近不稳定区,活动导叶与转轮的动应力均较大,但活动导叶对水流的约束引导作用使其动应力值相比于转轮更高,且流量的增大有利于降低转轮所受动应力。因此可考虑通过改变导叶尾端与转轮进口间距,调整无叶区宽度或调整机组运行区域,避免长时间运行在低负荷、小开度工况下可进一步改善转轮所受动应力情况。 相似文献
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赵慧荣 《中国农村水利水电》2008,(10):139-141
与其它形式的水轮机不同,由于冲击式水轮机工作过程中转轮始终受到变化幅值大、交变频率高的复杂动荷载作用,水轮机转轮裂纹问题一直都在困扰高水头水电站机组的安全运行。针对转轮结构的应力集中和材料疲劳问题,通过介绍上标水电厂冲击式机组转轮裂纹的处理过程,对水斗转轮裂纹成因进行了技术分析和探讨,并据此,从参数设计、加工制造、材料采用和机组运行等多方面提出解决问题的相应对策,在解决冲击式水轮机转轮裂纹问题上取得了较好的成效。 相似文献
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《中国农村水利水电》2016,(1)
轴流转桨式水轮机转轮的组装是水电站机电设备安装过程中的节点性关键工序,尤其是尺寸和重量都较大,零件复杂而精细的巨型转轮,其组装精度和质量对于机组投产后的安全可靠运行至关重要。根据桐子林水电站轴流转桨式水轮机转轮的结构特点及组装流程、工程项目施工方案、现场组装情况,分析总结了巨型轴流转桨式水轮机转轮体的组装、翻身装配、桨叶安装以及转轮试验等关键工序和技术要点。实践证明,水轮机转轮的组装质量满足相关技术标准的要求,机组安装工作顺利开展。 相似文献
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为了研究可逆式水泵水轮机泵工况的驼峰特性,通过非定常分离涡模拟（DES）的方法,计算不同流量工况下机组的内部流场特征.根据机组对应工况下的模型试验,对机组流道中的流态特征进行对比分析,特别对扩散流道损失以及转轮与导叶之间的动/静干涉现象进行研究,探讨驼峰特性产生的具体原因.结果表明：机组在小流量工况下运行时,转轮出口流动呈现明显非对称性;紊乱的流动特征引发转轮内部与扩散段中产生涡结构与二次流结构;由于不良流态的出现,过流部件水力损失显著上升,并引发扬程的下降,导致机组形成扬程-流量曲线的驼峰区域.因此,改善小流量工况下转轮内部流态对于改善水泵水轮机驼峰特性具有重要的作用.该研究内容阐明了驼峰特性对水泵水轮机造成不良影响的机理,对改进机组水泵工况的水力性能提供了参考与帮助,对于水泵水轮机的稳定运行具有重要意义. 相似文献
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《中国农村水利水电》2019,(12)
某电站灯泡贯流式水轮机组振动问题较为严重,尤其是转轮室裂纹问题,需明确引起机组水力振动的主要原因,为电站优化运行提供理论依据。运用模型试验、真机试验、CFD数值模拟三种试验方法,研究该机组的水压力脉动特性和造成机组水力振动的最主要因素。研究结果表明压力脉动的第一主频为4X(叶片数×转频),且振动幅值随着桨叶开度的增加而增大。最终得出结论:动静干涉是引起机组压力脉动的最主要原因,狭缝射流引起的疲劳破坏是转轮室裂纹的主要诱因。 相似文献
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水泵水轮机转轮三维反问题设计与特性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
采用全三维反问题设计方法,按照水泵工况确定设计参数,从水轮机方向进行流场计算,完成某一中高水头水泵水轮机转轮的水力设计。针对设计开发的转轮,通过模型实验测试其在不同运行工况下的性能。结果表明,设计的水泵水轮机转轮在水泵工况下的最高机组效率达到91.34%,且机组运行平稳;水轮机工况的最高机组效率为88.5%。基于全流道粘性数值计算的转轮内部流动分析表明,水泵工况下,水流光顺地通过流道,转轮内部流动损失较小;水轮机工况下,转轮进口附近存在较严重冲击损失且叶片背面低压区面积较大,影响转轮的作功能力。 相似文献
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近年来运行冲击式水轮机中因焊接转轮的水斗强度问题,相继在水斗根部出现断裂裂纹,严重者发生水斗断裂现象.由于这些事故是在机组高速旋转状态下瞬间发生,因而严重影响机组安全运行,一旦断裂的水斗飞出,造成机毁厂坏的严重事故.笔者经过多年实践对铸焊型式转轮采用有效加固加箍措施,使其应力得以减少且分布有利,避免事故发生,解决断斗问题. 相似文献
11.
在以抽水蓄能为蓄能装置的多能互补发电系统中,抽水蓄能机组采用可逆式水泵水轮机机组.研究了机组在水轮机工况下和水泵工况下的启动过程特性对多能互补发电系统运行性能的影响,根据抽水蓄能过渡过程特性及可逆式水泵水轮机机组性能,建立了多能互补发电系统中抽水蓄能启动过程的数学模型.在水轮机工况下,其启动过程分为3个状态(0状态、空载状态、启动结束状态)、2个时段(从0状态到空载状态、从空载状态到启动结束状态);在水泵工况下,以关死功率为界限,分析了机组特性.由分析可知:抽水蓄能机组在水轮机工况下的空载开度及其所对应的流量可根据其飞逸特性曲线或水头特性曲线求取.在水泵工况下,当净负荷小于关死功率时机组不运行;当机组启动结束时,无论在何种工况下,如果净负荷值大于或等于额定功率,则机组均运行在额定工况下;如果净负荷值小于额定功率,则机组输出功率为净负荷值. 相似文献
12.
新型双向潮汐发电水轮机组性能优化设计 总被引：3，自引：0，他引：3
根据江厦潮汐试验电站多年运行数据,分析了潮位与运行参数的关系及其变化规律.通过数值模拟分析了双向灯泡贯流式水轮机多工况运行的水力特性,并对原始设计水轮机的灯泡比、导叶安放角、导叶及转轮叶片翼型等进行了优化设计,综合多个设计方案确定了优化后的水轮机整体流道尺寸.对优化设计的机组还进行了模型机组模型验收试验.研究成果直接应用于江厦潮汐试验电站6号机组中,真机的实际运行表明新型水轮机组可实现正反向发电、抽水和泄水等6种工况下的安全稳定运行,正、反向发电效率较潮汐电站中运行的其他机组均提高了6%以上,综合性能得到了提高. 相似文献
13.
为了深入研究水泵水轮机不良过渡过程对机组产生的不利影响及其相应的改善措施,综述了水泵水轮机特性曲线的特有性质和重要的典型过渡过程的研究进展.详细说明了水泵水轮机过渡过程中的迟滞现象,发现水泵水轮机的运行工况点不仅与系统的当前输入有关,而且与系统过去的历史有关,因此在特定区域内水泵水轮机在同一转速时对应的流量并不相同,从而导致水泵水轮机机组的水头下降、效率降低、机组振动和产生噪声.综述了迟滞现象产生的条件,转速的影响以及改变转轮叶片进口角和叶片后掠角等改善措施;转轴应力测量的试验研究进展以及转轮叶片和导叶间的动静干涉对动态应力测量信号分析的影响,给出了相关现象的主要特征和影响因素;针对水轮机启动时的空载不稳定现象和导叶关闭时的不稳定现象可采取的改善措施,并比较了各种方法的优越性和弊端. 相似文献
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1基本概况山美水库电站原装机容量为两台2×15MW的水轮发电机组,水轮机型号为HL211-LJ-225,发电机型号为TS550/79-28;发电机为悬吊式机组,第一台机组1972年10月投产发电,第二台机组1973年投产。水轮机转轮为原苏联水轮机型谱中的PO211转轮,水轮机性能指标差,效率较低,空蚀较严重,平均每四年大修一次,转轮修补次数多,转轮叶型已走样;水轮机导叶空蚀严重,机组停机后漏水严重;水轮机主阀为老式饼形结构,损失系数大,且其空气围带密封漏水严重,检修困难;两台调速器均为20世纪70年代生产的产品,已不能满足自动操作的要求;发电机绝缘老化,难以… 相似文献
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为研究水轮机内部泥沙磨损的固液两相流动特性,应用基于计算多相流动力学理论中欧拉-欧拉方法的代数滑移混合多相流模型,采用多面体网格技术、标准k-ε湍流模型和压力速度耦合的SIMPLEC算法,转动区域应用多重参考系模型,对混流式水轮机全流道进行了三维定常泥沙磨损两相湍流场的数值模拟.利用商业CFD求解器ANSYS Fluent,获得了小开度工况下水轮机泥沙磨损发生的部位与程度,分析水轮机流道内泥沙磨损的特征规律,其中叶片上泥沙颗粒分布模拟结果与真机转轮实际磨损情况相符,表明该方法可以准确预测水轮机各过流部件的泥沙磨损情况,对揭示泥沙颗粒与水相互作用的固液两相湍流场诱发水轮机振动的影响机理及解决工程实际问题具有重要的意义,而且具有较高的工程应用价值. 相似文献
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水轮机增容常用的两种方法是更换新转轮和转轮叶片修形。通过更换新转轮增容方式是最彻底的,但工期长、人力投入和资金投入都很大。转轮叶片修形增容方法则投资少、见效快,适合于设计制造较早、参数标准较低、有增容潜力的水轮机。本文采用贴体坐标下的有限体积法和k-ε模型,对水轮机转轮内部的三维粘性流动进行数值模拟,科学合理地确定转轮叶片的切割量,实现水轮机增容,并将该方法应用于丰满七号水轮机。在水轮机转轮叶片割边增容改造中应用计算机数值模拟计算新技术,不仅提高了水轮机出力,实现增容目的,而且改善了机组运行性能,为老水轮机增容改造探索出一条新路。 相似文献
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《中国农村水利水电》2020,(8)
斜流式水泵水轮机的应用越来越广泛,过流部件内部的水流流动状态是影响水泵水轮机效率的重要因素之一。为设计性能优越的水泵水轮机,利用CAD-CFD的现代设计技术,依据水流流动的基本理论,采用水流轴对称流入转轮的设计方法,并结合逆向流动思维对蜗壳加以优化设计;根据流线形设计,对固定导叶进行改型设计。数值模拟结果表明:优化后的蜗壳过流断面面积有所增大,鼻端区域更符合流线型;改型后的固定导叶具有更好的对称性,且速度能够轴对称等速流出。优化改型后的过流部件能有效地减少内部干涉现象,减小了机组的振动。 相似文献
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水轮机增容常用的两种方法是更换新转轮和转轮叶片修形.通过更换新转轮增容方式是最彻底的,但工期长、人力投入和资金投入都很大.转轮叶片修形增容方法则投资少、见效快,适合于设计制造较早、参数标准较低、有增容潜力的水轮机.采用贴体坐标下的有限体积法和k～ε模型,对水轮机转轮内部的三维粘性流动进行数值模拟,科学合理地确定转轮叶片的切割量,实现水轮机增容,并将该方法应用于丰满7号水轮机.在水轮机转轮叶片割边增容改造中应用计算机数值模拟计算新技术,不仅提高了水轮机出力,实现增容目的,而且改善了机组运行性能. 相似文献
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水轮机转轮叶片裂纹影响着水轮机正常工作,近年来事故频发。因此在水电站检修中,对转轮叶片进行无损检测很有必要,是保证检修工作成功的关键工序。文章主要分析了三江美亚电站3号机组水轮机转轮叶片检修过程,得出如下结论:采用渗透探伤来检测叶片受损情况,能很好地检测出裂纹等危险性极大的缺陷,然后层层跟踪并清除裂纹,可彻底清除叶片根部(内部)裂纹。 相似文献