500 MW级冲击式水轮机配水环管加工工艺研究

介绍了500 MW级冲击式水轮机配水环管的加工工艺以及厂内装配工艺研究。配水环管是冲击式水轮机的重要过流部件,配水环管设计为多节,每节配水环管厂内加工、整体预装完成后分节运输到电站进行装配焊接,各节配水环管的加工尺寸和管口角度对现场安装起决定性的影响,对后期机组的稳定运行有重大影响。通过对配水环管各节加工工艺研究,确定了配水环管制造加工工艺流程,保证了配水环管加工精度和质量,配水环管整体厂内装配,经过高精准测量,保证了配水环管装配后尺寸满足设计和安装要求。

以礼河配水环管整体结构

介绍了以礼河四级电站复建工程冲击式水轮机配水环管的结构形式以及主要计算。配水环管是冲击式水轮机的重要引水部件,结构需满足水力性能要求,也要有足够的刚强度,以确保机组的长期安全运行。对水轮机配水环管整体设计进行了说明,并对配水环管做刚强度计算,通过ANSYS有限元分析得到计算结果。配水环管混凝土浇筑方式采取保压浇筑方式,对机组稳定性具有重大意义。

冲击式水轮机配水环管结构分析与设计优化

以我国吉沙高水头水电站冲击式水轮机配水环管为计算实例,利用有限元单元法建立数值模型,对配水环管钢衬钢筋混凝土联合受力结构进行了强度分析,探讨了线性和非线性计算的结构应力与混凝土裂缝状态,对不同配筋率和保压水头的作用进行了敏感性分析,得到了明确的规律性认识,可以为高水头电站水轮机配水环管的结构优化设计提供有益参考。

冲击式水轮机配水环管和厂房结构静动力承载性能研究

为研究冲击式水轮机配水环管在高内水压力作用下的损伤特征,及其对结构动力特性的影响,基于混凝土塑性损伤模型,对配水环管和厂房结构进行非线性有限元静力分析,并在此基础上计算结构的自振特性和机组振动荷载作用下的动力响应。结果表明:配水环管虽保压埋设,但由于内压较高,配水环管外围混凝土在管顶、管腰内侧和岔管处仍易出现损伤,且管顶和管腰的损伤贯穿至混凝土表面,大部分内水压力由钢衬和钢筋承担;分岔处应力集中明显,但因管径较小,钢衬厚度较大,钢衬和钢筋的应力仍能满足安全需要。配水环管外围混凝土的损伤,使局部结构刚度降低,导致机墩不均匀上抬变形和振动响应有所增加,但不会对整体结构的承载力造成明显影响。

大型水斗式水轮机配水环管水力性能数值模拟

采用商用CFD数值模拟软件对大型水斗式水轮机配水环管的水力性能进行数值模拟研究。模拟结果表明,从配水环管进口到距进口渐远的各出口的水力损失具有逐渐增大的趋势,而且从进口到各出口的平均水力损失随着流量的增大而增大。根据实际需要,对配水环管出口不同的开启组合方案进行模拟,比较后得出性能较优的组合方案,可为指导电站的高效运行提供依据。

高水头水轮机配水环管(蜗壳)水压试验及保压浇筑混凝土

高水头冲击式水轮机配水环管(蜗壳)采用分段压力试验,消除大厚度钢板焊接过程中产生的应力;大型中高水头抽水蓄能机组也采用水压试验来有效消除蜗壳焊接过程中的应力并检查焊接质量,同时检验蜗壳充水后的变形规律。两种类型机组的配水环管和蜗壳均采用保压浇筑混凝土施工的方法,取消蜗壳与混凝土之间的弹性垫层,使蜗壳与混凝土紧贴,减小机组运行中的振动,减小蜗壳内水压力对混凝土的作用力,增加安全裕度。

烟岗水电站配水环管充水保压值

烟岗水电站发电额定水头600m,最大动水头720m,为高水头冲击式水轮机组,配水环管及其外围钢筋混凝土结构的设计关系到整个电站的运行和安全。根据计算结果,研究了不同工况和采用不同保压值方案下配水环管及其外围钢筋混凝土结构联合受力状况,并结合已成工程经验,综合论证分析,确定出配水环管充水保压值。

电机配水环管焊缝裂纹原因分析

某设备制造厂电机配水环管立缝在消除应力热处理后,熔合线附近出现裂纹。钻孔截取裂纹局部,肉眼可见裂纹表面呈暗褐色。通过扫描电镜、能谱仪及光学显微镜对裂纹产生原因进行了深入分析,认为该裂纹属高温形成的再热裂纹,可以通过改变预热、后热温度,提高焊接质量以降低应力集中等方法来防治。

CCS水电站配水环管结构非线性有限元分析

配水环管结构承受高水头水压及机组上部荷载,结构复杂,受荷巨大,对结构整体强度和刚度要求较高,是CCS水电站厂房设计的关键。采用非线性有限元对其进行受力分析计算,确定配水环管外围配筋方案,计算配水环管、钢筋应力以及混凝土裂缝开展宽度。结果表明,钢衬应力、钢筋应力满足钢材的承载能力要求,混凝土开裂满足规范的要求。

千米级冲击式水轮机配水环管的强度计算与水压试验

南极洛河电站机组为千米级冲击式水轮发电机组。配水环管作为水轮机重要的输配水部件,其结构强度直接影响着机组的安全运行。鉴于此,以此水轮机配水环管的强度计算为研究内容,采用经典公式和数值计算两种理论方法,在不同的压力工况下分别对其刚度和强度进行了计算,数值计算结果显示最大应力值出现在小叉管与环管的交接处,而非普通配水环管月牙筋的附近;然后从试验的角度,对电站现场的1号和2号机组配水环管分别进行了压力等级为16.9MPa的水压试验,测量了其应力和变形,通过比较验证了其边界载荷条件施加的合理性和正确性,为千米级冲击式水轮机配水环管的设计、试验及安装运行提供技术支持。

斐济南德瑞瓦图水电站配水环管保温保压浇筑

在高水头机组中蜗壳和配水环管保压浇筑混凝土施工技术目前已广泛应用,但同时采取保温浇筑的却很少。文章介绍了斐济项目配水环管保温保压浇筑混凝土的方案及施工过程数据,经论证,保温保压浇筑有利于水电站的长期安全可靠运行。

公格尔水电站配水环管安装工艺简述

对立轴冲击水斗式水轮机配水环管借助生产厂家提供的工具转轮及工具喷嘴的传统安装工艺进行了创新,做到了不借助以上工具,仅依靠全站仪、精度等级为1级的钢卷尺及钢琴线线坠等常规工具也可精确安装并使喷嘴射流入射角度、切点等关键尺寸数据在安装规范允许的误差范围内。

多喷嘴冲击式水轮机配水环管结构对效率的影响

配水环管是多喷嘴冲击式水轮机的重要的过流部件,有研究表明冲击式水轮机水力效率损失40%产生于导水机构。为提高冲击式机组机效率和喷嘴出流稳定性,针对配水环管进行优化设计是有必要的。结合某电站六喷嘴冲击式水轮机配水环管进行三维数值模拟,基于N-S方程,采用CFD技术,对于有加强筋配水环管和无加强筋配水环管的水力性能进行对比,模拟配水环管分岔处点的流动状态,依据模拟出的流速、静压、流态分析配水环管内部复杂的流动基理。计算分析在有、无加强筋板下环管的水力损失、出流稳定性,预测有无加强筋环管的水力性能。

金窝水电站水轮机配水环管安装

结合金窝水电站水轮机配水环管的安装,介绍了高水头、大容量、多喷嘴配水环管施工技术,以及如何消除制造和焊接中产生的应力等,为同类型机组配水环管安装提供了可借鉴的经验。

金窝水电站水轮机配水环管安装

金窝水电站冲击式机组配水环管由6节支管和5个凑合节组成,在现场组装焊接成一体。安装中重点控制支管法兰面的形位公差,保证了喷嘴射流中心线在同一切圆上;配水环管在组焊时严密监控其支管的变形,从而保证了法兰的最终形位尺寸。

大型水电站配水环管充水保压值优化分析

厄瓜多尔Coca Codo Sinclair电站拥有8台大型高水头冲击式机组,最小水头604.90m,需要配水环管和外侧混凝土共同承担水头压力,充水保压值至关重要,因此采用三维有限元方法对拟定的配水环管三种保压方案进行了模拟。对比分析不同保压方案在正常运行水头作用下钢衬、环向钢筋的应力及外围混凝土应力变形分布规律,同时考虑配水环管与外围混凝土之间的接触状态及混凝土的承载比等因素,最终选用最小水头压力的85%作为保压值。

出居沟水电站配水环管结构三维有限元分析

出居沟水电站配水环管采用环型5球叉型式布置,结构非常复杂。作为水轮发电机组重要组成部分之一的配水环管及其外围钢筋混凝土结构,其设计不仅是个重大的技术经济问题,而且关系到电站能否按期发电及长期安全运行,是出居沟水电站厂房设计的关键。本文采用三维有限元对其进行计算,分析配水环管外围混凝土受力特征,并采用规范规定方法进行配筋计算,为确定冲水保压值的合理性,以及设计人员进行工程设计提供了计算依据。

水斗式水轮机配水环管水力性能数值模拟

应用流体动力学软件FLUENT构建起新疆G水电站水斗式水轮机配水环管水力特性模型,并根据环管流量拟定不同工况,进行了不同工况下该水电站立轴冲击水斗式水轮机配水环管1-6#出口水力损失结果的模拟与分析。结果表明,从水轮机配水环管进口开始至各出口间的水力损失呈增大趋势,并且这种水力损失量随流量的增大而增加;在综合比较各种工况下不同出口组合开启方式下的水力损失,最终得出较优的配置方案,即单独开启其情况下,1#出口单独开水力损失最小;两两组合工况下,1#和4#出口组合开启水力损失最小;四四组合工况下,1#、2#、4#和5#出口组合开启水力损失最小。

金窝水电站配水环管水压试验

水压试验是金窝水电站配水环管施工的难点,按通常的惯例及国家标准,水压试验压力为设计水头的1.5倍。金窝水电站为地面厂房结构,设计院为了考验地面厂房的防振动能力,要求按11MPa压力进行水压试验,以设计水头的1.85倍的超高压力进行试验,这在水电行业是没有的,在其它行业也是少见的。配水环管实质上是一个薄壁压力容器,采用的是WDB60钢板制造,其冷脆性要求在水压试验时水温控制在恒温5℃左右,这些都给现场施工带来很多困难和挑战。

冶勒水电站冲击式水轮机配水环管安装

冶勒电站安装的水全国纪录机单机容量120MW额定水头580m,是至今为止亚洲最大的冲击式机组。其配水环管安装是整装个水轮机埋件安装的重点和难点,本文将对配水环管的安装调整作详细的说明。供今后同类机型安装时借鉴。