高水头混流式水轮机分半式焊接转轮设计及焊接控制

高水头混流式水轮机或水泵水轮机转轮在运行时承受着高频交变载荷,转轮焊缝极易产生裂纹。如何提高转轮的抗疲劳裂纹能力是必须要解决的问题,如采用分半式焊接转轮结构,采用将转轮焊缝从高应力区转移至叶片中部低应力区的技术,降低由于交变载荷引起焊缝的疲劳裂纹出现概率。分半式焊接转轮技术可应用于高水头混流式水轮机组及水泵水轮机,为水轮发电机组的安全稳定运行提供保障。     

水轮机转轮叶片裂纹成因及对策

根据混流式水轮机结构特点,进行水力、应力分析,说明混流式水轮机转轮叶片裂纹主要是疲劳裂纹,其产生与设计、制造、运行和材料等因素有关;并提出减少裂纹产生的对策应从减少叶片承受的应力和改善材料的性能综合考虑.图1幅,表1个.     

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力，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。     

大型混流式水轮机转轮应力研究综述

混流式水轮机转轮的裂纹问题,降低了转轮的使用寿命,给机组运行带来了安全隐患,也是制约大型机组宽域运行的主要因素之一。混流式水轮机在低负荷工况的水力稳定性,决定了其运行的安全稳定范围。而叶片裂纹的产生及发展,与叶片在不同工况下的应力特性密切相关。本文总结了混流式水轮机裂纹出现的不同原因,分析了裂纹处理及预防的不同案例,详细对比了三种转轮应力研究方法的不同,最终对大型混流式水轮机转轮应力的研究前景做了总结和展望。     

大型混流式水轮机稳定性研究及对策

混流式机组由于结构简单,适用水头范围广,制造技术较为成熟的特点在大型水电站的开发中占据主导地位,但由于混流式水轮机是固定叶片式的水力机械,机组运行稳定性和转轮叶片的裂纹是威胁水轮机安全运行的两大问题,本文通过对影响混流式水轮机稳定性的因素进行分析研究,并提出了一些提高机组运行稳定性的对策。     

混流式水轮机叶片强度计算及其应力特性改善

近年来，国内外一系列大型混流式水轮发电机组频繁发生转轮叶片的疲劳裂纹问题，对电站机组的安全稳定运行构成了严重威胁。本文以一混流式水轮机为研究对象，通过混流式水轮机全流道CFD计算及基于顺序流固耦合的转轮结构应力场计算，分析该转轮产生疲劳裂纹的原因；其次通过在叶片出水边和上冠连接处加应力释放三角块来降低叶片最大有效应力值和改善叶片应力分布。结果表明应力释放三角块可以明显降低叶片最大有效应力和改善叶片应力分布。本文计算结果可为其它水轮机转轮的转轮疲劳裂纹分析及应力特性改善提供参考。     

高水头混流式水轮机长短叶片转轮裂纹分析

石板水电站装有3台35MW采用长短叶片转轮的高水头混流式水轮机，机1997年投入运行以来，水轮机在空蚀、磨蚀、效率、运行稳定性方面表现出很好的性能，但转轮叶片出现了裂纹。为此，从设计、制造质量和运行方面．分析了引起该水轮机转轮叶片裂纹产生的主要原因，提出了防止裂纹的建议，对水轮机的制造和运行有较好的参考价值。     

百色水利枢纽水轮机转轮浅析

通过对混流式水轮机转轮叶片裂纹的分析以及百色水利枢纽水轮机转轮的设计、制造实际进程的全面了解, 探讨并采取了进一步的优化措施。     

在改造工程中加速混流式水轮机转轮设计的方法（下）

水电站的改造对混流式水轮机转轮设计工具有很高的要求。灵活性，几何形状的适应性，水力精度和高速度是这些设计工具的主要技术。介绍了一种混流式水轮机转轮水力设计的新工具，其中，一种繁殖传算法（breeber genetic algorithm)与混流式水轮机转轮几何形状的参数化定义以及三维欧拉法则模拟相联系，因此，水力设计可自动优化，以使特定的目标函数最小。     

大型混流式水轮机转轮裂纹分析与研究

大型混流式水轮机转轮裂纹已成为水电行业一个频发的问题,严重威胁机组运行安全。以瀑布沟水电站2,4,6号机组为例,从水力设计、转轮刚度、材料选择、制造工艺、焊材选择、应力等方面开展分析,确定了应力集中为裂纹产生的主要原因。总结了转轮裂纹处理和防范措施,包括加强日常检查、加装应力释放三角铁、开展机组AGC方式下的稳定性测试等。其经验对同类电站设备缺陷的分析研究及修复控制提供了方向与思路,具有一定借鉴意义。     

分流对弯道水流紊动强度影响的试验研究

采用先进的三维超声波多普勒流速仪（ADV）对不同分流比情况下弯道水流紊动特性进行了系统的试验研究。根据试验数据,探讨了不同分流比工况下弯道水流的紊动机理,分析了其紊动特性,同时对紊动强度分布特点进行了比较。     

In the Central Committee of the Communist Party of the Soviet Union and the Council of Ministers of the USSR

Power Technology and Engineering -     

前置掺气坎坡度对阶梯溢洪道掺气水流影响的数值模拟

为研究复杂边界条件下气液两相界面的流动及混掺现象对工程建设的影响,结合某大型水电站的溢洪道,利用RNG k-ε模型对其进行三维流场模拟,采用有限体积法离散控制方程,并用GMRES算法进行压力求解,对前置掺气坎式阶梯溢洪道和传统阶梯溢洪道泄流壁面上的高速掺气水流进行数值模拟。结果表明:随着掺气坎坡度的增加,其掺气空腔及掺气浓度均有所增大,随着水流下泄掺气浓度沿程降低,达到一定距离后趋于稳定,掺气浓度值达到了减免空蚀破坏的要求;与传统阶梯溢洪道的模拟结果进行对比可知,增设前置掺气坎后,既可以增加前几级阶梯的掺气浓度使水流提前达到水气平衡,也没有降低阶梯式溢洪道的消能率,为解决传统阶梯溢洪道中出现的工程难题提供了一种新思路。