辐向轴流式机组的安装高程

辐向轴流式水轮机组发生空蚀的第一个迹象是在叶片背面靠近尾端处出现空蚀。空蚀部位在导叶中心线下面大约 d/4处,其中 d 为水轮机尾水管进口直径。导叶中心线通常用作机组的安装高程。     

抽水蓄能电站固定导叶空蚀处理工艺

抽水蓄能机组固定导叶一方面承受蜗壳、顶盖重量,另一方面将沿着蜗壳形成的水流流线安置,由于机组有抽水和发电两种主要运行模式,两者转轮旋转方向相反,造成水流流态较常规机组更为复杂,加上机组启停频繁,其固定导叶容易出现空蚀,不仅影响其支撑强度,而且破坏水流流线,降低发电效率。针对固定导叶空蚀处理,分析了S500Q EN10137-2钢材焊接特性和空蚀处理的方法及工艺。     

中高水头电站水轮机活动导叶表面破坏机理分析

以某电站水轮机活动导叶表面破坏情况为例,从空蚀产生的原因以及空化加剧泥沙磨损作用的微观机理两个方面,深入分析水轮机活动导叶表面破坏机理,以及轴根下方鼓包处破坏较为严重的原因,并对其影响因素进行分析,进而提出若干有效减少破坏的措施及相关运行建议。     

导水叶空蚀磨损修复处理技术

本文介绍了盐锅峡水电厂在导水叶空蚀磨损修复处理技术方面的一些经验，以供商榷。     

瑞丽江一级水电站过流部件抗磨蚀工艺技术

阐述了瑞丽江电站水轮机水力设计结构在抗空蚀、泥沙磨损方面技术特点和抗空蚀和泥沙磨损新工艺在导叶及其配合抗磨面等过流部件的运用情况,并结合与国内已经成功应用的电站相比较,为今后同类型高水头、多泥沙机组提供借鉴。     

浅谈水轮机导水叶的汽蚀破坏

水轮机转轮叶片的汽蚀破坏及其防护问题已有过不少研究,但对导水叶汽蚀问题的研究却较少。实际上导水叶和转轮叶片同样处在高速水流之中,同样会在导水叶的边壁产生水流的空化和空蚀作用。在导水叶关闭时,因导水叶密封的局部间隙漏水也将引起间隙汽蚀。     

水电站过流部件修复改造

介绍了沙湾电站3号机组运行及缺陷情况,并针对水轮机过流部件空蚀磨损、导叶漏水等缺陷,提出了解决的方法,处理后经过一年多时间的运行验证,导叶密封良好,机组运行稳定,为其他机组技术改造提供参考。     

紧水滩电站转轮空蚀及裂纹处理

本文介绍了紧水滩电站ＨＬ２２０型转轮的空蚀情况，并就其具有良好抗空蚀笥能的原因加以分析；地２号转轮叶产生裂纹之原因进行了分析；详细介绍了裂纹处理过程中所碰到的问题及其解决的办法。     

水布垭电站水轮机导叶端面密封的改进

介绍了水布垭电站水轮机导叶端面密封的运行情况,针对其密封材料易空蚀磨损、检修困难等缺陷,提出了解决缺陷的方法。改进后的机组运行稳定,密封效果良好。     

潜水轴流泵装置特性模型试验

对上海市薛家泓泵站立式潜水轴流泵模型泵装置进行了能量特性和空蚀特性试验,得出了叶片角0°和±2°时的能量特性和空蚀特性试验结果,探讨了不同消涡导流措施对潜水轴流泵模型装置性能的影响。结果表明,在各工况能量试验中泵装置运行平稳、无振动;隔涡板和导水锥两种消涡导流方案对泵装置能量特性无明显差异;泵装置空蚀安全裕量较大,在常遇扬程条件下运行不会产生危害性叶形空蚀;提出了减少立式潜水轴流泵装置流经电动机灯泡体、Γ形弯头及出口等处水力损失的措施。     

导叶开度对水泵水轮机泵工况导叶区流场影响的试验研究

针对活动导叶开度对水泵水轮机泵工况导叶区流场和模型性能的影响,在高精度模型通用试验台上对一低比转速模型水泵水轮机导叶区的流场运用粒子图像测速(PIV)系统进行了测量。测量结果显示,同一开度下随着流量减小,无叶区内的流速出现增大的趋势;同一流量随着开度的减小,导叶前流速明显增大,模型效率下降。模型试验在转轮无空化条件下进行,但在8 mm开度83%最优流量工况,由于流速高、冲角大,造成位于高压侧的导叶头部发生了明显的绕流空化现象,并引起了固定导叶流道宽频带的压力脉动。研究成果可为水泵水轮机的优化设计和安全稳定运行提供试验依据。     

NUMERICAL STUDY OF CAVITATION ON THE SURFACE OF THE GUIDE VANE IN THREE GORGES HYDROPOWER UNIT

Large-area erosions such as rust and obvious cavitation were found on the surface of the guide vane in Three Gorges hydropower units. A numerical explanation of the cavitation is given in this article. At first, based on the characteristic performance curves of the prototype hydro-turbine supplied by ALSTOM together with the actual operating conditions, an operating point is chosen for numerical analysis using the Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations. The flow passages from the inlet of the spiral case to the outlet of the draft tube are included in the computational domain. The results show that the static pressure on the guide vane surface is much higher than the critical pressure of cavitation. Secondly, a tiny protrusion on the guide vane surface is considered and the problem is simplified to a 2-D problem to study the local detailed flow near the guide vane surface. The protrusion is 0.5 mm in height and is 5.0 mm in width. On the basis of the results of RANS simulations, the 2-D problem is studied using the Large Eddy Simulation (LES). It is shown that there exists a region in which the static pressure reaches a level below the vapor pressure of the water. Thirdly, a cavitation model is included for the 0.5 mm protrusion case and another tiny pit case, with a tiny pit 0.3 mm in depth and 1.0 mm in width. The results show that vapor bubble exists at the protrusion entrance and the pit exit as the low pressure regions.     

大型水电站福伊特水轮机模型试验研究

为了检验某大型水电站水轮机的水力特性,进行了水轮机福伊特模型验收试验,包括尺寸检查、效率试验、出力试验、飞逸试验、空化试验、蜗壳差压试验、压力脉动试验、导叶水力矩试验、轴向水推力试验、筒阀下拉力试验等内容。试验结果表明：模型水轮机及换算得到的原型的效率、出力、空化、压力脉动、飞逸、轴向水推力、导叶水力矩、筒阀压力等性能指标均满足合同技术要求。     

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。     

轴流转桨式水轮机断流反水锤的研究

针对轴流转桨式水轮机组在甩负荷过渡过程中导叶快速关闭时出现的断流反水锤问题,采用试验与理论分析的方法对发生断流反水锤的界面和临界压力进行了研究。研究结果表明:轴流转桨式水轮机在甩负荷过渡过程中发生断流反水锤的界面是导叶后的断面,而不是尾水管进口断面。总体来说,尾水管进口断面水压在甩负荷过程中是升高的,而导叶后断面的水压随导叶关闭急剧下降。对不同含沙量水的临界空化压力的测定表明,水的临界空化压力远高于常温下清水的汽化压力值0.24m水柱,而且随着含沙量的增大,水的临界空化压力值有所提高。因此,要使用电站实测水质的临界空化压力值来作为判断发生断流反水锤的临界压力。     

内联式脱液器导叶几何参数优化的数值研究

对于低含液浓度的气液两相流,内联式脱液器具有良好的分离性能,导流叶片的几何尺寸是影响内联式脱液器分离性能的重要因素。该文借助ANSYS FLUENT软件,在建立稳定可靠计算模型的基础上,分析了不同导叶个数(6、8和10个)及导叶出口角(25°、30°、40°、45°、50°和55°)对内联式脱液器气液分离性能的影响。数值模拟结果表明:在稀相时,8个导叶的内联式脱液器分离效果最好;在一定条件下,内联式脱液器的分离效率随导叶出口角度的增大而增大,其中当液滴粒径大于30mm且导叶出口角度为45°时,分离效率已接近98%,此时再增大导叶出口角度对分离效率提升并不大,反而会增加压能损失,消耗能量;同时研究还发现当导叶出口角度一定时,脱液器的气体进出口压降随入口速度的增大呈抛物线上升,与局部压降公式吻合,且可以用能量损耗系数K表征内联式脱液器单元运行过程中的能量损耗。     

运行工况对水轮机活动导叶表面泥沙浓度分布的影响

采用标准k-ε模型对水轮机内部沙水流动进行数值模拟,研究了不同工况下映秀湾电站活动导叶泥沙分布情况.研究结果表明,活动导叶磨损主要集中在头部且工作面比背面磨损量大,泥沙颗粒在活动导叶底部有堆积.活动导叶泥沙绕流速度分布规律相似,并随着出力的增加头部绕流速度明显增大.     

水泵水轮机在水轮机工况下导叶水力矩试验研究

为分析水泵水轮机在水轮机工况下导叶水力矩大小及其变化规律,针对国内某抽水蓄能电站的水泵水轮机模型,基于电测应力分析方法,对活动导叶轴进行特殊加工处理,分别进行水轮机工况下同步导叶和非同步导叶的水力矩试验。对试验结果分析得出:在不使用非同步导叶时,随着导叶开度的增大所有被测导叶的导叶水力矩因数变化保持一致,并且水力矩的方向从导叶关闭方向逐渐转向导叶开启方向;设置10~#导叶为非同步导叶后,在非同步导叶开度与同步导叶开度值相差小于16.4%时,被测导叶的水力矩因数趋于均匀分布,差值大于16.4%时随着开度值的增大水力矩急剧增大,并且不同导叶的水力矩因数差别较大。     

丹江口水力发电厂4号机组固定导叶修型

丹江口水力发电厂4号水轮机改造除水轮机外还包括了对固定导叶的修型。固定导叶是支承座环的支柱,在设计时要求水流以最小的水力损失流经固定导叶。此次修型主要是通过铲磨固定导叶进出水边,改变导叶的型线,力求固定导叶型线与蜗壳所形成的水流流线相重合。文章详细介绍了固定导叶修型的方法,重点介绍了修型时采用的关键技术。