中小型水电站水轮机选型设计评述

我国通过"引进技术、国产化",并自主开发研制出一批优秀水轮机设备,不断丰富和补充了水轮机转轮型谱系列。各设计院在水轮机选型设计中,都在尽力选用较为优秀的转轮。对推荐方案合理的中小型水电站水轮机选型设计进行了评述,也对几例水轮机选型设计成果作了分析,提出了建议。

中比转速混流式水轮机活动导叶翼型对无叶区压力脉动的影响

活动导叶翼型与转轮的匹配合理性对水轮机的水力性能产生多方面影响。在一些已建成的中小型电站,由于选型和电站过流通道设计不合理等使得活动导叶翼型与转轮匹配不合理,导致无叶区压力脉动问题非常突出。为研究活动导叶翼型对中比转速混流式水轮机无叶区压力脉动的影响,以需要改造的某中比转速(ns=190)混流式水轮机为例,对正曲率、对称和负曲率三种活动导叶翼型与同一转轮组成的水轮机流道不同水头下进行三维瞬态流场数值模拟,分析不同型式导叶对水轮机的水力性能的影响,着重分析无叶区的压力脉动影响规律。结果表明:对于需要改造的中比转速混流式水轮机采用负曲率活动导叶对效率和出力的提升具有显著效果。中比转速混流式水轮机由于无叶区增大,无叶区压力脉动更复杂,采用负曲率活动导叶水轮机的低频脉动相较于采用其他两种翼型的水轮机有所改善,且周向压力脉动的周期性和规律性也更好。

大中型混流式水轮机的安装方法

针对东芝水电设备公司设计的水轮机安装程序,在研究传统安装工艺的基础上,依据实践经验对大中型混流式水轮机的安装程序及方法进行了改进,并对安装中可能遇到的问题提出了处理办法。该程序及方法已在多个水电站的大中型混流式水轮机安装工程中得到应用。

双列叶栅相对关系对水力性能的影响——基于中高比转速混流式水轮机

导水机构在中高比转速混流式水轮机中起到调节进口流量、控制进口环量的作用,是决定水轮机水力性能的重要部件。对导水机构进行优化设计,能够有效降低水力损失。通过数值模拟,考察不同导叶翼型和双列叶栅的周向位置对水力性能的影响,分析相应的流场分布与工作效率。数值模拟结果显示:1)采用正曲率翼型的导叶时,导叶流场产生的平均压力更高,当导叶开度为60°时,水力效率高达88.12%;2)双列叶栅的周向位置也会对水力性能产生影响,当活动导叶以固定导叶为轴向作9°周向旋转时,水力效率可提高至90%以上。导水机构的优化设计提高了水力性能。