三峡水轮机转轮固液两相三维紊流计算及磨损预估

本在两流体模型的基础上，使用贴体坐标的有限体积法，利用有哥氏力修正的κ-ε-Ar，两相流紊流模型建立了水轮机转轮内部的三维泥沙固液两相紊流计算模型。模型中求解了考虑压力对固粒相影响的时均Reyno1ds动量方程，并利用泥沙相的速度和浓度分布，数值计算转轮的泥沙磨损。用该模型计算了三峡水轮机转轮内部的三维泥沙固液两相紊流流动，数值预估了三个不同工况转轮的泥沙磨损情况．计算表明汛期三峡水轮机转轮将有一定的磨损，磨损的主要部位是叶片正面靠近出口和下环面的三角区。靠近山水边的磨损速率约为1．3mm/年。     

三峡水轮机高水头运行水力稳定性研究

塔贝拉电站机组最高水头为135.64m，设计水头为97.5m，经检查发现机组损坏的部位在转轮下环出口、尾水管进口及转轮进口上冠处．其主要原因是在高水头、满负荷时产生叶道涡造成不稳定冲击所致．从三峡水轮机高水头运行水力稳定性的初步试验可知，高水头时，在较大的工况范围内发生严重的尾水管涡带，水力不稳定性问题必须进一步深入试验研究，以便全面弄清楚三峡水轮机在各工况下的脱流、空化、涡带和压力脉动特性．对水力、机械、电气等引起的共振问题也应采取新的方法进行研究．     

三峡模型水轮机转轮的流态观测及过流通道内水压脉动试验研究

针对三峡机组运行水头变幅大、机组钤芳最成工况运行时间长等特点，在开发的三峡模型乐轮机组上进行了流态观测与水压脉动试验，本次试验选取了三峡电站动物范围内不同水头、不同负荷下的５５个工况，对该选定工况进行如下工作，即利用光导内窥交易和闪光测频仪对模型转轮叶片进出口流态进行了不同空化系数下的观测及描绘；对过流通道上布置的８个水压脉动测点，进行了电站装置空化系数下的水压脉动试验；以及在同一工况的不同空化系     

减少转轮和导叶空化破坏和泥沙磨损的措施

右江百色水电站是一座中高水头的大型水电站，水轮机转轮叶片和导叶处的流速较高，会产生空化导致空化破坏，在汛期过机水流泥沙含量较大，会产生泥沙磨损，论述了水轮机采购招标时采取的减少转轮和导叶空化破坏和泥沙磨损措施，并进行了简要分析。     

混流式水轮机转轮叶片出口水压脉动试验研究

由于混流式水轮机在高水头部分负荷区域运行时内部流态非常复杂,可能会出现叶道涡及尾水管涡带等水力不稳定现象．为了探讨在转轮叶片间存在不同水流状态时叶片出口处的水压脉动情况，专门在JF1055模型水轮机上进行了10个工况、3个测点位置的水压脉动试验研究．试验是在高精度水力机械模型通用试验台上进行的．试验分两步进行，第一步为不带小铜管试验，第二步为带小铜管试验．试验结果表明，紧靠转轮下环叶片出口处的水压脉动幅值约为尾水锥管上常规测点处水压脉动幅值的3～5倍．     

万家寨水电站水中含沙对空化压力的影响

对万家寨水电站含沙量对水力机械内空化压力的影响进行了研究，并利用自行研制的测量装置实测了黄河万家寨水电站含沙水样的初生空化与，临界空化压力．实测结果表明，随着含沙量的增大，初生空化与临界空化压力值均有所提高，且接近线性关系．这一成果可用于所有含沙河流上的水电站水轮机与水泵站水泵合理确定安装高程时的参考．这样做可以减少空蚀与泥沙磨损给运行带来的经济损失．     

水力机械新技术的研究与应用

中国水利水电科学研究院水力机电研究所拥有三座具有国内领先水平的大型试验台，可从事水力机械能量特性试验、空化性能试验、飞逸特性试验、水压脉动特性试验、力特性试验、水流内特性试验、水泵-水轮机过渡过程特性试验等．近年来在承担三峡、二滩等国家重大工程的前期科研攻关任务的同时，结合市场需要，针对混流式水轮机、轴流与贯流式水轮机、离心泵、轴流泵、泥浆泵、贯流泵等研究开发了优秀水力模型．在模型试验技术、水力机械内部流动分析、抗磨防蚀技术、水力机械振动稳定性研究等方面，亦取得了具有重大学术价值的研究成果．     

水轮机过流部件磨蚀问题的研究与防护

针对我国高含沙水流中运行的水轮机组的过流部件的磨蚀这个长期存在的疑难问题，开展研究工作，在分析水轮机过流部件泥沙磨损、空化破坏各自的磨损机理、特点、影响因素、预测模型等的基础上，总结出水轮机过流部件的磨蚀主要是泥沙磨损、空化破坏及它们的联合作用，提出水轮机过流部件磨蚀的主要防护措施，为最终解决水轮机过流部件磨蚀问题提供了理论依据。图6幅，表1个。     

JF205系列新型水轮机模型的开发研究

JF205系列混流式水轮机模型是中国水利水电科学研究院水力机电研究所新近开发的，适用于150～200m水头段．在试验中，首先对蜗壳、固定导叶与活动导叶、尾水管、转轮等通流部件进行了设计与加工．试验内容有效率试验、空化试验、水压脉动试验、飞逸试验等．通过将试验成果与我国中小型混流式水轮机转轮系列型谱中的相应转轮进行比较可看出，JF205系列水轮机模型具有高效区范围宽、空化性能好、最大单位飞逸转速低等优点，部分转轮的模型最优效率在国内首次突破94％大关．     

满拉水电站机型选择

满拉电站总装机２０ＭＷ，在电网系统中担任调峰、调频任务。年楚河含沙量较大，对水轮机存在着泥沙磨损现象，同时考虑到电站所处的位置自然条件恶劣，交通不便，为确保机组安全可靠运行，延长机组大修周期，水轮机应选用抗磨性能好的转轮和结构。通过泥沙对水轮机磨损程度的分析，确定了水轮机额定工况点的比转速，并控制转轮出口靠下环处的相对速度，最终选出了水轮机的转轮型号。     

含沙河流中混流式水轮机转轮优化设计的研究及其软件包的开发

通过对水轮机泥沙磨损机理和磨损条件的分析 ,提出了改善水轮机磨损条件的措施 ,在二元理论基础上 ,对含沙河流中混流式转轮叶片设计方法进行了研究。采用稳定可靠的数值计算方法 ,进行了转轮流场计算、叶片数值积分、叶片加厚等工作。对初步设计的转轮进行了效率和磨损预测。开发了一套实用的含沙河流中混流式转轮叶片水力设计计算机辅助设计系统 ,并给出了一个运用该软件的设计实例。     

MECHANISM AND PREDICTION OF MATERIAL ABRASION IN HIGH-VELOCITY SEDIMENT-LADEN FLOW

1. INTRODUCTION There are many heavily sediment-laden rivers in China, where the silt abrasion of hydraulic projects caused by high-velocity sediment-laden flow is severe. Prediction of the silt abrasion damage at the concrete surface in heavily sediment-laden rivers is one of the important problems to be solved in water conservancy and hydropower engineering. It is necessary to study the mechanism and prediction of material abrasion. In recent years, many researchers have focused their a…     

高水头平板闸门水力特性研究

结合三峡水电站排沙底孔工作平板闸门进行了高水头闸门水力特性试验研究 .内容包括在开启过程中 ,闸门底缘后漩涡水流剪切空化引起的闸门空蚀、振动及通气减蚀措施 ;闸门总体布置及最佳体型 ;闸门位置及底缘合理形式 ;加折流器及闸室区水流脉动特性 .提出了防止闸门空蚀及振动的具体措施 ,为高水头闸门结构设计提供科学依据     

混流式水轮机转轮抗磨蚀水力性能研究

转轮严重磨蚀是在多泥沙河流运行的水轮机普遍存在的问题。通过对含泥沙水流在水轮机转轮内流动特性的研究，成功设计出抗磨蚀的混流式水轮机转轮。该转轮已在九子溪水电站运行了4年半时间，未进行过磨蚀修复，机组还增容15.3％。实践证明，磨蚀研究成果及转轮设计思想是正确的。     

小浪底水电站水轮机抗磨蚀的技术措施

小浪底水电站水流含沙量高，水头较高，水轮机抗磨蚀问题严重。为了减轻水轮机的磨损，设计制造时采取了一些措施。如：优化水工布置，过机沙量；优化水轮机参数，降低相对流速；改善部件结构；采用优质材料，提高制造质量 敷防护材料等。     

三峡水电站过机水流指标检测下的水轮机磨蚀机理浅析

对三峡水电站左岸过水轮机水流的各项物理指标以及水轮机的磨蚀状况进行了监测,并以测得的各项物理指标与水轮机的真实磨蚀状况为基础对水轮机的磨蚀机理进行了浅析。分析得出了通过现场观察,数值模拟等手段可以较为准确的预测水轮机未来的磨蚀情况,也可为检修机制的转变提供依据。     

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     

浅谈三峡电力系统(左岸)安全稳定控制装置

三峡电力系统(左岸)投产后，华中电网和川渝电网通过“三万线”实现联网，在系统正常和检修方式下，发生线路或变压器故障以及线路过负荷或高周时，需要采取切除三峡电力系统(左岸)机组、压出力、向直流极控系统发送调节直流功率的命令或切除部分负荷以及解列“三万线”等控制措施，才能确保电网的安全稳定运行。为此，装设在三峡左一电站、三峡左二电站、龙泉换流站、荆门(斗笠)变电站、荆州换流站、葛洲坝换流站的安全稳定控制系统显得非常重要。     

石板水电站水轮机长短叶片转轮裂纹分析

石板水电站装有3台35 MW采用长短叶片转轮的高水头混流式水轮机,机组自1997年投入运行以来,水轮机在空化、磨蚀、效率、运行稳定性方面表现出很好的性能,但转轮叶片出现了裂纹。文章从设计、制造质量和运行角度,分析了引起裂纹产生的主要原因,并提出防止裂纹的建议。