水泵水轮机预开导叶水力矩特性研究

发布时间：2021-03-28 15:20

　　水泵水轮机在能源互联网中扮演着实现分布式能源存储和调节的重要角色,是抽水蓄能机组中的核心能量转换设备。而抽水蓄能作为全球目前发展最为成熟的储能技术,是我国优化能源结构的重要手段,但同时也面临着一些挑战。近年来,由于机组运行过程中遇到的一些因导叶工作异常所导致故障诸如导叶拒动等引起的事故时常发生,影响机组的稳定运行,故本文展开对水泵水轮机导叶水力矩特性研究。现有许多研究成果显示预开导叶的装设可以修正甚至消除水泵水轮机的“S”特性,所以本文侧重研究预开导叶开度和布置方式对导叶水力矩的影响,以某抽水蓄能机组为研究对象,借助国内某研究所工程中心水轮机试验台,结合试验结果对模型机进行非定常数值计算,主要围绕预开导叶开度和布置方式对导叶水力矩的影响,探究预开导叶不同开度、不同布置方式下的内流特性、压力脉动变化情况。主要研究内容如下:1.介绍了试验台基本情况及参数、实验方案,通过试验对导叶水力矩进行实测,获得了水轮机工况下,同步导叶和装设预开导叶时的导叶水力矩分布,同步导叶水力矩随着活动导叶开度的增大一致呈现线性减小的趋势,变化规律相同;在有预开导叶参与时,当同步导叶的开度超过25mm,二者的开度差... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

水泵水轮机全流道模型

水泵水轮机预开导叶水力矩特性研究10我们通过拉伸-切除材料的方法将整体的模型切分成各个独立的部件，已实现为后期划分网格的提供便利。切分完的各模型如下图2.2至2.5所示。图2.2蜗壳及固定导叶图2.3活动导叶图2.4转轮图2.5尾水管在完成蜗壳建模时，我们采取的是断面混合的方式，首先根据水力图的情况把各个断面圆的中心位置和直径确定，再在理想状态下，对蜗壳采用平滑过渡的方式实现建模，根据经验所得，平滑过渡的方式对后续的数值模拟计算影响较校最后隔舌部分和上下导流环需要被切除，隔舌就是固定导叶上靠近进口的一个翼型的延长。固定导叶与蜗壳一起完成建模。活动导叶作为反击式水泵水轮机的导水机构的重要组成部分，它的主要作用是通过调节活动导叶开度来实现流量控制，以满足不同的负荷需求和机组的出力要求；不同比转速的水泵水轮机对转轮进口流环量的要求也是通过活动导叶在转轮前产生环量并改变环量大小而实现的。本文研究的是预开导叶的不同开度及不同布置方式下的导叶水力矩，故对活动导叶的建模是要求比较严格的。水流在蜗壳中获得流速，在活动导叶中获得流动方向，而在转轮中实现了能量的转换，由重力势能转换为机械势能。所以说转轮是抽水蓄能电站机组的重要部分和核心动力部件，转轮主要由上冠、下环和叶片组成，为了保障流道过流量及水力性能，因而转轮叶片被设计为细长且弯曲度较大的空间曲面。在建模过程中，先将叶片生成叶片实体通过“混合”命令来实现第一步骤，再将其切除，转轮叶片的进出口都需要进行光滑的圆角处理，为了方便网格划分，一个完整叶片需被包含切除在叶片后的转轮模型里并对转

活动导叶

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]模型水轮机导叶水力矩数值计算及试验验证[D]. 姚粤虹.哈尔滨工业大学 2017
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本文编号：3105787