大流量工況軸流式水輪機水力穩(wěn)定性研究.pdf

1、軸流式水輪機在偏工況的性能往往受到空化和強度的限制,特別是在大流量工況下,不穩(wěn)定流動引發(fā)的機組振動、效率銳減、空蝕破壞、葉片裂紋等問題,嚴重影響電站的安全運行。本文以某軸流式水輪機模型為研究對象,采用CFD數(shù)值模擬方法,對最優(yōu)工況及所研究范圍內(nèi)的大流量工況進行了全流道計算對比分析,結(jié)論如下:
　　蝸殼支墩的導(dǎo)流作用與下游部件內(nèi)部流場的分布特性密切相關(guān),在最優(yōu)工況下,水流沿周向?qū)ΨQ均勻分布,但工況向大流量范圍偏移時,流場沿周向分布軸

2、對稱性比最優(yōu)工況明顯變差,非蝸形區(qū)域流量分配過剩,蝸形區(qū)域過流量不足,周向來流的不均勻性導(dǎo)致轉(zhuǎn)輪葉片在旋轉(zhuǎn)流場中經(jīng)歷交變動應(yīng)力;大流量工況下,水流沿導(dǎo)葉高度方向不穩(wěn)定性加劇,流速梯度自頂蓋至底環(huán)的增幅變大,導(dǎo)葉出口水流角在頂部位置的波動大于底部,是引起轉(zhuǎn)輪前流道拐彎處湍流脈動發(fā)生的原因,影響其運行穩(wěn)定性。
　　為了改善大流量工況的來流條件,對蝸殼支墩進行了平面偏轉(zhuǎn)與空間偏扭兩種改型優(yōu)化方法的研究。兩種方案均對機組最優(yōu)工況點性能影響