高比速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，引起机组甚至相邻混凝土构件振动，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利，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。     

混流式水轮机转轮低水头低负荷运行时的空蚀

本文通过混流式水轮机转轮的流动分析、模型试验,并结合电站现场空蚀的调查结果,对低水头、低负荷工况运行混流式水轮机转轮的空蚀特性进行了研究。其结果表明低水头、低负荷工况运行混流式水轮机转轮的空蚀轻微。     

天生桥II级电站水轮机的研制

本文简要叙述了天生桥ＩＩ级电站水轮机的水力设计及结构设计，并讨论了真机运行的稳定性问题。该水轮机的经验对今后大型高水头混流式水轮机的设计将是有益的。     

天生桥Ⅱ级电站水轮机的研制

本文简要叙述了天生桥Ⅱ级电站水轮机的水力设计及结构设计，并讨论了真机运行的稳定性问题。该水轮机的经验对今后大型高水头混流式水轮机的设计将是有益的。     

关于混流式水轮机稳定性的几点新认识

根据收集国内外混流式水轮机稳定性资料，特别是根据实际的模型试验观测和电站调查结果，注意到运行工况、空化及涡带特征对稳定性的影响。在此基础上，分析了他们之间的相互关系，总结出一些统计规律，提出了一个涡带锥角的新概念以表征水轮机的稳定性，最后，对水轮机的模型研究、模型试验、真机选型提出了建议。     

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。     

混流式水轮机尾水管涡带引起的水力振动

对引起混流式水轮机水力振动的原因进行了研究，从尾水管涡带引头的水力振动着手，结合中，外大型混流式水轮机模型试验及真机试验结果，得出在低水头工况，低负荷工况，中负荷工况，高负荷工况的基本振动规律，并对减轻混流术式水轮机水力振动的主要对策作了论述。     

混流式水轮机尾水管涡带引起的水力振动

对引起混流式水轮机水力振动的原因进行了研究，从尾水管涡带引起的水力振动着手，结合中、外大型混流式水轮机模型试验及真机试验结果，得出了在低水头工况、低负荷工况、中负荷工况、高负荷工况的基本振动规律，并对减轻混流式水轮机水力振动的主要对策作了论述     

东方电机开发出国际先进水平的600MW模型水轮机

东方电机股份有限公司为锦屏一级电站研制的模型水轮机水力模型效率达到了94．8％，且空化性能水平优异，达到了国际先进水平，创下了东方电机高水头混流式水轮机水力开发的历史新高，保持了东方电机在中高比速混流式水轮机水力开发的国内领先水平，为东方电机于2006年12月22日与二滩水电开发公司签订锦屏一级电站6×600MW水轮机、圆筒阀及附属设备供货合同提供了技术保证。     

混流式水轮机改造前后内部流动特性对比分析

为探究将某高水头电站原常规混流式水轮机转轮改造为长短叶片式转轮后的能量性能、空化性能以及水力稳定性的改变,采用流场数值模拟的计算方法对改造前后水轮机运行在典型工况(小开度工况、额定工况、大开度工况)下进行全流道三维定常空化湍流计算以及全流道三维非定常湍流计算分析。计算结果表明,改造后的水轮机效率在小开度工况处提高了6.7%,额定工况处提高了6.2%,大开度工况处效率提高了6.8%;改造后水轮机空化性能在大流量工况处得到了大幅度提高;改造后水轮机压力脉动幅值在小开度工况处降低了20.9%,额定工况处降低了21.5%,大开度工况处效率降低了13.8%(监测点1处)。研究结果对类似混流式水轮机的改造有一定的指导作用。     

白山发电厂5号机组的水轮机改造

白山发电厂5号机组运行多年后,设备老化严重,为保证安全运行,需对其进行改造。在改造前通过水轮机模型试验、强度计算和结构优化设计等多项手段进行了充分的论证以保证改后效果。本文对5号机组的水轮机的改造系统地进行了阐述,并进行了改造前后的稳定性试验,进行改造结果的比较论证,试验结果说明改造后水轮机的水力稳定性较改造之前优良,也说明水力设计、结构设计和强度设计的方案的正确。本文对混流式机组的改造提供了可借鉴的经验。     

高比转速混流式水轮机转轮前后水流特性研究

混流式水轮机转轮前后的流场研究对于转轮水力设计，改善其性能有着重要意义。本文介绍了一ｎｓ为２６０的混流式水轮机转轮前后流速场的测试结果，并进行了初步分析，对水轮机转轮的水力设计提出了一些有益的启示。     

低比转速转轮泄漏量对水电机组抬机的影响

转轮的泄漏量是引起水电机组抬机现象的原因之一。本文根据一低比转速混流式水轮机在电站运行实例及实测结果对其抬机现象进行了分析和CFD计算。研究结果表明产生抬机现象与转轮泄漏量大小有关 ,特别是低比转速混流式水轮机 ,转轮泄漏量的突变会引起抬机现象     

负曲率导叶在高水头混流式水轮机中的应用及性能分析

负曲率导叶具有显著的水力特点和性能优势,应用于高水头混流式水轮机的水力研发,对提高水轮机的性能水平具有明显作用。通过对负曲率导叶在高水头混流式水轮机水力研发中的应用原理的论述分析,并通过锦屏二级水轮机研发项目工程应用实例,验证了负曲率导叶在提高高水头混流式水轮机水力性能上显著的技术优势,为我国未来500m左右高水头大容量混流式水轮机的研发提供借鉴。     

基于CFD的灯泡混流式水轮机转轮的水力开发与研究

本文将混流式水轮机的转轮应用于灯泡式机组中,介绍了这种灯泡混流式水轮机的基本原理,并采用CFD软件辅助进行了流网划分以及流线绘制、轴面速度的计算以及Vm=f(Lm)曲线的绘制,在模拟内部流场的基础上,对90m水头段的转轮进行了水力设计与转轮型线的绘制,为水轮机转轮的水力设计提供了一套新的研究方法.     

水轮机转轮叶片载荷谱的确定方法

本文理论论证了用机组外特性-机组出力确定混流式水轮机转轮载荷谱的研究方法,推导得转轮叶片应力服从三参数韦布尔分布。首次提出并论证了不进行现场实测和调查统计就可确定出韦布尔分布中各参数的方法。用该方法对未进行真机实测和出力统计的已有机组和在设计中的新机组都可预估其载荷谱,为转轮设计,强度校校与结构安全寿命估算奠定基础。     

“机阀协联”完善关闭规律的数值解法

在已知水轮机模型综合特性曲线和全特性曲线的基础上，建立了装设调压阀的混流式机组完善关闭规律求解的数学模型，求出了“机阀协联”过渡过程的完善关闭规律及管道任一断面的水力要素和机组工况参数随时间的瞬变规律。     

基于LabVIEW的水力机械试验台测试系统

本文选择美国NI公司的数据采集设备,并采用其图形化编程环境LabVIEW开发了水力机械试验台测试系统.所设计的测试系统可以对混流式、轴流式、贯流式水轮机以及可逆式水泵水轮机模型进行各种试验,并能自动处理试验数据,生成相应的特性文件、报表、特性曲线及曲线包络.该系统具有运行稳定可靠、自动化程度高、操作简便等优点,可以推广...