高比速固定叶片水轮机转轮的新发展

• 作者: Ales Skotak 王嘉（译） 王春雷（校）
• 来源期刊: 国外大电机
• 学科: 工学
• 关键词: 固定叶片水轮机 转轮 尾水管 优化 增容改造 效率
• 年，卷（期）: 2010,（2）
• 页码范围: 66-71
• 页数: 6页
• 分类号: TM312

摘要

本文介绍了被称为“混合式”的新型固定叶片的研发过程，该叶片可用于电厂中老的低水头混流式水轮机的增容改造，阐述了液压和机械设计的详情。由于新转轮的转速明显高于原转轮，可以将水轮机与发电机直接连接。运行点的最高效率可由两个最重要的部件优化组合达到。第一步进行了尾水管结构优化研究，尾水管结构优化设计的条件是在原有的不良尾水管形状范围内不增加任何土建工作的基础上设计新的尾水管形状。第二步是转轮叶片几何形状与尾水管区域的匹配优化，该叶片的几何形状是自动直接搜索优化程序进行优化的。这种目标函数的最小搜索方法属于Nelder-Mead中的简化方法。目标函数涉及效率，需要净水头和空化特性。水力设计完成后，在原型转轮上进行了模态和应力分析。将从流动模拟中得出的静压分布作为负载条件。在空气和水中进行了模态分析，并对结果进行了比较。最终设计出模型转轮，模型转轮即将在水力实验室进行测试。由于固定式水轮机转轮叶片不能像轴流转浆式水轮机那样双重调节，它可用于运行条件变化较小的或安装较多机组的发电厂。其优点是制造简单，安装方便，同时可降低水轮机增容费用和交货时间。