龙滩水轮机转轮的设计和制造评述

龙滩水轮机转轮的设计和制造,在特大型机组中具有代表性,尤其是在工地制作700 Mw转轮,更居首次。转轮的设计和制造,由福伊特西门子水电设备公司负责,目前此项工作正在进行中,第一台转轮已组装焊接完毕,并进行了退火热处理。文章就龙滩水轮机转轮的水力设计、模型试验、转轮结构设计、转轮工地制造及转轮的最终验收,进行评述并提出一些建议。     

岩滩水电站1号机转轮整体退火工艺优化应用

岩滩水电站1号机转轮改造采用转轮在工地进行组焊加工的方式,在完成了焊接工序后,需对转轮进行整体退火,以达到消氢和降低焊接残余应力的目的。对转轮退火工艺进行了优化,取得了理想的效果。     

水府庙电站水轮机转轮改造简析

文章分析了湖南省水府庙水电站水轮机转轮改造缘由,提出了转轮设计的主要技术性能参数,并对比HL365和JF3912型水轮机两转轮参数,选择采用JF3912型转轮进行技术改造。     

水轮机转轮内部的流动分析及叶片翼型设计

本文讨论基于现代的CFD(计算流体动力学)技术进行水轮机转轮叶片的设计,并结合某电站的具体要求给出设计实例,应用CFD技术首先进行了初始转轮与导叶的联合分析计算,根据计算结果优化设计了新转轮.结果表明,新转轮与初始转轮相比性能有很大程度的改进,水力试验表明新转轮的水力性能完全达到了设计目标.     

水轮机转轮的数字摄影测量逆向工程建模技术

水电站水轮机转轮的快速修复技术是影响电站运行效率及提高发电企业经济效益的瓶颈技术之一。提出了采用空间逆向工程技术手段,以数字摄影测量技术为基础对转轮实施快速数字化测量,并建立转轮数字模型,为转轮的维修、缺陷处理提供依据。并对采用V-STARS数字摄影测量技术进行转轮快速数字化测量的方式、数字建模方法、转轮快速修复流程等进行了阐述。该项技术的研究、发展及应用将在水轮机转轮快速修复中具有广阔的应用前景。     

凌津滩电厂水轮机转轮室换型改造

针对凌津滩电厂4#~9#机转轮室产生裂纹的现象,就转轮室的结构及特点,设备的运行工况以及同类机组的类比等,对转轮室各个部位裂纹产生的原因进行了全面和深层次的分析,并根据分析的结果和设备运行现状,进行了一台机组的转轮室换型改造。通过新旧转轮室的结构特点对比以及强度的分析计算,经过一年的运行观察,新转轮室能够很好地确保设备的安全稳定,彻底解决了转轮室裂纹问题。     

棉花滩水电厂水轮机转轮改造方案优化研究

棉花滩水电厂因水轮机转轮叶片裂纹问题对电厂安全生产造成威胁,必须对转轮进行改造。通过对转轮改造方案进行比较、分析,提出了转轮改造优化方案,兼顾了项目经济指标和技术指标的平衡。     

混流式水轮机不锈钢转轮气蚀产生原因及修复

云峰发电厂4号水轮发电机组运行48年,转轮气蚀、裂纹破坏严重,已不能保证安全运行,2013年5月25日机组改造结束,更换的导水机构及不锈钢转轮投入运行。在近4年的运行中,转轮上冠出水边仍有气蚀破坏产生。2017年4月4号水轮发电机组进行了改造后的首次A级检修,检修中对转轮气蚀部位进行了修复。本文着重对转轮气蚀的产生原因进行分析,对转轮气蚀的修复方法进行了阐述。     

龙滩工地制造转轮的检测与验收

龙滩水电站水轮机转轮是国内最早在工地制造的大型水轮机转轮之一,文章详细介绍了龙潍转轮工地制造的质量标准、制造检验及验收程序,并对龙滩已交货的转轮主要质量指标以及整体质量进行评价,最后对工地制造转轮提出合理建议,对大型转轮工地制造及检验有一定指导和借鉴意义。     

金银台水电站机组转轮室振动较大原因分析及处理

对金银台水电站机组转轮室振动较大原因进行了详细分析,并对不同技改方案所产生的效果进行了对比,最后确定最优方案,通过对转轮室进行重新设计制造来改变转轮室的固有频率,使其在运行时能避开1.2倍转频引起的共振,较好地解决了转轮室振动较大问题,为其他灯泡贯流式机组电站提供了转轮室技术改造及设计经验.     

液压提升器在大型冲击式水轮机转轮安装中的应用

转轮是冲击式水轮机实现水能转换的核心部件,其性能对水轮机起着决定性的作用,其运行状态直接影响到水轮机的效率、寿命和机组的安全稳定运行。由于转轮的几何形状复杂,在转轮的安装过程中吊装难度较大。采用液压提升器对某水电站转轮进行吊装、提升就位等更换安装工作。结果表明,该方法使用方便,加快了转轮更换安装速度,降低了转轮安装过程中的安全隐患。     

混流式水轮机长短叶片转轮制造技术

介绍了长短叶片转轮的制作流程,并对转轮组装、焊接流程、转轮尺寸控制、焊接质量控制等主要工序及相关工装进行了重点说明。     

盲孔法及压痕法在小湾水电站中的应用

较大的转轮焊接残余应力是诱发机组运行时发生异常振动及转轮叶片开裂的重要原因之一.为检查小湾水电站转轮焊接、退火效果,采用了盲孔法及压痕法对转轮退火前后的残余应力进行了测试.测试结果表明退火前转轮焊缝的残余应力普遍不高,退火后转轮焊缝的残余应力普遍较低,且较均匀,由此说明转轮焊接工艺合理、退火效果良好.     

基于流固耦合的水轮机振动分析

在流固耦合的基础上采用附加质量阵的方法对某-混流式转轮进行了振动分析,得出了叶片和转轮在空气和水中的振型和频率,并比较了流量和离心力对转轮模态的影响.对于小型转轮,离心力和小流量工况对转轮的震动影响较大,随着离心力的增加,转轮振动的频率有了明显提高,某些阶次接近转轮在空气中的固有频率.低频振动对水轮机的稳定性破坏比较大,要尽量避免机组低频振动.     

高水头混流式水轮机沙水流动数值模拟及转轮泥沙磨损实验研究

运用N-S方程和标准k-ε湍流模型,对高水头混流式水轮机内部沙水流动进行了全流道数值模拟。根据数值模拟结果和相似定理设计水轮机转轮叶片的单流道泥沙磨损实验装置,进行了转轮叶片泥沙磨损实验,获得了水轮机转轮叶片泥沙磨损的主要发生位置和磨损程度,并根据数值模拟和实验研究结果拟合出了水轮机转轮叶片的磨损率公式。结果表明:水轮机转轮叶片的进水边和出水口位置的磨损程度相对于其他位置更为严重,尤其是叶片背面。该研究对多泥沙河流水轮机转轮叶片的泥沙磨损评估以及维修具有指导意义。     

龙滩转轮叶片浅议

龙滩水电站7台转轮已全部在工地制造完毕。作为水轮机转轮的核心部件一转轮叶片，从设计、铸造、加工及优化改进等方面进行了较全面的阐述，并对转轮叶片诸多方面，提出了意见和建议。     

株溪口水电厂机组转轮室结构安全数值分析

建立了株溪口水电厂灯泡贯流式机组转轮室的三维模型,采用有限元法,对转轮室的动静力特性和疲劳进行了分析。结果表明:模态计算显示机组正常运行时,转轮室的固有频率应在37~47 Hz,现场试验测点转轮室振动频率为叶片频率,转轮室无共振风险。转轮室的振动属于水力作用下的强迫振动,转轮室刚度偏小,引起振动偏大。转轮室结构强度可以满足机组运行要求,出现疲劳破坏的可能性较低。计算结果为保障转轮室安全运行提供了重要技术支持。     

转桨式机组转轮渗漏和动作试验装置的改进

轴流转桨式水轮机组转轮体通常在每个A类大修周期内都要进行拆检再重新组装,整机回装前对转轮要进行渗漏试验。试验要求转轮腔压力在0.5 MPa保压48 h左右,观察转轮室的密封和渗漏情况,期间叶片在不断的开启和关闭,引起转轮室内压力产生周期变化。该装置是要在整个试验过程中操作轮叶动作并使转轮室压力稳定在0.5 MPa,同时兼顾转轮体内试验前后的充排油功能。本文介绍了对转轮渗漏和动作实验装置的改进和实践应用,对今后水电厂检修工作的智能化、科学性和减少工作量及出现差错,提供和拓展了可实现的方法和思路,积累了一定的经验。     

灯泡贯流式机组转轮室180°旋转吊装新工艺

2011年11月东坪水电厂机组检修时发现3号机组转轮室里衬空蚀严重,为彻底消除空蚀隐患,决定采取更换转轮室的方式进行处理。受工期和检修费用的约束,转轮室更换只有采取不拆卸转轮,而将新、旧转轮室下半部旋转180°的吊装新工艺和新方法,并在该厂3号机组转轮室改造更换工作中成功实施。灯泡贯流式机组下部转轮室180°旋转吊装新工艺属五凌公司在灯泡贯流式机组不拆卸转轮前提下的首创,为国内灯泡贯流式机组更换转轮室提供了新的技术参考。     

水轮机转轮采用振动时效消除焊接残余应力的效果研究

水轮机转轮均由上冠、叶片、下环组焊而成,转轮在焊接加工过程中容易产生相变应力与热应力等形式的残余应力。残余应力的存在可使转轮的尺寸及形位精度受到破坏,疲劳强度降低,影响转轮的性能,甚至使转轮本身产生裂纹而导致失效。采用振动时效工艺对焊接后的转轮进行了消除(均化)焊接内应力处理,并分别对转轮振动时效工艺处理前后的残余应力进行检测,以评价和验证转轮振动时效工艺消除(均衡)残余应力的效果。