可逆式水泵水轮机的试验研究

通过对目前国内外水泵水轮机模型效率水平的对比分析，针对改善提高水泵水轮机效率及其他水力性能的途径和效果进行了试验研究，借鉴国外高水平水泵水轮机通流部件几何形状和设计方法进行了水力模型与转轮的设计，介绍转轮叶片高低压边的修型、导叶和固定导叶双列叶栅中的固定导叶安放角对水轮机和水泵性能影响的试验研究结果．     

丹江口水电厂4号水轮机改造

文章介绍了丹江口水电厂水轮机改造的原因及改造的过程,主要介绍了导水机构改造安装过程和固定导叶的修型工艺,详细分析了改造安装过程中遇到的问题和解决的方法,并总结了改造后取得的效果和经验。     

卡门涡频率计算在水电站水轮机结构设计中的应用

水轮机固定导叶主要承受蜗壳中的水压力，上总载荷重和流过固定导叶之间水流座的力，如果这种水压力足够大，并且其脉动频率与固定导叶 有频率相近时，将发生共振引起固定导叶的大幅值振动，为避免这种振动，中提出了设计过程中采用的方法，为电站水轮机组的设计提供了参考。     

鲁地拉电站座环固定导叶疲劳断裂分析

座环固定导叶在水轮机中起到引导水流的作用,同时也是重要的受力部件,因此固定导叶的翼型设计除了满足水力性能的要求,还要满足强度的要求。鲁地拉电站各台水轮机经过运行一段时间后,座环固定导叶都出现了疲劳断裂的问题,严重影响了机组的安全稳定运行。从强度和水力两方面深入分析,得出了座环固定导叶疲劳断裂的原因,为鲁地拉水电站座环固定导叶的缺陷处理提供了依据。     

组合导叶

介绍一种新概念的混流式水轮机导叶──组合导叶。组合导叶前、后缘各设有一组机械装置，由此控制水流进、出的角度，从而提高水轮机效率。不足之处是操作复杂。     

向家坝水电站水轮机活动导叶端部间隙的控制

向家坝右岸电站混流式机组底环和顶盖均以永久垫块的方式固定在座环法兰面上。分析了右岸电站水轮机活动导叶端部间隙的安装控制方法,介绍了水轮机活动导叶预装及正式安装时垫块的制作尺寸及控制要求,经水轮机导叶安装后检测,实际端部间隙满足设计要求。     

基于DPM模型的某型号水轮机固定导叶泥沙磨损模拟与实验研究

含沙水对水轮机固定导叶的磨蚀不仅与流速大小、泥沙浓度有关,而且还和含沙水在过流表面速度方向有关。为了研究含沙水对某型号水轮机固定导叶冲蚀作用,验证DPM模型(Discrete Phase Model)对水轮机固定导叶磨损模拟的有效性并确定固定导叶表面重点磨损部位,应用磨损模型和DPM模型对某型号水轮机固定导叶进行数值模拟,并将导叶表面的磨损率的数值模拟结果与实验数据相对比,预估和验证了该水轮机固定导叶的在额定工况下的磨损情况,为该水轮机的固定导叶后期的抗磨损设计提供了参考依据。     

小浪底水电厂筒形阀的同步控制原理和方法

为了减少停机时含沙水流对水轮机导叶和转轮的冲击磨损，小浪底水电厂在机组固定导叶与活动导叶之间设置了筒形阀，筒形阀由装置设在固定导叶上的导轨进行导向，由于间隙很小，而且筒形阀的体积和重量均很大，一旦在起升和下落过程中不能保持同步，将会造成发卡而影响机组的正常运行，小浪底水电厂采用电气和液压回路控制筒形阀的起落，其效果良好，对筒形阀的结构、同步控制原理及操作方法作了介绍。     

瀑布沟水电站筒形阀启闭控制流程

介绍应用于瀑布沟水电站水轮机活动导叶与固定导叶之间布置的能快速关闭水流的筒形阀,其中6号机筒形阀为机械同步工作方式,5号机筒形阀为电液同步工作方式。分别对2种筒形阀的动作原理、安装调式及控制方式进行介绍,说明2种筒形阀各自所具备的特点。     

高含沙对水轮机组的危害及对策

混流式水轮机在高含沙水流中运行时，常遭受泥沙磨损和磨蚀的破坏。本文主要介绍作者在魏家堡水电站对混流式水轮机的易磨蚀部件进行修复、修型、改型等抗磨蚀措施方面的实践情况。通过综合治理，提高抗磨蚀性能。     

水轮机流道非恒定流对过机鱼体影响研究

基于鱼类借助水轮机流道下行过坝时成活率较低的背景,在利用视频分析技术捕捉草鱼幼鱼通过模型轴流式水轮机下行典型路径的基础上,结合CFD数值模拟技术对水轮机流道非恒定流对过机鱼体的影响进行深入研究。结果表明,水轮机过渡过程中导叶关闭时间与过机鱼体的损伤概率有一定的相关性。随着水轮机导叶关闭时间的延长,鱼体通过水轮机下行的受压力损伤概率降低,但受压力梯度损伤的概率增加。综合比较压力及压力梯度对过机鱼体的损伤影响,表明:导叶关闭时间延长会增加对过机鱼体造成损伤的概率。因此,对于水轮机流道有过鱼需求的水电站,在不影响稳定运行的条件下,为保护鱼体安全过机,应适当降低导叶关闭时间。研究结论可对减小过机鱼体损伤概率的水轮机优化运行提供一定参考。     

基于欧拉固液两相流模型的混流式水轮机导水机构磨蚀损伤研究

为保障水轮机发电机组的安全运行,对水轮机活动导叶磨蚀损伤机理进行研究。基于欧拉固液两相流模型对水轮机活动导叶内部的固液两相紊流进行数值模拟,对磨损情况进行了分析,提出了导水机构的磨损预估及相应的修复建议。所得结论可供相关研究人员参考。     

安居水电厂灯泡贯流式水轮发电机组的试运行

本文对安居水电厂2台灯泡贯流式水轮发电机组自投入试运行以来,出现的受油器壳体开裂、导叶接力器缸体和活塞拉伤、转轮桨叶传动拐臂连接销脱落、导叶外轴承座漏水、主轴工作密封漏水侵入水导轴承、锁锭装置固定螺钉剪断等故障的经过、原因分析及其处理办法进行了叙述。     

不同导叶数对超低比转速水轮机水力性能的影响

为研究固定导叶数对小流量、低比转速的冷却塔专用超低比转速水轮机水力性能的影响,利用CFD技术对不同固定导叶数的超低比转速水轮机进行模拟分析,研究了4种不同导叶数对超低比转速混流式水轮机水力性能的影响。结果表明:水轮机匹配18个固定导叶时,超低比转速水轮机内部流动更加均匀,导叶间压力在圆周方向对称性更好;转轮流线分布更加顺畅,流态更好,尾水管涡量更小;水轮机运行稳定性增强,机组出力和水轮机效率提高。     

影响轴流转桨式水轮机过鱼能力的关键运行参数

为减小鱼类在水轮机流道内遭受损伤的概率,提高水轮机过鱼能力,在明确鱼类通过水轮机流道遭受损伤的机理的基础上,结合流道三维水动力分布特性和过机鱼类水动力损伤阈值,构建水轮机流道水动力过鱼能力评价方法.以长江四大家鱼幼鱼通过葛洲坝水电站ZZ500型水轮机流道下行为研究实例,探讨影响轴流转桨式水轮机过鱼能力的关键运行参数.结...     

运西水电站竖井贯流式水轮机性能优化

采用雷诺时均方程(RANS),选择S-A湍流模型,运用SIMPLEC算法,利用CFD数值模拟技术,数值模拟了不同方案的运西水电站水轮机流道内流场,分析了转轮直径、叶片翼型、叶片个数、叶片安放角、转轮轮毂、转轮转速、导叶翼型、导叶轴线与机组中心线夹角、导叶个数、叶片及导叶安装位置、导叶开度对水轮机性能的影响,叶片数为3时水轮机装置性能较优,机组最高效率点分别在转速为187.5r/min、导叶个数为15时出现。对原有流道可改变部件做适当优化后,将优化后的转轮应用于电站进行数值计算,根据全流道的数值模拟结果,预测电站改造后机组的水力性能。根据数值计算的结果制作模型水轮机和真机进行模型试验和真机测试。结果表明,数值模拟结果与模型实验以及现场运行结果曲线的变化趋势一致,数值模拟结果基本能够准确反映电站的外特性和内部流场特征。     

水轮机活动导叶的耐磨设计及实验研究

通过对含沙水流条件下水轮机导叶的水力损失及磨蚀机理进行分析研究，重新设计制作了活动导叶的翼型，并与现行标准导叶在专门设计的模型实验台上进行了对比实验，得出了一些有价值的结果。为进一步进行导叶翼型的研究提供了有益的参考。     

高水头混流式水轮机内部固液两相流数值分析

针对泥沙直径对混流式水轮机蜗壳和导水机构内部流场产生影响的问题进行了初步研究,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了全流道数值模拟,通过单一变量法来研究不同来流泥沙的直径对蜗壳和导水机构内部压力及泥沙分布产生的影响。研究结果表明:与清水相比,含沙水流会不同程度地使蜗壳和导水机构内部的水压力载荷增加,在相同工况下,蜗壳底部、蜗壳鼻端、固定导叶和活动导叶头部的泥沙浓度较大;小直径下泥沙分布均匀,随着泥沙直径的增加,泥沙浓度的梯度变大,泥沙分布更加集中,从而会使磨损加剧。该研究成果可为在含沙水流中运行的水轮机设计提供参考。     

Design and development of guide vane cascade for a low speed number Francis turbine

Guide vane cascade of a low speed number Francis turbine is developed for the experimental investigations.The test setup is able to produce similar velocity distributions at the runner inlet as that of a reference prototype turbine.Standard analytical methods are used to design the reference turbine.Periodic walls of flow channel between guide vanes are identified as the starting profile for the boundary of the cascade.Two alternative designs with three guide vanes and two guide vanes,without runner,are studied.A new approach,for the hydraulic design and optimization of the cascade test setup layout,is proposed and investigated in details.CFD based optimization methods are used to define the final layout of the test setup.The optimum design is developed as a test setup and experimental validation is done with PIV methods.The optimized design of cascade with one guide vane between two flow channels is found to produce similar flow conditions to that in the runner inlet of a low speed number Francis turbine.     

超低水头竖井贯流式水轮机模型试验

为研究超低水头下竖井贯流式水轮机的能量特性和空化特性,对一种额定水头为2.10 m的超低水头竖井贯流式水轮机进行模型试验。基于河海大学水力机械多功能试验台,采用压差传感器、电磁流量计、扭矩仪等仪器对不同导叶开度、不同叶片安放角下GD-WS-35型水轮机的水头、流量和扭矩等参数进行测试,并绘制了水轮机模型综合特性曲线。试验结果表明:当叶片安放角为23°,导叶开度为65°时,在额定水头2.10 m条件下,模型水轮机的流量为0.398 m3/s,效率为83.34%,出力为6.838kW,对应原型水轮机的流量为9.96m3/s,效率为85.14%,出力为174.7 kW,水轮机具有良好的能量特性;当叶片安放角为23°,导叶开度为65°时,水轮机具有良好的空化性能。