混流式水轮机转轮简化模型焊接应力场的数值模拟

在确定混流式水轮机转轮简化模型、解决分段焊焊接热源加载问题及解决各独立实体间接触边界节点不重合的热传导问题的基础上,对转轮模型焊接过程的应力场进行了数值模拟.得到了焊接过程中纵向应力的演变规律与焊后应力场的分布情况.结果表明,焊后应力峰值出现在叶片与上冠或叶片与下环接触面附近.该结果可以较好地解释水轮机转轮叶片疲劳裂纹的产生和扩展的失效行为.     

涡列引起的水轮机叶片振动

在水轮机的固定导叶、活动导叶和转轮叶片的尾流中可能出现涡列,它是水电站的典型激振因素之一。几年前对国内水电设备进行的调查表明,某种低水头混流式水轮机主要因涡列激发的振动而使转轮叶片产生裂纹或断裂,研究涡列对叶片的作用将有助于预测和防止它引起的振动。     

水头变幅大的混流式水轮机水力设计

水轮机稳定性问题一直是研究的难点，对水头高、水头变幅大的电站尤其受到关注，且目前已经投入运行的大型水电站都存在不同程度的振动问题，虽然产生的因素很多，但水力问题是重要因素之一。本文结合龙滩水电站水轮机参数优化及稳定性研究项目，通过CFD分析，对模型水轮机的蜗壳、固定导叶、活动导叶、转轮、尾水管进行了全面的优化设计，模型转轮共计算了22个工况点，经过优化的转轮延迟了小负荷区涡带的产生和叶片正背面脱流的产生。通过模型试验验证，龙滩水电站水轮机水力性能研究是成功的，研究成果达到了预期目标，CFD分析结果与模型试验结果基本吻合。     

水轮机叶片裂纹的产生及对策

水轮机叶片裂纹严重威胁机组安全运行和降低经济效益。叶片裂纹是疲劳裂纹，主要由交变应力引起。固定导叶卡门涡、活动导叶后面和转轮下面过大的压力脉动都能引起机组强烈振动和产生过大的交变应力。叶片打磨产生残余拉应力应该受到重视。应对裂纹危险部位进行压应力防护处理。采用高强高韧奥氏体不锈钢代替0Cr13Ni4Mo可提高材料的韧塑性和疲劳性能，改善焊接性能，从而大幅度提高疲劳寿命。应提高制造工艺水平，同时，尽量避免低水头、低负荷运行。     

基于流固耦合的贯流式水轮机应力分析

结合不同流固耦合的求解特点和应用条件,在ANSYS Workbench中分别运用单向流固耦合和双向流固耦合的方法对国内某电站的贯流式水轮机在最高水头、设计水头和最小水头三种工况下的静应力和动应力进行了计算分析和比较。结果表明:各种工况下,转轮的最大静应力和最大动应力均出现在叶片根部与轮毂连接处,最大位移均出现在叶片外缘,且叶片位移从根部到外缘逐渐变大;导叶的最大静应力和最大动应力位于根部,最大位移位于外缘。与转轮相比,导叶的应力和位移值都较小。转轮和导叶的最大静应力和最大动应力的最高值出现在最高水头工况。静应力最高值远小于材料的屈服极限,而动应力最高值则达到了材料屈服极限的79%,说明使转轮结构产生破坏的原因不是静应力,而可能是动应力的作用。     

黄河万家寨水轮发电机组稳定运行的综合措施

通过对万家寨水轮发电机组真机测试数据的分析研究 ,发现该水轮机转轮叶片发生裂纹的主要原因是受现行水轮机选型原则的限制 ,该站部分水轮机在高水头下稳定性差 ,而同时转轮叶片出水边与上冠相接部位应力有较高集中所致。提出了为保证混流式水轮机高水头段的稳定性 ,应保证转轮叶片负压侧进口脱流线穿过最大水头的观点 ,并据此划分了水轮机的 3个运行区域 ,指导机组运行于稳定区 ,使转轮裂纹大幅度减小。同时通过对转轮采用补焊应力释放三角块的补强措施、机组动平衡试验、机组补气量试验、水轮机转轮泄压孔封堵试验等研究 ,为万家寨水轮发电机组的稳定运行提出了一系列的综合措施 ,其中部分措施已起到了作用 ,提高了机组运行的稳定性     

水轮机模式液力透平流道式导叶的优化

由于水轮机模式液力透平级间导叶水头损失占比高达40%,需要对液力透平级间导叶进行研究。在可选的级间导叶中,流道式导叶正反导叶连为一体,流道相对独立,是一种水力性能较好的级间导叶。本文基于水力原动机理论,将水流环量概念贯穿液力透平流道设计全过程,设计了与水轮机模式液力透平转轮相匹配的流道式级间导叶,并采用正交试验的优化算法,对水头影响较大的因素,包括导叶包角φ、正导叶出口角 、反导叶宽度 、流道外壁最大直径 ,各取4个水平进行正交试验方案的设计。通过CFD数值计算,分析各个方案的性能,找出了各因素对导叶性能的影响规律,在此基础上获得了效率较高的导叶模型,并研究了水力性能、叶片表面压力分布及叶片内部流动规律。研究表明：各个参数对效率的影响力中, 最大, 最小;对水头的影响力中, 最大,φ最小。优化后的模型在设计工况点效率提高了5.83%,应用水头提高了7.15%,级间导叶损失降低了1.16%,导叶表面压力过渡更加均匀,叶片内部水流流态更加平稳,满足液力透平对于高余压液体的能量回收要求。本研究可以为水轮机模式液力透平流道式导叶的选型和优化提供参考。     

用于稳定计算的水轮机调速系统原动机模型

水轮机调速系统模型中,水轮机原动机（包括水轮机和过水系统）的强非线性对稳定计算结果有着重要影响。水轮机原动机的主要特点是强非线性以及水击,尤其在导叶开度大于50%的区间,在该区间范围内增大相同的导叶开度导致增加的功率小。通过水轮机原动机理论建模研究,并以现场试验修正理论模型,建立了适用于电力系统稳定计算的水轮机调速系统原动机模型,即“机组导叶开度与出力关系曲线加理想水轮机”的非线性模型;根据水轮机真机与模型机组的相似性,进一步提出了利用水轮机模型综合特性曲线和现场试验得出最大水头和最小水头下该曲线的方法,以满足电力系统稳定计算的不同需要。     

迪什林水电站转轮动应力测试及裂纹原因分析

开展水轮机转轮动应力现场测试是叶片裂纹原因分析的重要手段之一。由于轴流转桨式水轮机转轮结构复杂,开展转轮叶片动应力现场测试的难度也相对较大。本文针对Tishrin水电站轴流转桨式水轮机转轮叶片裂纹问题,对其2号机进行了全面的转轮动应力和机组稳定性试验研究,介绍了Tishrin水电站轴流转桨式水轮机转轮动应力现场试验的试验方法及有关试验结果,对转轮叶片产生裂纹的原因进行了分析探讨。本文是国内外首次成功开展大型轴流转桨式水轮机转轮叶片动应力测试,具有一定的科研和应用价值。     

布赫塔尔明斯克水电站斜流式水轮机零件应力

布赫塔尔明斯克水电站斜流式水轮机试验机组的基本参数、结构说明及其真机能量特性见Л.Г.Смоляров和А.А.Евдокимов的文章。本文绘出了该斜流式水轮机主要零件应力状态下的研究结果。测量方法在下列主要零件上测定应力:叶片和转轮体、水轮机顶盖。同时测定扭矩,轴向水推力、水轮机顶盖挠度并摄录了机组振动特性。除主要数据外,还记录了确定调速机构位置的辅助数据,例如:水轮机转速、转轮叶片转角、导叶接力器活塞行程和时间。测量在下列工况下进行:     

局部放电光学检测技术研究进展

综述了电力设备局部放电光学检测技术的研究现状,重点探讨了几种光学检测技术的工作原理和结构,包括紫外光检测法、荧光检测法、光学-超声波检测法和光纤电流传感器检测法,分析了各种检测技术的利弊.通过研究对比发现:光学电流传感器检测法具有灵敏度高,响应速度快,动态范围大,抗电磁干扰能力强,性能可靠等优点成为国内外公司重点研究的对象,显示出巨大的发展潜力,代表了局部放电检测技术的发展前景与方向.     

PLC控制系统抗干扰技术研究

针对PLC的广泛应用,分析了PLC应用系统中的干扰源、干扰的危害并给出了抗干扰措施,分别从硬件和软件抗干扰技术进行论述,指出采用PLC系统工作时抗干扰的重要性.     

铅酸电池脉冲内化成的研究

铅酸电池内化成较外化成有生产周期短、费工少、占地少、环境污染小等优点.电池采用一般的内化成工艺,极板化成不彻底,因此深循环寿命不如外化成的电池.通过改进极板配方和生产工艺,可以提高电池大电流充电接受能力;采用脉冲内化成极化,化成时间从90～120 h,减少到约60 h.电池寿命要以5 A或7 A放电成组检测.     

虚拟仪器的现状与研究方向

简要概述了测试仪器的发展历史,虚拟仪器作为测试仪器的最新形式,以通用计算机为基础,结合了特定的硬件接口设备和为实现特定功能而编制的软件。接着介绍了虚拟仪器的总线技术和软件技术,指出虚拟仪器的网络化、标准化和硬件软件化是当前虚拟仪器的研究方向。     

低压断路器过载保护可靠性测试系统设计

为改善传统的低压断路器过载可靠性测试方式,本文提出了等效校验的方法,缩短了测试周期,提高了检测效率。通过引进视觉定位技术和柔性调整技术,解决断路器双金属片螺钉螺母自动识别定位调整的问题,消除了手动调节造成的误差。介绍了智能系统的硬件设计部分和软件设计部分,通过设计用户操作界面,增强系统交互性。目前,该系统设计进入试验阶段,运行状态良好,在快速性和准确性方面性能优越。     

核废料固化物库自控吊车控制系统的研制

本文叙述了核电站固化物库自控吊车电气控制系统的软硬件组成及工作原理,着重介绍了提高该设备安全性,可靠性及可维修性的措施。     

空冷汽轮发电机少胶VPI整浸工艺研究

简要地论述了少胶ＶＰＩ整浸技术的优点，所采用的主要绝缘材料及其性能要求。重点论述了少胶ＶＰＩ整浸工艺及定子样棒的实验结果分析。     

湿法烟气脱硫不设烟气再热系统的研究

对烟气脱硫工程中设置烟气再热系统(GGH)进行了利弊分析,针对神头第二发电厂2×500 MW燃煤机组脱硫工程前期工作中,对是否加装GGH作了技术经济综合比较,并进行了环境影响评价分析。认为湿法脱硫工艺安装GGH弊多利少,省去GGH是可行且有利的,不设置GGH有显著的技术经济优势,得到了省环保部门的认可,为工程取消GGH提供了决策依据。     

二极管箝位级联多电平变换器控制方法的研究

级联多电平变换器和二极管箝位多电平变换器是近年来研究较多的两种多电平拓扑,介绍了结合二种拓扑特点的二极管箝位级联多电平变换器的拓扑结构,详细讲述了谐波最优化阶梯波技术的基本原理,并且对二极管箝位级联九电平变换器做出了仿真分析和实验结果。     

基于软仪表的电站风粉浓度测量的研究

利用软仪表测量原理,研究了电站风粉浓度测量的软测量模型。由于辅助变量的特性直接影响主导变量估计值的动态特征,提出了对辅助变量进行在线补偿的方法来提高风粉浓度测量的精确性和实时性。现场应用收到了较好的效果。