降低高部分负荷压力脉动方法探讨

本文针对混流式模型水轮机研发中有关降低高部分负荷压力脉动的方法进行了探讨。通过不同转轮多个方案的模型试验和深入比较,掌握了不同形式泄水锥对混流式水轮机高部分负荷压力脉动的影响规律以及不同补气位置对长泄水锥混流式水轮机转轮压力脉动的影响。为电站运行中降低高部分负荷压力脉动提供了科学依据。     

混流式水轮机压力脉动计算

本文依据国内外大量混流式水轮机压力脉动实测试验结果,对理想流体应用毕奥-萨瓦尔定律,以兰姆型方程和伯努利方程为理论基础,导出了计算混流式水轮机转轮出口压力脉动振幅的实用公式。     

混流式水轮机压力脉动与振动稳定性研究进展

混流式水轮机水力振动是影响水电站安全稳定运行的关键问题之一,研究混流式水轮机不稳定流诱发的压力脉动和振动问题,对于提高机组和水电站的运行稳定性有着十分重要的意义.本文着重介绍了水轮机压力脉动与水力稳定性模型试验、水轮机压力脉动与振动数值模拟以及水轮机转轮动应力与叶片裂纹研究方面的最新成果.在总结、分析现有研究成果的基础上,提出了混流式水轮机压力脉动和振动稳定性领域需要进一步研究的问题.     

混流式水轮机压力脉动预测

通过混流式模型水轮机全流道的三维非定常紊流计算,预测了引水部件和尾水管的压力脉动。计算以N－S方程为基础,基于贴体坐标和交错网格划分,对控制方程进行变换和离散,采用SIMPLEC算法求解,应用了RNG的k-ε湍流模型。     

降低水轮机尾水管压力脉动措施的模型试验研究

本文介绍了几种布置在尾水管内的导流装置方案和模型试验结果,描述了各种措施对水轮机效率、出力、流量等参数的影响、降低压力脉动幅值的效果和频率特性。     

混流式水轮机转轮区叶道涡压力脉动数值研究

混流式水轮机在偏离最优工况区运行时,不但在尾水管中有明显的旋转涡带,在转轮区也会有涡束沿着叶片流出,我们称之为叶道涡.随着大型混流式水轮机的广泛应用,叶道涡有可能对机组的稳定运行产生影响.本文利用数值模拟技术对某混流式模型水轮机转轮内压力脉动进行研究.研究表明:转轮区的压力脉动主要是由叶道涡诱发的,叶道涡的频率基本等于转动频率.     

水轮机压力脉动分析

水轮机压力脉动是引起水轮发电机机组振动及不稳定运行的重要因素之一,是评价水轮机水力性能的重要依据之一。文章论述和分析了几种典型的水轮机压力脉动形式及其对水轮机运行稳定性的影响,并介绍了减轻和避免压力脉动可采取的方法。     

1000MW模型混流式水轮机压力脉动分析

本文针对白鹤滩电站1000MW模型混流式水轮机,在8.47mm小开度、58.8r/min单位转速下的计算工况点进行非定常数值模拟。通过提取和分析各个过流部件内部空间测点的压力脉动信号,得到了混流式水轮机内部压力脉动的分布特点和传播变化觃律。     

泄水锥形式对混流式水轮机压力脉动的影响分析

本文采用Transition SST湍流模型对模型混流式水轮机三维全流道非定常湍流进行模拟。在实验验证的基础上,针对五个导叶开度工况,分析了原型泄水锥、加长型泄水锥、加长加槽型泄水锥和圆头型泄水锥对水轮机压力脉动的影响,分析结果表明：三种改型泄水锥均能改变尾水涡带的形态,使得特殊压力脉动带变窄;泄水锥改型对水力效率、尾水管压力脉动的影响与导叶开度有关,圆头型泄水锥对减小压力脉动振幅的综合效果最好;泄水锥改型只对由尾水涡带引起的低频压力脉动有效,对动静干扰引起的叶片频率压力脉动影响不明显。     

不同步导叶对混流式水轮机压力脉动的影响分析

采用Realizable k-ε模型,对混流式模型水轮机三维全流道非定常湍流进行模拟,在实验验证的基础上,对不同步导叶(MGV)作用下的压力脉动进行了分析.选择部分负荷工况,分别研究MGV在5种不同开度下水轮机各过流部件的压力脉动特征.计算和实验结果表明:MGV不改变尾水涡带的旋转频率,随着MGV开度的变化,尾水管内主频和非主频的变化规律不同,甚至可能相反;转轮内的脉动主频为转轮转频与尾水涡带的旋转频率之差,其幅值变化规律与尾水管内脉动主频相同;MGV使转轮上出现了新的压力脉动频率,其值为转频与MGV数量的乘积,不同步导叶的开度偏离同步导叶开度越大,该频率的振动越强;在MGV作用下,各点主频脉动变化规律与采用同步导叶调节反映的规律是相似的,使用MGV装置可以在保证机组出力的条件下避开有害的压力脉动区.     

关于混流式水轮机水力稳定性的几点建议

混流式水轮机在远离设计工况（最高效率点）运行时,会产生脱流和涡带,引发机组甚至相邻混凝土构件振动,并可能产生疲劳破坏。近年来,随着水轮机比转速和单机容量的提高,有些电站因水头变幅大,转轮性能不完全适应电站条件,运行工况欠佳,制造质量存在问题和补气不力,运行稳定性问题已引起广泛的关注。本文综合国内外情况,对混流式水轮机的水力稳定性问题进行了初步分析,并提出一些建议。     

水轮机压力脉动的混频幅值置信度分析方法研究

文章根据IEC(国际电工委员会)试验规程的要求,对常见的用于计算压力脉动混频幅值置信度方法进行了分析。结合模型试验结果对压力脉动随机变量的分布进行了讨论。分析了计算方法的适用性,提出了符合要求的计算方法。     

高比速混流式水轮机的水力稳定性问题

混流式水轮机的水力稳定性与机组运行工况密切相关。当水轮机在远离设计工况(最高效率点)运行时,会产生脱流和涡带,引起机组甚至相邻混凝土构件振动,并可能产生疲劳破坏。近年来,随着单机容量和水轮机尺寸的增大,有些电站因水头变幅大、负荷调节范围宽、水轮机性能不完全适应电站运行条件、制造质量存在问题和补气不利,水轮机出现不同程度的水力振动,导致转轮叶片裂纹,尾水管壁撕裂,有的甚至引起厂房或相邻水工建筑物发生共振,危及电站安全运行。本文对混流式(特别是高比速混流式)水轮机的水力稳定性问题进行了初步分析和讨论。     

湍流模型对水轮机压力脉动数值预测的比较

分别采用大涡模拟模型、标准k-ε模型和Realizablek-ε模型,对模型水轮机全流道内的三维非定常湍流进行了数值模拟,对导水机构及尾水管内的湍流压力脉动进行分析,并与试验结果比较。分析结果表明:大涡模拟方法对湍流脉动的大尺度分量进行直接模拟,对强旋流有很好的适应性,能够较准确预测水轮机的压力脉动;Realizablek-ε模型考虑了流体微团转动的影响,可定性分析水轮机全流道的压力脉动特征;标准k-ε模型忽略了流体微团转动的影响,对水轮机压力脉动的模拟结果误差较大。     

三峡右岸水轮机水力性能优化设计

三峡左岸水轮机虽然通过模型验收,但其高部分负荷区仍存在诸多不稳定因素,模型试验结果存在高部分负荷压力脉动区.哈尔滨电机厂有限责任公司在三峡右岸水轮机优化设计中理论与实践相结合,通过大量水力设计和模型试验,最终优选出的A858a转轮在稳定运行区内不仅无高部分负荷压力脉动,且空化性能、能量指标及其他水力性能亦非常优秀,更适于三峡水电站长期、安全、稳定、高效运行的要求.     

潮汐电站水轮机模型结构设计及试验研究

介绍了潮汐电站水轮机模型试验装置设计特点和反向过水模型试验结果。     

黄金坪电站水轮机模型试验研究

介绍了黄金坪电站水轮机水力开发技术特点、水轮机模型试验装置结构设计以及模型试验结果.