新型抗空蚀转轮优化设计——满天星电站的成功改造经验

本文从改善满天星电站转轮严重空蚀破坏出发，以转轮内部三维粘性流动分析为基础，首先分析了满天星电站原转轮（HLD46）内部的压力分布规律，分析计算显示的空蚀发生部位及其强度与转轮实际运行中的破坏情况非常吻合。在此基础上，分析了转轮主要的几何参数（叶片倾角、叶片包角及型线等）对水轮机翼型空蚀的影响，通过多方案的设计和流动分析的多次比较优化，获得改善满天星电站空蚀性能为目的的新型抗空蚀转轮。优化设计后的新型转轮压力最低部位非常靠近叶片出水边，低压区面积大大减少，并且基本上没有改变原转轮的出力性能，从而获得制造厂和满天星电站的认可。新转轮于1999年底投入运行，经过4000多小时运行后1＃转轮没有发生空蚀现象，2＃转轮仅在几个叶片发现有轻微空蚀，表明改型优化是非常成功的。     

混流式水轮机转轮空化性能改善研究

本文采用数值模拟方法,对国内某水电厂混流式水轮机转轮空蚀问题进行了深入分析,找出转轮叶片空蚀的主要原因,并对转轮进行了叶片修型处理。通过修型前后转轮空蚀实测数据的比较,证明此次修型很好地改善了转轮的空化性能,可为其他电站的类似问题提供借鉴。     

水轮机转轮裂纹的原因及预防措施

笔者结合近年来水轮机转轮叶片发生的裂纹事件,分别阐述了混流式水轮机、轴流式水轮机、冲击式水轮机和贯流式水轮机的转轮叶片发生裂纹的主要原因,尤其对混流式水轮机转轮产生裂纹的原因从水力方面、设计方面、铸造缺陷、制造工艺、运行工况及共振等多因素综合作用进行了探讨,并通过实例分析,提出了裂纹处理和预防措施。     

大朝山水电站水轮机转轮制造和质量分析

大朝山水电站1号水轮机转轮72h试运行后检查发现叶片产生30余条裂纹,经技术分析和采取措施,消除了由于叶片卡门涡频率与叶片固有频率耦合的共振,同时对叶片制造缺陷进行了检查处理.本文对1号转轮叶片裂纹的处理作了简要分析,介绍了大朝山水电站水轮机转轮制造过程和质量情况,从转轮材质、缺陷处理工艺、NDT检查标准和方式、焊接应力水平等加工质量方面对转轮进行了分析.     

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。     

轴流式转轮叶片中弧线形状对空化性能的影响

在轴流式水轮机的运行和维修中,空蚀问题尤其突出,情冴严重的会导致经常停机、维修周期延长,影响了电站的正常运行,造成经济损失。因此,提高轴流式转轮的空化性能是水力优化设计的重点工作。本文将叶片中弧线形状作为研究对象,采用CFD计算模拟和模型试验的方法,展示了两种具有不同中弧线形状叶片的转轮的空化性能。研究表明,具有双向挠曲中弧线的叶片的空化性能优于单向挠曲中弧线的叶片,中弧线形状与转轮空化性能关系紧密,可以作为一个单独的几何参数来优化轴流式转轮叶片翼型。     

高水头运行对水轮机转轮叶片裂纹影响因素浅析

对龙羊峡水电站机组在首次高水头运行后发现转轮叶片裂纹的具体情况和特点进行了介绍与分析,得出高水头运行是水轮机转轮叶片裂纹产生原因之一,但不是主要原因。水轮机转轮叶片裂纹产生的主要原因是多方面综合而成的。提出水轮机转轮叶片裂纹处理的建议。     

轴流转桨式水轮机轮缘间隙空蚀的试验研究

本文对轴流转桨式水轮机轮缘间隙流动进行试验研究,咩细研究了不同工况下轴流转桨式水轮机轮缘间隙流动的空蚀形态。受桨叶角度和开度的影响,轮缘间隙流动有五种的空蚀形态,这几种空蚀形态随开度的变化,可能有一种或两种同时出现。其中侵蚀危害性最严重有Ⅰ、Ⅱ和Ⅴ三种空蚀形态。在负的桨叶角度,协联工况的左边运行时,在叶片的背面轮缘处产生第Ⅰ中泄漏涡带,同时在叶片进口正面头部轮缘处产生泄漏流动和二次流动漩涡相互作用所引起的小面积的强烈空蚀空泡为第Ⅱ种,它是叶片头部缺角的主要原因;在正的大桨叶角度、大开度情况下,间隙泄漏流动主要发生在叶片的背面轮缘处尾部第Ⅴ种空蚀形态,泄漏涡带与主流相互作用形成一个长长的涡带扫射下部转轮室,是叶片背面尾部和转轮室空蚀破坏的主要原因。     

D231轴流式水轮机模型转轮强度试验研究

D231转轮是一个效率较高、适用于40m 水头段的轴流式转轮,该转轮已在某水电站运行。本文介绍在高水头下对该模型转轮铜质叶片进行的强度试验,以及换算到真机的情况。     

轴流式转轮叶片计算机有限元网格自动划分程序研究

在进行轴流式转轮叶片有限元分析时，根据轴流式叶片翼型的特点，运用B样条插值函数研究了叶片有限元网格自动划分程序。运用该方法，可以大大缩短分析轴流式转轮叶片强度的周期，提高工作效率，为在短时间内设计出水力性能优良、满足强度条件的优秀转轮创造了条件。     

水轮机转轮检修装备的研究现状及发展趋势

水轮机是将水的动能和势能转变为电能的大型机械，在高速运转时，叶片受到泥沙磨损和空蚀破坏，需要进行定期检修。本全面系统地介绍了国内外水轮机转轮检测与修复装备及其使用，研究现状，并从实际出发，分析了其发展趋势。     

更换转轮改善水轮机性能的实践及试验研究

当转轮产生严重的空蚀磨损和水力性能问题时，只能依靠更换新型不锈钢转轮来解决。文中以刘家峡水电站机组改造增容为例，给出了各台机组转轮改造的主要技术措施，分析了更换转轮后的水轮机能量、稳定性、空蚀磨损性能的改善情况。这对水电厂的机组技术改造有很大的工程实际意义。     

丹江口水力发电厂水轮机空蚀研究

分析了由于机组长期在低负荷、低单位转速、低水头、大流量等不良工况运行而造成的水轮机空蚀问题,提出了针对发生空蚀的转轮叶片采取的补焊和修型方法,并对改型前后水轮机叶片空蚀情况进行了对比.     

刘家峡水电厂增容改造HLA430a转轮空蚀磨损破坏状况及启示

刘家峡水电厂增容改造的ＨＬＡ４３０ａ－Ｌｊ－５５０水轮机,１９９４年４月中旬投运,１９９８年７月中旬停机大修,共运行１７０５５ｈ,转轮空蚀磨皮坏与ＨＬ００１－ＬＪ－５５０水轮机转轮比较有较大改善。该文介绍了改造过程为提高转轮抗空蚀磨损能力进行的各项研究工作、新转轮运行工况、空蚀磨 及与１９８５年３月更换的不锈钢转轮的差别;高家峡水电厂２号机的成功改造对我国多泥沙可流水电站提高水轮机抗空蚀磨损性能的     

二次整体回火处理混流式水轮机转轮叶片裂纹

本文介绍了浙江省湖南镇水电站水轮机转轮叶片裂纹情况及其处理方法，并分析了叶片发生裂纹的原因。同时还介绍了针对在裂纹处理过程中可能产生的变形问题所做的试验。     

轴流式水轮机转轮体的接触应力分析

轴流式转轮体与叶片枢轴相配合区域的应力状况是转轮体设计中关注的焦点。本文应用新开发的ＳＤＲＣ／Ｉ－ＤＥＡＳ程序的接触分析功能，对轴流式转轮体的接触应力进行了分析，所得结果比不考虑接触更为合理，对指导转轮体的设计有益。     

加补强块的转轮叶片裂纹处理

分析了转轮叶片加补强块后,补强块与叶片出水边连接位置容易产生裂纹的原因,制定了修复工艺,罗列了修复过程中所用的设备、材料和工具。经合理铲磨和抛光处理有效修复了裂纹。     

基于遗传算法的轴流式叶片全三维优化设计

本文提出了一种结合全三维反问题计算与遗传算法优化的轴流式水轮机转轮设计方法。即在对轴流式水轮机转轮叶片进行全三维反问题设计的基础上，然后以平面叶栅表面边界层中的流动损失最小和翼型气蚀系数最低为目标，小生境遗传算法进一步对转轮叶片进行优化以得到更为理想的转轮叶片。由于此方法结合了全三维反问题方法对有厚度叶片计算的准确性，以及遗传算法对解决多目标优化问题全局搜索的准确性，可以得到比较理想的转轮叶片。     

水轮机转轮叶片裂纹分析及处理

水轮机转轮的叶片出现裂纹会严重威胁水电厂的安全经济运行，通过对水轮机转轮叶片进行有限元计算分析，得出应力过于集中通常是叶片裂纹产生的主要原因，此外，叶片也存在设计、制造、运行方面的问题，为此，介绍了水轮机转轮叶片裂纹金属无损探伤的常用处理方法和一般工艺。     

转浆式水轮机转轮叶片铜套移位原因及处理

转浆式水轮机转轮叶片铜套移位原因及处理紧水滩水力发电厂费修渔某水电站装有２６ＭＷ轴流转浆式水轮机３台，投运后进行检修，屡次发现转轮轮毅上的叶片轴的支承钢套移位，检查情况如下：ｌ号机解体检修，拆出叶片后出现固定在轮我上的５只抓１５付３９０支承钢套中有３...