水轮机补气改善机组稳定运行实例

水轮机补气可改善转轮空蚀、机组稳定和减小尾水压力脉动,我国水电机组不少设计安装有水轮机补气装置,有的投运后加装补气装置。水轮机模型试验对机组出力、效率有较好的相似性,而空蚀、压力脉动性能模型     

基于模型试验的灯泡式水轮机压力脉动研究

水轮机压力脉动是影响机组稳定性的一个重要因素。本文以某比转速的灯泡式水轮机为研究对象,通过模型试验的方法,分别分析了转轮与转轮室间隙、空化系数、协联关系等因素对压力脉动的影响,为今后灯泡式水轮机的设计及原型机组的运行提供参考。     

混流式水轮机尾水管压力脉动试验分析

压力脉动产生于机组运行过程的非定常流场,是引起水轮机组振动及不稳定运行的主要水力振动源之一。其中,尾水管的螺旋状涡带是引起水力振动的最主要因素。本文通过对混流式水轮机模型试验,研究了混流式水轮机尾水管内压力脉动与空化系数、泄水锥形状及补气量的相互关系。     

三峡电站混流式水轮机水力稳定性研究

三峡电站水轮机是目前世界上运行水头变幅最大的巨型混流式水轮机之一 ,其运行稳定性是设计、研究、制造和使用部门关注的首要课题。在左岸电站机组招标文件和合同执行过程中 ,明确提出水力稳定性是首要考虑的问题 ,并具体规定了模型和真机的稳定性指标。在水轮机模型验收试验中 ,发现一些现象与众所周知的部分负荷的压力脉动不同 ,表现为在运行水头范围内存在压力脉动峰值带 ,频率较高 ,且从蜗壳进口至尾水管的几个部位均同时出现较大的压力脉动幅值。根据模型试验的结果 ,分析了空蚀系数和补气对压力脉动的影响 ,提出了改善三峡电站水轮机水力稳定性的几点措施     

江坪河水电站水轮机模型验收试验及分析

为了检验江坪河水电站水轮机模型水力性能,进行了水轮机模型试验,介绍了江坪河水电站水轮机模型验收试验的试验台及误差分析、效率及出力、空化、飞逸转速、轴向水推力、压力脉动等试验方法和结果,并对试验结果进行了分析。验收试验结果表明,为江坪河水电站研制的水轮机模型水力性能优异,完全满足用于真机设计、制造的要求。     

水轮机尾水管压力脉动的神经网络模型

为掌握万家寨水电站水轮机尾水管的水压力脉动特性,对水轮机尾水管水压力脉动进行了现场测试,获得了多个工况下的测试数据.在测试数据的基础上,应用人工神经网络中的三层前向网络模型,采用反向传播算法,建立了水轮机尾水管压力脉动特性的人工神经网络模型.与实际的测试数据进行对比分析表明,所建立的人工神经网络模型,能够准确反映水轮机的尾水管压力脉动特性,可以用于指导水电站中机组的稳定运行.     

三峡原型水轮机的非定常湍流计算和压力脉动分析

本文对三峡原型混流式水轮机进行了三维非定常湍流计算，得到水轮机的非定常流场，预测了尾水管内、转轮前、活动导叶前、固定导叶前和蜗壳进口的压力脉动。通过与模型试验预测结果的比较看出，计算能够准确预测水轮机内的压力脉动。分析表明尾水管内涡带和转轮与活动导叶间的动静干扰是产生压力脉动的两个主要脉动源，并在整个水轮机流道内传播。     

水轮机尾水管压力脉动分析方法研究

为掌握石家庄混合蓄能水电厂某水轮机尾水管的压力脉动特性.对水轮机尾水管压力脉动进行了现场测试.获得了多个工况下的测试数据.在测试数据的基础上,通过相空间重构理论,对尾水管压力脉动信号序列进行相空间重构,根据确定嵌入空间维数大小的嵌入定理.保证相空间容纳原状态空间吸引子的特征,选择恰当的嵌入维数m,计算其分形关联维数.再现动力学特性.研究结果表明,基于分形关联维的水轮机尾水管压力脉动状态分析方法是可行的.     

新疆阜康抽水蓄能电站地下主厂房结构振动特性分析

为了实现双碳目标,国家大力发展抽水蓄能电站。大型抽水蓄能电站由于具有转速高、水头高、双向运行及工况转换频繁等特点,其地下主厂房极易发生振动。为了复核新疆阜康抽水蓄能电站地下主厂房结构的抗振设计是否合理,通过建立地下主厂房结构的三维有限元模型,进行厂房固有振动频率计算和共振复核,采用瞬态分析方法,根据模型试验结果计算了水轮机脉动压力作用下厂房的振动反应。结果表明：局部立柱结构的自振频率与水轮机叶片数频率的错开度较小,有可能产生共振;但在脉动压力作用下,楼板和立柱结构的振动反应均在允许范围内,分析结果表明地下厂房结构设计是合理的。     

蒲石河抽水蓄能电站水泵水轮机模型验收试验及性能分析

通过对蒲石河抽水蓄能电站水泵水轮机模型验收试验结果进行分析,表明水泵水轮机能量特性、空化特性、压力脉动特性和其它指标均满足合同规定.试验结果可信,模型试验数据可作为原型性能换算的基础.     

飞来峡水电站水轮机模型验收试验与参数

简要介绍了飞来峡水电站水轮机的模型验收试验的情况及结果。对水轮机模型效率，空蚀，飞逸及飞逸泄水，压力脉动等特性参数进行了逐项分析，并通过与同水头段的国内外部分有代表性的典型灯泡贯流式水轮机参数进行比较，揭示了飞来峡水电站灯泡贯流式水轮机性能参数的特点。     

Numerical predictions of pressure pulses in a Francis pump turbine with misaligned guide vanes

Previous experimental and numerical analyses of the pressure pulse characteristics in a Francis turbine are extended here by using the unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with the shear stress transport （SST） turbulence model to model the unsteady flow within the entire flow passage of a large Francis pump turbine with misaligned guide vanes at the rated rotational speed. The S-curve characteristics are analyzed by a combined use of the model test and the steady state simulation with the aligned guide vane firstly. Four misaligned guide vanes with two different openings are chosen to analyze the influence of pressure pulses in the turbine. The characteristics of the dominant unsteady flow frequencies in different parts of the pump turbine for various misaligned guide vane openings are investigated in detail. The predicted hydraulic performance and the pressure fluctuations show that the misaligned guide vanes reduce the relative pressure fluctuation amplitudes in the stationary part of the flow passage, but not the runner blades. The misaligned guide vanes have changed the low frequencies in the entire flow passage with the change of the pulse amplitudes mainly due to changes in the rotor-stator interaction and the low frequency vortex rope flow behavior.     

水轮机模型验收试验的研究与探讨

介绍百色水利枢纽混流式水轮机模型验收试验中效率、出力、空化、压力脉动、飞逸、轴向水推力、导叶水力矩和Winter -Kennedy蜗壳压差等试验的基本情况 ,并就试验中遇到的卡门涡、叶道涡、特殊压力脉动带等关键技术问题进行了详细的分析讨论 ,同时着重介绍了电站装置空化系数 3种不同定义方式对压力脉动测试的影响 ,探讨了空化系数在原模型相似方面的影响     

混流水轮机导叶出口流场的压力 脉动数值分析

利用三坐标测量仪及相应测绘方法对HL160-LJ-25模型水轮机过流部件进行了测量,得到过流表面数据,构建了水轮机各个部件的几何模型;采用CFD及其滑移网格技术,对模型水轮机整机内部流动进行了三维定常和非定常湍流计算,重点研究了导叶出口与转轮进口之间的动静干扰影响下的流场特点,从空间和时间两个方面分别提取压强变化信息,分析得知该区域内压强的变化在空间和时间上均呈现周期性变化规律。分析结果对改善水轮机性能具有重要的指导意义。     

三维非定常湍流尾水管涡带数值模拟

采用全流道三维非定常流动数值模拟方法,研究了混流式水轮机在部分负荷工况运行时,尾水管涡带在尾水管内引起的压力脉动现象。计算工况为典型的部分负荷工况,单位转速为70.52r/min, 单位流量为0.679m3/s。计算结果表明在4个计算点都得到了涡带低频压力脉动：频率为0.333Hz, 是转频1.25Hz的1/3.75,相近工况（n11=71.25r/min,Q11=0.689m3/s）模型试验测得涡带频率为5.31Hz, 是转频18.62Hz的1/3.51,从涡带频率看计算结果与试验测量结果一致。研究成果表明数值模拟方法是可行的,可以在设计阶段预测尾水管内涡带压力脉动的特性。     

三峡电站混流式水轮机水力稳定性研究

The Francis turbine of Three Gorges hydropower station is one of the large turbi nes with great head variation in the world. The operational stability of the tur bine has been the top subject for departments of design, research, manufacture a nd operation to be concerned about. During the course of preparing bid invitatio n documents and executing the contract for the Three Gorges left power plants turbogenerator units, the hydraulic stability of the turbine was regarded as the most important problem and specific stability indexes of the model turbine and the prototype turbine were respectively specified in the contract. In the model tests for turbine model acceptance, pressure fluctuation phenomena in the case o f partial load were found to be different from the usual ones as people had known. Within the range of operating water head, there existed a peak value zone of pr essure fluctuations with higher frequencies, and large-amplitude pressure fluct uations simultaneously occurred in several localities from the spiral case entra nce to the draft tube. On the basis of test results from the model, the influenc e of cavitation coefficient and aeration on pressure fluctuations is analyzed, a nd some measures to improve the hydraulic stability of turbines of Three Gorges hydropower station are expounded.     

黄金坪水电站水轮机模型验收试验分析

为了验证黄金坪水电站水轮机模型的水力特性,进行了水轮机模型验收试验。试验内容包括仪器仪表率定、效率试验、出力试验、空化试验、压力脉动试验、轴向水推力试验、蜗壳压差试验、导叶水力矩试验、飞逸特性试验、补气试验、尺寸检查等。验收结果表明:初步试验与验收试验基本一致,水轮机各项水力特性满足合同要求。     

羊曲水电站水轮机模型验收试验浅析

介绍了羊曲水电站水轮机转轮模型验收试验的主要项目及试验结果。内容包括:水轮机出力及效率、空化、压力脉动(补气和不补气条件下)的验收试验;飞逸转速、轴向水推力、活动导叶水力矩(同步和异步情况)、蜗壳压差等试验以及模型尺寸检查。验收试验结果表明模型水轮机各项试验参数的重复性较好,各项水力性能指标基本满足要求。另外在文中还剖析了机组模型试验部分参数取值的原因,希望能够增强技术人员对模型试验的了解。     

瀑布沟水电站水轮机模型验收试验

为了验证瀑布沟水电站水轮机模型的水力性能,进行了模型验收试验。其内容包括仪器仪表率定、效率试验、出力试验、空化试验、流态观测、装置空化及变空化下的压力脉动试验、补气试验、轴向水推力、蜗壳压差、飞逸特性等试验。验收结果表明:模型水轮机性能及换算到原型的水轮机性能满足合同要求。     

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。