局部加热法对水轮机转轮焊接残余应力的影响

针对混流式水轮机转轮在服役过程中出现裂纹的情况,利用数值模拟技术研究了局部加热法对转轮焊接残余应力的影响,得到了叶片危险区域的焊接应力在局部加热过程中的变化情况以及转轮局部加热的优化方案.结果表明,局部加热法在增加了加热区域焊接残余拉应力的同时,大大降低了叶片危险区域焊接残余拉应力峰值.在局部加热的过程中,叶片危险区域...     

水轮机叶片裂纹的产生及对策

水轮机叶片裂纹严重威胁机组安全运行和降低经济效益。叶片裂纹是疲劳裂纹，主要由交变应力引起。固定导叶卡门涡、活动导叶后面和转轮下面过大的压力脉动都能引起机组强烈振动和产生过大的交变应力。叶片打磨产生残余拉应力应该受到重视。应对裂纹危险部位进行压应力防护处理。采用高强高韧奥氏体不锈钢代替0Cr13Ni4Mo可提高材料的韧塑性和疲劳性能，改善焊接性能，从而大幅度提高疲劳寿命。应提高制造工艺水平，同时，尽量避免低水头、低负荷运行。     

构皮滩水电站转轮残余应力测试

为了解转轮焊接区、热影响区及附近区域相关部位退火后残余应力的情况,对构皮滩水电站首台水轮机转轮退火后进行了残余应力测试。采用盲孔法对13#叶片正、负压侧两个关键部位进行了测试。结果表明,通过退火可以较好地消除叶片的焊接残余应力。     

混流式转轮焊接残余应力的试验研究

焊接残余应力对水电机组水轮机转轮的疲劳特性以及运行的稳定性和安全性有着重要影响。介绍了钻孔法对某大型水轮机转轮进行残余应力试验研究情况，并对退火前后残余应力进行比较。     

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.     

水轮机转轮焊接接头残余应力分布研究

本文通过对焊接试板及真机转轮的残余应力测试,研究了水轮机转轮焊接接头残余应力分布规律,通过热处理前后的焊接残余应力的对比,对采用HS13-5和HS367两种焊接材料焊接转轮的焊后热处理效果进行了评价。     

邦朗转轮和牛陆岭转轮残余应力分布规律的研究

由于水力机组内部流动的复杂性,在不同工况下的裂纹控制问题,国内外尚无完善的预测方法和评估标准。目前国内大型水电站,超过6 m直径混流式转轮不可避免出现裂纹,转轮裂纹萌生的位置主要集中在叶片与上冠和下环的焊缝处及其热影响区,这些裂纹的萌生,严重影响机组运行的安全性和可靠性。通过对转轮裂纹产生的原因进行分析,认为焊接残余拉应力起到了加速裂纹形成和扩张的作用,还大大降低了转轮的抗疲劳强度。     

水轮机转轮焊接残余应力研究

本文对数值模拟计算优化后的焊接工艺进行了真机转轮焊接及试验验证,验证结果表明:采用局部加热法,如果加热温度,加热时间及加热区域选择适当,可以大大地降低叶片危险区域残余拉应力,从而有效地降低转轮开裂风险。     

异种钢转轮焊接应力分布规律及形貌研究

针对生产、模拟异种钢转轮焊接工艺,从焊接及金属热度对异种钢转轮焊接残余应力进行了较全面细致的研究,通过大量的实验数据证明,异种钢转轮焊接残余应力分布规律无论是焊态,还是经５８０℃退火均以驼峰形式出现,本文详细介绍了其形貌特征。     

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。     

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。     

余压发电贯流式水轮机飞逸特性研究北大核心CSCD

随着贯流式水轮机发电技术的日益成熟,利用其回收循环水系统余压能的工业应用越来越多。本文将一维特征线(MOC)方法与三维计算流体力学(CFD)方法相结合,开发了一维管网和三维贯流式水轮机耦合模拟方法,模拟了真实系统中贯流式水轮机飞逸过程,探究了该过程中故障水轮机流动特性及转轮受力特性。主要结果表明:由稳态工况到飞逸状态所需的时间随着转动惯量减小而变短;转轮和尾水管域的监测点压力脉动振幅高值均发生在转轮叶频及其高次谐波;飞逸过程中,转轮所受轴向力大幅下降,而径向力表现出大幅增加且剧烈振荡特性;转轮叶片表面压力出现明显的交变规律,负压区位于进水侧叶缘处;尾水管内逐渐形成较大旋涡,并沿着流动方向逐渐向管道壁面发展。     

混流式水轮机出力与叶片应力关系的试验研究

通过电站真机与模型转轮应力测试结果的分析证明,混流式转轮叶片应力与机组出力之(?)存在线性关系。为混流式转轮疲劳研究提供了科学依据。     

基于流固耦合的混流式水轮机转轮应力特性分析

本研究采用顺序流固耦合方法,计算了某设计中的混流式水轮机转轮在不同水头下发额定出力时的静应力分布,以及设计最高水头额定出力工况下的动应力特性。静应力计算的结果表明：最大应力出现在叶片出水边与上冠连接处,并且随着水头增高,静应力最大值有减小趋势。动应力的计算结果表明：设计的转轮,动应力的幅值满足稳定运行的要求。     

涡带工况下混流式水轮机转轮动应力特性分析

近年来,国内一些大型混流式转轮出现了不同程度的裂纹问题,对机组安全运行构成了威胁。研究表明,水力激励引起的混流式水轮机转轮叶片动应力是引起叶片疲劳破坏的主要原因之一。文中首先对高水头小负荷的涡带工况下混流式水轮机内流场进行非定常CFD计算,得到涡带工况下叶片表面不同时刻的水压力载荷,并利用流固耦合方法对转轮进行结构场瞬态特性计算,分析转轮叶片的动应力特性。结果表明由于水压力脉动引起的转轮叶片上的振动交变动应力是混流式水轮机疲劳破坏的主要原因之一。计算结果可为其它水轮机转轮的动应力特性分析和疲劳分析提供参考。     

基于流固耦合的混流式水轮机转轮静应力特性分析

近年来，国内外一系列大型水轮发电机组频繁发生转轮叶片投产后短期内出现穿透性裂纹问题，对机组安全稳定运行构成了威胁。长期以来人们一直在寻找由于水力激励引起转轮叶片应力特性的计算方法。本文首先对混流式水轮机全流道内流场进行了多工况的CFD计算，得到不同工况下转轮叶片表面水压力载荷，并利用顺序流固耦合方法对转轮在各种工况下的应力特性进行计算。结果表明在大部分工况下该转轮叶片最大静应力基本上与水轮机功率成线性关系。本文计算结果可为其它水轮机转轮的应力特性分析及转轮疲劳裂纹分析提供参考。     

混流式水轮机转轮简化模型焊接应力场的数值模拟

在确定混流式水轮机转轮简化模型、解决分段焊焊接热源加载问题及解决各独立实体间接触边界节点不重合的热传导问题的基础上,对转轮模型焊接过程的应力场进行了数值模拟.得到了焊接过程中纵向应力的演变规律与焊后应力场的分布情况.结果表明,焊后应力峰值出现在叶片与上冠或叶片与下环接触面附近.该结果可以较好地解释水轮机转轮叶片疲劳裂纹的产生和扩展的失效行为.