基于CFD混流式水轮机泵叶及泵盖联合降压研究

为研究泵板装置对混流式水轮机上冠流道泄漏水影响,基于CFD商业软件平台,结合新疆红山嘴一级电站4号水轮机,以泵板装置为研究对象,将主轴密封真空度、泄漏量、上冠间隙进口与梳齿环出口压差作为3个研究指标.首先在模型准确基础上对泵板装置内泵叶角度和泵盖高度2个相关结构分别进行数值分析,其次对其联合优化结构数值模拟.研究表明,...     

基于CFD混流式水轮机上冠转轮泵结构优化研究

为研究中高水头混流式水轮机上冠转轮泵工作特性及优化可行性,以红山嘴一级电站3号水轮机为例,建立现转轮泵及11种结构优化模型,利用CFD商业软件,基于SST湍流模型对不同结构转轮泵在9种流量工况下展开数值模拟。将上冠流道泄漏水流动特性、主轴密封真空度及转轮泵效率作为研究指标,结果表明：上冠流道泄漏水流动特性依赖于转轮泵的结构类型;减小转轮泵“泵盖高度比”或斜置动泵叶对提高主轴密封真空度均有显著效果(最佳结构可提高66.9%),同时须兼顾其工作效率;额定工况下,转轮泵工作效率较低,建议转轮上冠开设合适的泄水孔补给流量提高其效率;该电站可将泵叶斜置45°、泵盖高度比H_p=0.0543的转轮泵作为最佳改进方案。     

一种新型的水轮机主轴密封——无接触密封

鉴于目前水轮机的各种主轴密封存在诸多问题,本文介绍了一种适用于混流式水轮机和水泵水轮机的新型密封形式——无接触密封,介绍了其工作原理、结构特点和使用注意事项。实践证明,该密封可以较好地解决多泥沙电站对密封磨损的问题。     

混流式水轮机泵板装置特性分析及其改进

为研究混流式水轮机主轴密封泵板装置工作特性及优化可行性,基于CFD商用软件,以新疆红山嘴一级电站4号机为例对其结构进行改进。在模型准确基础上,分别就径向泵叶角度、泵盖高度做改进,并将泵叶和泵盖联合改进结构进行数值模拟。共计25种计算模型,225种工况,以泵盖排水量、梳齿环出口压力、顶盖排水压力作为指标,探究提高泵板装置工作效率及主观减少间隙泄漏量的可行性。研究表明:泵盖位置较泵叶角度改变对优化效果更佳;较大高度比的泵盖对减少间隙泄漏量、提高泵板装置工作效率更有利;径向泵叶且高度比为0.1902为最佳改进结构,可使泵板装置工作效率提高11.7%、泄漏量减少17.8%、顶盖排水量增加14.5%。     

基于CFD和FEM的混流式水轮机数值模拟研究

摘要： 根据标准k-ε双方程和雷诺时均（N-S）方程,给定转轮边界条件,建立混流式水轮机内部流动的数学模型。利用CFD技术分析水轮机内部、活动导叶和固定导叶速度分布,叶片压力分布等流动参数;采用FEM刚强度分析转轮叶片应力和变形量,复核叶片的结构设计和材料。基于CFD和FEM数值模拟技术,对水轮机选型、优化设计均具有一定的指导意义。     

基于CFD的混流式水轮机改造流道内部流动特性研究

针对老旧水轮机无适合新型转轮的情况下,通过适当的改型设计,根据标准k-ε双方程和雷诺时均（N-S）方程,给定转轮边界条件,建立混流式水轮机流道内部流动的数学模型。通过CFD对水轮机进行数值模拟,获取优化后的转轮内部、活动导叶和固定导叶速度分布及叶片压力分布,通过流场分析,提高改造的可靠性。结合具体电站的应用案例,改造后结果表明：尾水管中回流细微、涡带较弱,水流在引水蜗壳和导水机构中的水力损失不大,平均效率提高5%,平均出力提高4%,水轮机的抗空化空蚀性能及可靠性均得到提高,对混流式水轮机的改造有一定的参考作用。     

基于CFD的水轮机泵板结构水沙两相流动特性研究

为研究混流式水轮机泵板结构内部液固两相流动特性,以红山嘴一级水电站#4机组为例,基于计算流体力学方法,在不同泥沙条件下以泵板结构内部压力和泥沙分布为指标,对清水与浑水两种状态进行模拟分析,并对比研究了泥沙粒径及泥沙浓度.结果表明,浑水工况较清水工况时流道内部压力有所增大;随着泥沙粒径的增大,间隙进口和顶盖出口压力差呈增...     

减温减压装置中减温器结构的设计与研究

结合我国原减温减压装置中减温器的结构,分析和研究了新型减温器的工作原理和结构特点,指出了新型减温减压装置中减温器结构设计的合理性和可行性。     

基于水光蓄互补联合发电系统混流式水轮机在超低出力区工况稳定性研究

鉴于水光蓄互补联合发电系统中水电站在超低出力区出现机组振动和出力摆动的问题,基于SST湍流模型,采用CFD软件对混流式水轮机在三种水头下的超低出力工况进行全流道非定常数值计算.结果表明:光伏电站对水光蓄互补联合发电系统出力变化影响大,三种关键技术的成熟运用决定系统的安全稳定运行,可采用互补补偿度表示联合发电系统补偿性能.超低出力工况的水轮机内流场流态紊乱,转轮流道内易出现叶道涡,尾水管内产生巨大的漩涡,转轮叶片出口出现回流现象.超低出力工况区的压力脉动现象明显,脉动幅值高,无叶区、转轮流道内和尾水管的压力脉动源不一致,且压力脉动频率向上和向下传播,并沿程逐渐减弱.本研究可为水光蓄互补联合发电系统水电站运行区间和水轮机优化设计提供技术支持.     

汽轮机双挠性板支撑结构稳定性研究

挠性板支撑结构更简单、装配更方便、变工况适应性好,被广泛应用在小功率驱动汽轮机上。但是由于挠性板多采用双支撑板结构,属于超静定问题,理论计算难以分析和判定。故文章通过有限元软件,研究了某典型挠性板结构,分析了其稳定性,同时研究了挠性板初始扰动（即汽轮机热膨胀位移）和高宽比对其稳定性的影响,为新挠性板结构设计提供了强度和稳定性方面的依据。     

汽轮机组滑压运行主汽压力的理论计算

结合喷嘴配汽汽轮机调节级的工作特点,在调节级变工况特性的基础上,阐述了汽轮机组滑压运行主汽压力的理论计算方法.并针对汽轮机变工况下调节级室温度变化和调节阀重叠度的影响,深入分析了滑压运行时主汽压力线的变化趋势,对提高调节级参数计算的精确度有一定的借鉴作用.     

论新型减温减压装置中减温系统的优越性

减温减压装置是用来将新蒸汽压力、温度降低到用户所需要的蒸汽参数的一种专用装置。旧型减温减压装置采用的是给水分配阀、节流装置、喷嘴等组合结构形式的减温系统 ,存在着许多的弊端和不足之处。经分析研究 ,重新设计开发了一种新型喷水调节阀式减温系统 ,完全取代了旧型系统 ,具有高可调比、低泄漏量、管路简单、可调压差范围大等优点。通过对旧型与新型减温系统工作原理及特点的比较 ,阐述了新型减温系统的优越性。     

有压管道中孔板相对间距对局部阻力系数的影响及其机理研究

为探明局部构件对局部水头损失的影响,采用标准κ-ε紊流模型,就有压直管道中单个孔板局部阻力系数随雷诺数(Re)的变化规律及孔板相对间距(Ls/d)对总局部阻力系数的影响进行了试验研究和数值模拟。结果表明,数值模拟结果与试验结果吻合,即单个孔板局部阻力系数随Re增大而增大直至趋于定值;当Ls/d≤9时,总局部阻力系数小于单个孔板局部阻力系数之和,相对间距越小,两孔板间的影响越明显,总局部阻力系数越小;当Ls/d9时,可以认为两孔板间已无相互影响,总局部阻力系数等于单个孔板局部阻力系数之和。为进一步分析其影响机理,模拟了不同孔板间距下的管道流场,从流场角度初步揭示了孔板间距对总局部阻力系数的影响机理。     

基建期汽轮机滑压运行机组最佳初压的确定

为了提高汽轮机运行的经济性,根据基建期间的运行特点,分析了主蒸汽压力变化对功率的影响,建立了机组最佳主蒸汽压力计算模型,并对ZK660-24.2/566/566汽轮机组进行了计算,结果表明:不同负荷,都存在最佳主蒸汽压力,使机组热耗最小。该模型简单适用,满足工程的实际需要,能够为机组高效率运行提供依据。     

电厂水环式真空泵冷却系统的问题及其对机组出力的影响

通过对电厂中常用的水环式真空泵冷却系统运行实际情况的分析研究，指出其运行中存在但常被忽视的问题：由于真空泵冷却水温升高而导致的抽气能力严重降低，使机组背压升高，出力下降。文章提出凝汽器的压力实际受到两个瓶颈的限制：一是循环水的温度，二是真空泵的极限工作压力，而这一点常没有被足够的注意，导致凝汽器压力明显升高。由于凝汽器压力对机组运行的出力和经济性影响很大，文章提出了对真空泵冷却系统改进的建议，即尽量降低真空泵冷却水入口温度，在平时运行时应密切注意真空泵热交换器的运行状况。图3     

大型核电汽轮机汽缸变形控制研究

以某型核电汽轮机为研究对象,利用ANSYS软件,针对车削部分下缸法兰结合面和轴封弯角平面过渡两种变形控制方案计算了高中压缸结合面的变形,并针对加粗顶部撑杆以及加厚排汽锥体内侧竖板和斜板两个变形控制方案对低压缸轴封变形进行了数值分析。结果表明：增加结合面刚度能有效控制轴封附近结合面变形,使得轴封附近最大应力从268.75 MPa下降到159.51 MPa,并将处在滑移分离区域的螺栓从5颗减少到1颗,提高了高中压缸的汽密性;增加轴封部位缸体的刚度能有效控制轴封的变形,改善轴封部件的倾斜程度,使轴封的倾斜角相对减小了55.02%,轴封外侧底部的上抬量减小0.097 6 mm,对低压缸碰磨起到有效改善作用。     

船用主汽轮机组测速泵改进的试验研究

通过理论计算片式和浮动式两种密封结构测速泵的漏油量,比较两种结构的漏油量受密封间隙变化的影响程度,提出改进方案。对浮动式密封结构的测速泵进行试验并得出结论,为船用主机组超速保护装置的改造提供理论和试验依据。