高水头混流式水轮机导叶密封结构改进与发展

导叶密封问题是制约高水头混流式水轮机大修周期的关键性问题，它在国内一些高水头电站反映相当突出。导叶密封的本质是为了减小导叶漏水量。本文提出了根据水轮机导叶端、立面设计间隙来计算导叶漏水量一般公式，并据此分析影响导叶漏水量的主要因素，从而提出导叶蜜封结构改进的意见。     

水轮机导叶漏水影响因素分析及改进建议

水轮机的导水叶在半闭状态下漏水理往往较大，造成水能资源的损失，这个问题多年来未得发善解决白山水电厂和大连理工大学利用现代理论和计算手段，对水轮机导叶漏水问题进行了较深入的研究，提出了在导叶止水部位分别采取纵向造斜和横向造斜的方法，可以使导叶漏水量大大减少。以白山水电厂为例，计算出各种水头下采用不同的造斜量对漏水量的影响；同时也对导叶采用２支座和３支座进行了对比，当采用３支座时要比采用２支座时的漏水     

混流式水轮机导叶漏水分析及处理

水轮机导叶漏水不仅造成水资源的浪费,同时对机组的安全稳定运行均造成影响。宝珠寺在机组解体大修过程中,检修人员对活动导叶进行了补焊、打磨处理以及线型修复,将变形底环返厂加工,并在底环抗磨板部位新增密封条,对导叶套筒密封以及压垫环进行了处理和更换。机组检修后,用容积法对该机组导叶漏水量进行了测量,导叶漏水量由0.75 m3/s降低到0.408 m3/s,按照机组年均停机时间计算,全年可增发电量140万千瓦时,基本达到了项目预期。     

白鹤滩水电站百万千瓦机组导叶漏水分析及处理

水轮机的导叶漏水现象普遍存在，导叶漏水不仅浪费了水能，还对机组安全稳定运行造成了威胁。通过收集白鹤滩水电站百万千瓦超大型机组压力钢管首次充水试验漏水速率、漏水量相关数据，结合相关资料，对导叶漏水现象及原因进行了分析。认为产生漏水的原因主要为：导叶立面间隙增大、端面间隙增大、导叶轴颈密封损伤。针对上述原因提出了具有可行性的漏水处理办法。相关成果可供水电站的运行维护管理人员参考借鉴。     

导叶接力器压紧行程的简便计算方法

为了减小机组停机后导叶关闭时导叶立面漏水量，在水轮机设计过程中需要确定导叶接力器压紧行程。提出一种运用材料力学中圆柱体转角叠加公式计算导叶拐臂中心孔位移，从而确定导叶接力器压紧行程的简便计算方法，可为大中型水轮机设计提供参考。图3幅。     

潘家口抽水蓄能电站2号机组导叶漏水量测试研究

本文介绍了在工作闸门密封条部分脱落的情况下,如何对潘家口抽水蓄能电站2号机组导叶漏水量进行测试,分别得出了工作闸门漏水量和导叶漏水量,与GB/T 15468-2006《水轮机基本技术条件》中的技术条款对比显示,2号机组的导叶漏水量满足要求,为机组的安全稳定运行提供了技术支撑.     

水轮机导叶漏水量计算

在水轮发电机组检修前都要测量导叶在关闭状态下的漏水量,以便评定其检修工作量;检修后也要测量一下漏水量以检查检修质量;同时也便于确定机组在停机工况下的耗水量和检查快速闸门的启闭状态。 本厂导叶漏水量以往采用容积法测量,但结果误差较大,无法比较验证。采用计算导叶漏水量和工作闸门充水阀充水能力计算漏水量,两者差异较大,为了缩小两者差值采用统一计算方法,本文作者经过研究与实测对照提出如下简易计算方法。     

龙羊峡2#机导叶漏水量分析及密封结构改造

龙羊峡２＃水轮机导叶关闭时，由于导叶的漏水作用于水轮机转轮上产生了机组不能停机的问题，直接影响到机组的安全运行，尤其是更弹性金属塑料推力轴瓦后更加明显，这对机组的经济运行十分不利。文章着重分析导水叶漏水量大的原因，提出了解决的方法。     

老旧水轮机活动导叶端面密封改造

为了解决乌江渡发电厂2号机活动导叶漏水量超标、停机时机组堕转、刹车转速较高、停机后机组蠕动的问题,在2号机大修过程中,对水轮机底环和顶盖部位的密封结构进行改造,加装了金属密封。通过改造,2号机活动导叶漏水量达到了规范要求,机组没再发生停机堕转和停机后蠕动的现象,改造取得了成功。此次改造实例,为后续机组活动导叶端面密封的改造积累了经验,对于同类型水轮机活动导叶端面密封改造具有很好的借鉴意义。     

潘家口抽水蓄能电站机组导叶漏水量测试研究

本文介绍了潘家口抽水蓄能电站3号和4号机组导叶漏水量测试的方法和分析结果,与GB/T 15468-2006《水轮机基本技术条件》中的技术条款对比显示,2台机组的导叶漏水量均满足要求,为机组的安全稳定运行提供了技术支撑。     

长管道小型水电站的调压阀选型计算

当水轮发电机组甩负荷时,调速器控制水轮机活动关闭导叶,压力管道内产生压力,机组转速上升。对于压力引水管道较长的电站,改变导叶关闭时间,就不一定能同时使压力和转速上升都控制在允许的范围之内。使用调压阀的作用在于:在机组甩负荷、导叶快速关闭的同时相应地打开泄流通道,从而降低水锤压力上升,待导叶全关后,再缓慢关闭,使引水管道的流量变化缓慢,防止引水管道水压升高及机组转速过高。导叶关闭时间T_w≤12s的中小型电站采用调压阀代替调压井后,不但能够节省投资、缩短工期,而且调压阀的布置还不易受地质、地形等条件限制。     

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。     

基于ANSYS水电机组过流场特性分析

水流在水轮机内部的流动是一种扭曲、复杂的空间运动,且由于实际运行中的各种因素影响,往往会产生空化空蚀、压力脉动等现象,严重影响机组的安全稳定运行。应用ANSYS软件建立机组全流道三维几何模型,并进行网格划分。采用Fluent 17.0软件,对某电站机组进行数值模拟计算,分析蜗壳、导叶、转轮及尾水管等过流部件内部压力场、速度场的分布规律,与理论分析情况相符。作为水轮机优化设计辅助手段,该方法可预估水轮机内部的流动规律。     

Simulation of the load rejection transient process of a francis turbine by using a 1-D-3-D coupling approach

This paper presents the simulation and the analysis of the transient process of a Francis turbine during the load rejection by employing a one-dimensional and three-dimensional （1-D-3-D） coupling approach. The coupling is realized by partly overlapping the I-D and 3-D parts, the water hammer wave is modeled by defining the pressure dependent density, and the guide vane closure is treated by a dynamic mesh method. To verify the results of the coupling approach, the transient parameters for both typical models and a real power station are compared with the data obtained by the 1-D approach, and good agreements are found. To investigate the differences between the transient and steady states at the corresponding operating parameters, the flow characteristics inside a turbine of the real power station are simulated by both transient and steady methods, and the results are analyzed in details. Our analysis suggests that there are just a little differences in the turbine outer characteristics, thus the traditional 1-D method is in general acceptable. However, the flow patterns in the spiral casing, the draft tube, and the runner passages are quite different： the transient situation has obvious water hammer waves, the water inertia, and some other effects. These may be crucial for the draft tube pul- sation and need further studies.     

三峡水利枢纽地下电站机组流量测量与效率分析

根据美国Accusonic公司18声路大口径超声波流量计的技术特点,并结合三峡水利枢纽地下电站30号机组和31号机组的测流需求,建立了一套实时有效的流量测量系统。该系统能实现在线效率计算与分析,并给出了系统的整体设计方案及技术实现;可在系统中对机组流量计装置进行远程控制,也可以通过独立设计的切换箱控制现地单元来读取其他机组流量计装置的换能器所测量到的信号;同时还能结合人机界面进行在线计算水轮机效率、绘制效率曲线及管道流态分布图等。运用该系统,对三峡水利枢纽电站机组进行了现场效率实验,结果表明该系统的测流精度和所提供的数据完全能够满足试验的要求。     

混流式水轮机叶片疲劳裂纹分析及其改进方案

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。本文以混流式水轮机为研究对象,通过全流道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。随后提出在叶片出水边和上冠连接处加装应力释放三角块的方案,以降低叶片最大有效应力值、改善叶片应力分布。计算结果表明该方案可以明显降低叶片最大有效应力、改善叶片应力分布。计算结果也可为其它水轮机转轮的疲劳裂纹及其应力特性分析提供参考。     

隔河岩水利枢纽水力学原型观测

１９９２～１９９３年对隔河岩工程的原型观测部位包括一、二级消力池、表孔、深孔以及电站引水隧洞和厂房。观测内容有脉动特性、流态、雾化程度和范围、掺气以及空化情况等。观测结果表明，一级消力池是安全的，二级消力池起到了消能作用；４号深孔洞身时均压力分布均匀，无负压，设计侧墙高度满足运行要求；电站１～４号机进口快速闸门漏水量达到或超过设计允许值，１号机导叶漏水量满足设计值。     

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...     

小型水电站水轮机导叶关闭规律的优化——以猴场水电站为例

以猴场水电站为例,探讨了小型水电站水轮机导叶关闭规律的优化。在水轮机组的GD2值因制造难度等原因不能加大时,采用导叶关闭的方法,通过优化导叶关闭规律,以满足水电站水力过渡过程计算的要求,从而可以有效地解决机组甩负荷后转速上升和蜗壳进口压力上升的问题。     

小型水电站水轮机导叶关闭规律的优化——以猴场水电站为例

以猴场水电站为例,探讨了小型水电站水轮机导叶关闭规律的优化。在水轮机组的GD2值因制造难度等原因不能加大时,采用导叶关闭的方法,通过优化导叶关闭规律,以满足水电站水力过渡过程计算的要求,从而可以有效地解决机组甩负荷后转速上升和蜗壳进口压力上升的问题。