转轮用高屈强比高韧性不锈钢焊接接头微观组织与性能

本文针对应用于大型转轮的高屈强比高韧性铸造不锈钢的焊接接头组织及力学性能进行了研究,结果表明,焊后经过480℃退火处理后接头微观组织均为单相板条马氏体,接头拉伸性能良好,而接头焊缝区域的韧性较差;而经过590℃退火处理后,微观组织除板条马氏体外,在靠近热影响区的母材、热影响区存在少量铁素体。接头强度降低,而接头各区域的冲击韧性良好。

大型混流式水轮机转轮用铸钢件夹杂缺陷预测与工艺优化

水轮机转轮用铸钢件是大型混流式水轮机的关键部件,是水流动能转化为电能的主要运动装置,如何高效、高质地制造水轮机转轮用铸钢件是高效、长效发电的基础。本文以数值模拟为突破点,对水轮机转轮用部件(上冠和下环)铸造过程的典型缺陷进行预测,结合缺陷结果对水轮机部件分别进行工艺优化,以期获得良好的铸件。分析水轮机转轮用下环铸钢件的典型缺陷,确定了夹杂为其主要缺陷。建立了夹杂粒子运动轨迹预测模型,对原始工艺水轮机转轮用下环铸钢件进行充型过程流动分析及夹杂粒子运动轨迹预测,基于模拟分析手段,对下环铸钢件进行工艺优化,对夹杂缺陷的消除与转移具有良好的效果。通过对下环、上冠两部分铸件的铸造工艺分析优化,可以获得质量优良的铸件,为后续焊接成整个转轮提供了强有力的方案支撑,对其他水轮机转轮用铸钢件提供技术支持。

我国成功研制三峡水轮机组转轮用大型铸钢件

由鞍钢集团重型机械有限责任公司研制的三峡右岸机组转轮下环大型铸钢件,近日通过了由辽宁省科技厅组织的技术鉴定。这一新产品的成功开发,填补了我国在该领域的技术空白,加之国内以前已研制开发出的其他水轮机大型铸件,标志着我国已具备三峡工程水轮机组转轮所需全部大型铸件的生产能力。

国内外除湿转轮用吸湿纸的发展

简述了除湿设备的工作原理、国内外除湿转轮用吸湿纸的加工方式及吸湿纸的发展历程,重点介绍了国内氯化锂除湿转轮用吸湿纸的开发过程。希望能引起国内功能纸及纸基功能材料工作者的重视,加强国内吸湿纸、吸湿转轮的开发。

转轮用马氏体不锈钢的成分和固态相变

介绍了水轮机转轮用Cr-Ni-Mo马氏体不锈钢的成分设计思路和研发成果,并对其固态相变规律和性能关系进行了分析,指出不同工况要求应采用不同的热处理工艺,最后提出了转轮材料今后研究的方向。

基于阿基米德螺旋转轮的自清洗泵前过滤器设计与试验

为提高泵前过滤器自清洗性能,解决过滤系统频繁中断问题,该研究将阿基米德螺旋转轮应用于泵前过滤器自清洗过程,通过数值仿真与物理试验,结合相关性分析和线性回归分析,探究叶片螺距、叶片角度、叶片数量对阿基米德螺旋转轮转速的影响规律。结果表明:转轮转速随螺距的增加逐渐下降,且降低幅度逐渐上升,随叶片角度和叶片数量的增加转轮转速的提升较小且提升幅度不断减小,对转轮转速影响程度由大到小为螺距、叶片角度和叶片数量。通过TOPSIS法(technique for order preference by similarity to an ideal solution)综合评价得到最佳结构参数组合为:螺距133 mm,叶片角度90°,叶片数量1。优化后水驱式自清洗泵前过滤器开展自清洗试验,结果显示流量经过最初下降阶段后稳定在294.9~296.6 m^(3)/h区间,流量降幅仅为1.13%~1.70%,利用水力驱动阿基米德螺旋转轮带动自清洗装置的滤网清洗效果良好。研究结果可为水驱式自清洗泵前过滤器的结构设计和优化提供参考。

小型推进器转轮五轴数控加工

以小型推进器转轮的五轴数控加工为研究对象,根据曲面造型理论进行转轮的三维数字化建模,并进行数控加工工艺规划和编程,基于双转台型五轴数控机床重点提出了具有RTCP功能的后置处理器开发关键技术,通过国内自主生产的双转台五轴联动加工中心完成小型推进器转轮的加工。经检测,加工的推进器转轮样件满足质量要求,验证了刀具路径和后置处理器的正确性和可靠性。充分发挥了五轴数控机床的加工潜能,同时也为其他类似复杂曲面类零件五轴数控加工提供了可借鉴的方案。

高分子除湿转轮建模与除湿性能预测

为有效预测高分子除湿转轮的除湿性能,采用效率法模型、BP神经网络模型2种方式对基于高分子除湿转轮实验台的47组实验数据进行建模。通过构建的除湿转轮模型,对20组不同实验工况条件下的转轮除湿性能进行预测,并与实验数据进行对比。根据预测结果得出,2种模型均能对用于建模的47组实验数据进行有效回归,且能对非建模实验数据以外的20组实验工况进行较好的预测。效率法模型对于处理空气出口温度的预测精度优于BP神经网络模型,但对于处理空气出口含湿量的预测,BP神经网络模型的预测精度优于效率法模型。选择广州、上海、武汉、北京4个典型气候条件城市,使用所建模型研究其在不同气候分区下供冷季的除湿性能,结果表明高分子除湿转轮在这4个城市中的除湿性能由高到低依次为广州、上海、武汉、北京。

浇注聚氨酯耐磨涂层在水轮机转轮上冠汽蚀区应用

早期水轮机转轮上冠、叶片多采用不同材质材料焊接而成,多年运行后易在上冠区域产生汽蚀破坏,随着水轮机运行时间延长,上冠汽蚀破坏的速度会显著增快。采用浇注聚氨酯耐磨涂层技术对水轮机转轮上冠汽蚀区进行抗汽蚀防护,经过五年运行,涂层基本完好,起到了较好的汽蚀防护效果,有效防止汽蚀破坏区域扩展。该技术对存在同类问题的水电站具有参考价值。

基于NX与VERICUT转轮体五轴高效加工方案研究与实践

介绍了一种基于NX和VERICUT的转轮体五轴高效加工方案。首先,通过NX软件建立转轮体的三维模型,并进行CAD/CAM预处理,得到数控加工程序。其次,通过VERICUT虚拟加工系统进行仿真验证,优化加工策略。最后,在GS200五轴高速机床上对零件进行高效加工验证。文中的研究结果对于提高零件加工精度和效率具有一定的借鉴价值。

基于NX的转轮体五轴加工应用研究

结合NX软件在零件加工方面的强大功能,利用GS200五轴高速机床,提出一套对转轮体进行五轴数控加工的工艺整体方案,构建了加工刀路,生成了转轮体的后置处理程序,并在GS200五轴高速机床对零件进行了试切加工验证。加工结果表明:通过刀路的检查与实际加工可及时发现刀具跟零件之间有无过切、干涉、碰撞等问题,对五轴加工零件加工工艺方案制定具有实际指导意义。

水轮机转轮根切现象研究及预防

混流式水轮发电机组生产制造过程中,需手工打磨转轮叶片与上冠、下环之间的焊缝。在打磨焊缝过程中,易产生根切现象影响工件质量。本文对混流式转轮根切现象进行了全面的分析及研究,特别针对根切的预防措施做了详细介绍,极大程度减少了根切现象的产生,具有积极的指导意义及推广价值。

太阳能驱动闭式转轮除湿空调系统性能研究

为解决传统开式转轮除湿空调系统再生排风能量浪费的问题,本文提出了可高效回收再生排风空气显热和潜热的太阳能驱动闭式转轮除湿空调系统,利用TRNSYS软件对系统进行建模,模拟研究了冷水流量比和新风比对系统性能的影响和系统动态性能,并对模拟的准确性进行实验验证。结果表明:模拟结果与实验结果的相对误差最大为±9.8%。太阳能驱动闭式转轮除湿空调系统的最优冷水流量比为1∶5∶4。系统在广州地区整个制冷季(6月1日—9月30日)平均电力COP_(e)为2.4,平均热力COP_(th)为2.1,累计取水量为25.66 t,热回收量为9.70 MW。相比于太阳能驱动开式转轮除湿空调系统,太阳能驱动闭式转轮除湿空调系统平均COP_(e)和COP_(th)分别提高42.1%和69.2%,CO_(2)排放量减少29.3%。

1000 MW水轮机转轮径向安装偏差对流动特征的影响

本文以百万千瓦混流机组为研究对象,使用ANSYS软件进行三维全流道稳态数值分析。探究在额定工况下,当转轮出现Y轴负方向0.1 mm、0.3 mm、0.5 mm、1.5 mm、2.5 mm的径向安装偏差时,间隙分布不均匀对于百万千瓦大型水轮机组内部流动特征的影响。研究发现,在一定偏差数值内,随着间隙的减小,该区域压力逐渐上升,但超过该数值以后,流体无法流入则变为了低压区。另外,上冠腔和下环腔均出现了相同数量的旋涡演变周期,但旋涡的发生位置不同,上冠腔旋涡较剧烈,且数量与叶片数呈非整数倍关系。最后阐明了下环腔内壁面受到的旋涡流动冲击程度要大于上冠腔内壁面。因此,本研究可以应用于其他大中型混流式水轮机的设计与安装,对于提高水轮机运行质量、降低运行成本和提高水电站效益具有重要意义。

抽水蓄能机组水轮机工况启动过程转轮动应力特性

本文以某原型水泵水轮机组为研究对象,研究了水轮机工况启动过程中外特性的动态变化曲线,重点分析水泵水轮机转轮内流场和动应力特性。研究结果表明,在水轮机工况启动过程中,转轮扭矩呈先上升后下降的趋势,在转速达到额定值时,扭矩接近于0;流量受到导叶开度的影响非常明显,处于先上升后下降趋势;水头在430~480m左右波动。随着转速的增加,转轮流固耦合面上的整体压力值显著增加。高压区起始集中在转轮进水边的压力面一侧,随着时间的推移,高压区域逐渐扩大并移动到进水边的吸力面一侧。转轮进水边与下环交接处的应力呈现先下降后上升的趋势,应力均值下降的同时,峰峰值也有所下降,应力值一直处于较低的水平。转轮进水边与上冠交接处的应力呈现上升趋势,并与转轮转速的变化趋势一致。本文对于深入理解水泵水轮机组启动过程复杂条件下的内部流动和转轮动应力特性具有重要参考价值。

喷针开度对冲击式水轮机转轮水力性能影响研究

冲击式水轮机是一种适用于中高水头段水力资源开发的流体机械,在我国西南地区高水头水力资源的开发中有着广阔的应用前景。本文以西藏紫霞水电站冲击式水轮机模型机转轮为研究对象,在5个不同的喷针开度下分别进行了转轮内部三维非定常多相流动数值模拟,分析了喷针开度对转轮水力性能与内部流动特性的的影响。预测结果显示转轮水力效率随开度上升而先上升后下降,在设计开度下水力效率最优。在0.75~1.60倍设计流量区间中,转轮水力效率的变化幅度小于1%。根据3个典型开度下转轮水斗内部非定常流动过程的对比分析,发现大开度工况时,水斗缺口处会发生水膜流的漏流现象,喷针开度越大时的泄漏量也越大,从水斗缺口处的漏流现象是其水力损失加剧的主要流动原因。研究为紫霞水电站230 MW大型冲击式水轮转轮水斗的水力优化设计提供了重要参考。

白鹤滩百万千瓦水轮发电机组转轮动应力特性研究

转轮是白鹤滩水电站百万千瓦水轮发电机组研发难度最大和制造难题最多的核心部件,为有效预防转轮裂纹,选择白鹤滩水电站右岸#12机组作为研究对象,探索百万千瓦水轮机转轮动应力测量方法,研究运行稳定性和转轮动应力特性,揭示机组转轮动应力真实分布规律,用于指导机组在合理运行区运行,延长叶片使用寿命,提高机组运行可靠性。白鹤滩水电站#12机组稳定性和动应力测试分析表明,机组机械部分制造和安装质量优良,运行稳定性表现优秀;转轮叶片动应力在全负荷范围内保持在较低状态,远低于材料的许用应力值,甩负荷等过渡过程产生的动应力幅值大于稳定工况动应力幅值;稳定工况下,转轮叶片动应力典型频率成分为1.785、42.84、0.45 Hz,这分别是机组转频、24倍转频和涡带频率,对应的动应力分量由蜗壳内非轴对称速度干扰叶片进口流动、活动导叶出口的不均匀流场干扰叶片进口流动和涡带尾水压力脉动引起。

热泵-低温再生转轮除湿联合干燥对白萝卜片干燥特性的影响

为探索新型转轮除湿干燥技术在白萝卜片干制领域的应用,通过实验研究了不同温度(35、40、45℃)、不同风速(1、2、3 m/s)和不同切片厚度(3、5、7 mm)下白萝卜片的干燥特性。结果表明,白萝卜片在切片厚度为5 mm和干燥风速为1 m/s的工况下,干燥温度为35℃时其干燥时间为5.5 h,随着干燥温度升高干燥时间显著缩短,45℃对应的干燥时间为4.0 h。另外随着切片厚度的减小干燥时间明显缩短,7、5、3 mm切片厚度下的干燥时间分别为6.5、4.0、2.5 h。同时提高干燥风速也可以提高萝卜片的干燥速率,风速为3 m/s的干燥速率与1 m/s的干燥速率相比可提高14%。热泵-低温再生转轮除湿联合干燥与单热泵干燥相比干燥时间缩短1.0 h,复水能力提高了6%,具有更高的干燥速率及干燥品质。另外该文通过对干燥数学模型分析得出Page模型能较好描述白萝卜片干燥过程中水分变化规律。

数据中心用太阳能与热泵互补转轮除湿蒸发冷却系统性能研究

针对数据中心蒸发冷却技术受限于环境湿球温度的问题,文章构建了一种太阳能与热泵互补转轮除湿蒸发冷却系统,该系统利用光伏组件发电余热提供的热能,与热泵系统互补驱动转轮除湿再生。系统根据室外气象条件可实现新风、蒸发冷却和除湿+蒸发冷却3种运行模式。应用TRNSYS软件模拟上海、广州和昆明3个典型地区数据中心的系统热力、电力及能耗特性。结果表明:在上海、广州和昆明地区典型日除湿+蒸发冷却模式下,转轮除湿预处理分别使空气湿球温度平均降低了10.9,11.6,10.3℃。在上海、广州和昆明地区典型月系统平均COP值分别为4.9,5.1,3.6,最大瞬时COP达到12.1,11.4,8.1。

小水电尾水水轮机转轮优化研究

【目的】为解决实际小水电站工程中尾水水轮机性能较差、运行效率较低的问题,缓解转轮叶片空化现象,【方法】设计了转轮桨叶倾斜角度分别为30°和45°的两种水轮机优化方案,并基于ANSYS仿真计算软件,在设计工况下对两种转轮设计方案进行了数值计算,同时对流场流态与模态分布计算结果进行了对比,根据两方案计算结果的整体流线分布、速度分布、压力分布及转轮区域涡量云图等开展流态分析,并进行干湿模态下的振型对比分析。【结果】结果显示:在设计工况下,转轮桨叶倾斜角度为45°时整体水流流态更加平稳、转轮区域压力分布更为均匀、旋涡更少,且预应力湿模态前五阶共振频率中最接近振动频率的数值仍存在40%的差异,工作环境中未产生共振现象,表明其整体性能较优。【结论】结果表明:数值模拟方法合理,模态分析与业界学者研究结果一致,所得数据具有可靠性。通过对转轮进行设计优化可提高水轮机抗空化、抗振等运行性能,对小水电站尾水水轮机优化设计提供有益参考,亦为类似工程问题改造提供了有效理论支撑。