【摘 要】
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水轮发电机组额定转速nr的常用计算公式中,涉及最优单位转速、加权平均水头、水轮机转轮直径三个参数,其目的在于通过合理选择nr使水轮机经常运行在其最优效率区域,以提高电站发电效益。对于水头变幅不大的电站,利用上式选择水轮发电机组的额定转速是可行的。但是,随着水电建设规模与机组单机容量的不断增长,以及不同电站的一些特殊工况所带来的问题，必须采取综合考虑水轮机运行的能量、稳定性、空化性能；以及发电机制造
【机 构】
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中国水电顾问集团西北勘测设计研究院
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水轮发电机组额定转速nr的常用计算公式中,涉及最优单位转速、加权平均水头、水轮机转轮直径三个参数,其目的在于通过合理选择nr使水轮机经常运行在其最优效率区域,以提高电站发电效益。对于水头变幅不大的电站,利用上式选择水轮发电机组的额定转速是可行的。但是,随着水电建设规模与机组单机容量的不断增长,以及不同电站的一些特殊工况所带来的问题，必须采取综合考虑水轮机运行的能量、稳定性、空化性能；以及发电机制造因素,甚至环保要求等方面来优化选择水轮发电机组额定转速。
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从水力性能和水流运动规律出发,对灯泡混流式这种新型水轮机的流道进行了研究,提出了灯泡混流式水轮机过流通道的几何形状及尺寸系列,为这种新型水轮机的产品开发和设计提供了重要资料,同时认为灯泡混流式水轮机的最佳应用水头范围为20～300m。
在水轮机结构部件的固有频率和模态测试中,由于力脉冲信号作用的时间较短,对力脉冲信号的数据采集要求有足够的采样的速率以满足其波形的精度,另一方面,为了确保测试结果的频率分辨率,要求对响应信号的采样速率不能太高。因此,这两方面就存在频率分辨率和时域波形精度这一对矛盾。为了解决这一矛盾,本文结合现场实测,介绍了在水轮机固有频率和模态测试中采用变时基信号采集和传递函数分析方法。
基于Navier-Stokes方程和标准k-ε紊流模型,数值模拟轴流转桨式水轮机在含轮缘间隙时转轮内部的流场分布情况。对不同工况下的轴流转桨式水轮机的动力特性进行了系统、全面的数值计算,阐述了存在轮缘间隙时,转桨式水轮机叶片上的压力分布受泄漏流动的影响程度和范围,进而分析了不同工况点下轮缘间隙对水轮机动力特性的影响,同时在含轮缘间隙的情况下分析了转轮叶片进口角度的分布情况。为进一步优化轴流转桨式水
本文采用基于同位网格的SIMPLEC算法；应用有限体积法和RNGk-ε湍流模型,对某电站模型转轮的全流道进行了数值计算,研究了转轮叶片内部流场特点。由于转轮和导叶动静干涉以及叶片数的不一致,活动导叶进口压力波动周期数与转轮进口不一致。小流量工况时,转轮进口水流的撞击,横向流动以及叶道涡较为严重。当流量增加时,流态得到明显改善。不同开度下,转轮叶片上沿流线方向速度矩也有一定差异。
根据加速旋转相对坐标系中雷诺平均的连续性方程和Navier-stokes方程,以及转动系统的力矩方程,推导了水轮机转轮区域的流动控制方程。在此基础上采用RNGk-ε湍流模型对控制方程组进行封闭,对基于HL220改型的混流式水轮机进行飞逸过渡过程的三维非定常湍流计算,得到了水轮机达到飞逸状态时的单位流量和单位转速、并和试验结果进行了比较,结果显示两者吻合良好。通过对计算数据的进一步分析,得到了单位转
我国早期生产的轴流转桨式水轮机的转轮密封大多采用的是“λ”型密封结构型式。从葛洲坝电站和其他几个电站较大型水轮发电机组的运用情况来看,这种密封结构型式均存在密封失效现象,有些甚至出现了大量漏油,造成严重的环境污染和重大经济损失。这种相当于填料密封的结构型式用于大型水轮机是不合理的。利用摩擦学设计思路,减小密封室结构尺寸,选用摩擦系数小的密封材料,采用多层“V”型密封,布置成双向的密封型式是解决大型
水电站用桥式起重机主要分单小车和双小车两种型式,设计应根据电站吊运设备的特性以及用户的要求,合理选择型式、台数和主要工作参数,尽可能采用PLC变频调速技术,改进控制系统和电气保护设计等,提高运行可靠性,为用户提供优质的设计服务。
构建冲击式水轮机基本原理模型,推出原理模型基本方程,并完成数值分析。对冲击式水轮机基本原理模型,给出转轮出水方向及出口动能的普遍性方程。从而深入认识冲击式水轮机所遵循的普遍规律。
就整体而言,相似理论不适用于水斗式水轮机。对水斗式水轮机模型试验、数据处理、模型动力性能表达方式、乃至水斗式水轮机模型试验的前途,提出新看法。清除比转速、启用水斗式水轮机的新名牌、废除标准直径及系列型谱。水斗式水轮机不存在空蚀现象。
对于冲击式(包括水斗式与斜击式)水轮机的效率,人们一直认为原型与模型机的效率相同,不需修正；而对反击型水轮机(混流式和轴流式水轮机)则提出了由模型效率换算为原型效率的公式。其实冲击式水轮机其原型效率与模型机效率之间有所差别,也像混流式和轴流式水轮机一样,同样存在着由模型效率换算为原型效率的规律。