抽水蓄能机组推力头的强度与寿命分析

在抽水蓄能机组运行过程中推力头承受着交变应力,容易出现疲劳磨损从而影响机组正常运行。以江西洪屏抽水蓄能电站的推力头模型为研究对象,基于流固耦合理论并运用CFD技术,分析机组转速、油膜厚度对油膜压力分布的影响,研究推力头在不同转速和不同油膜厚度下的应变和疲劳寿命。结果表明:随着机组转速的升高,油膜压力也随之升高;随着油膜厚度的增加,油膜压力先增加后减小;推力头形变量随着转速的升高不断增加,然而形变量相比较推力头的尺寸仍属于小变形范围;在转速一定和不同油膜厚度下,推力头的最大形变均大于油膜厚度进而影响了油膜的均匀分布;推力头的应力循环次数随着转速升高,在应力集中处不断降低;随着油膜厚度的增加,应力循环次数先减小后增加。因此,为延长推力头寿命,应考虑对推力头应力集中处进行表面强化或改善其结构,同时为保证机组安全稳定运行,油膜厚度和推力头最大形变应尽量接近。     

抽水蓄能电站甩负荷球阀动水关闭过程流固耦合研究

抽水蓄能电站甩负荷过渡过程中,内部流场与外部结构双向作用,对球阀安全运行造成不良影响。为探讨抽水蓄能电站甩负荷工况球阀动态关闭过程中流场演变对球阀关键部件的影响,基于流固耦合理论,建立球阀系统离散角度有限元仿真模型,以多角度结构分析近似模拟球阀在动水关闭过程中的结构瞬态过程,反映球阀流道的分布特点及薄弱环节的数据特征。为此,先对某抽水蓄能电站进行数值模拟,提取甩负荷过渡过程关键参数,根据仿真结果确定球阀流场边界条件;然后计算球阀流道内流场压力与速度分布;最后基于流场仿真结果建立球阀结构流固耦合模型,求解球阀瞬态过程结构强度相关参数分布。结果表明,甩负荷过渡过程中,在水流三维瞬变流动的影响下,球阀结构的应力分布具有明显规律性,工作密封与检修密封的过流面积突变,导致应力极大值出现在基座与枢轴部位。流场作用于球阀壁面的变形量叠加,球阀总变形量呈现由上游至下游逐渐递增的趋势。     

基于CFD的推力瓦优化的数值模拟与试验分析

针对洪屏抽水蓄能电站机组额定运行工况下推力轴承瓦温偏高的问题,提出通过增大推力瓦外径来减小推力瓦温的优化思路以确保机组安全稳定运行,并采用Pro/e、Gambit、Fluent软件对改进前后的油膜计算域进行三维数值模拟计算,对改进前后洪屏电站#2机的瓦温进行测量,以验证改进后推力瓦的有效性。结果表明,优化后的推力瓦面压力高压区域增大,温度明显降低。研究结果为类似电站解决推力瓦温过高问题提供了借鉴。     

洪屏电站进水球阀无水调试技术探讨

详细介绍洪屏抽水蓄能电站进水球阀的主要技术参数,并对进水球阀的无水调试方法进行分析探讨,针对调试过程中出现的问题提出改进措施,对以后新建电站的球阀调试有一定的借鉴作用。     

磨损间隙和机组转速对发电机推力轴承油槽密封泄露的影响

随着投产时间的推移，水电站轴承油槽盖密封被逐渐磨损，动静配合间隙增大，油雾逸出现象严重。为了探究磨损间隙和机组转速对油槽密封处油雾泄露的影响，建立了发电机推力轴承油槽密封几何模型，应用SSTκ-ω湍流模型，对不同间隙(0.2～2.0 mm)、不同转速(100～500 r/min)下油雾的泄露情况进行稳态数值模拟计算。结果表明，建立泄漏量、间隙值及转速三者之间的函数关系表达式，可发现间隙值对油雾泄漏量的影响比转速高；间隙增加后，密封齿的节流作用减弱，密封进口压力降低，加剧了油槽盖顶部的油雾泄露；进、出口处的流速随间隙值的增加而增大，当间隙值由0.2 mm增加至2.0 mm时，进口速度由20 m/s增加到113 m/s,出口速度由76 m/s增加到144 m/s,泄漏量由0.034 4 kg/s增加到0.053 8 kg/s。该研究可为水电站轴承油槽密封结构的优化、电站运行策略的制定及密封性能的判断提供一定的理论基础。