理论教育 优化水轮机结构设计,提升稳定性

优化水轮机结构设计,提升稳定性

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:2.3.3 叶片数量对水轮机稳定性有一定影响大型混流式水轮机转轮叶片以13片和15片居多,塔贝拉电站机组转轮叶片为17片,萨扬·舒申斯克电站机组转轮叶为16片,三峡电站机组转轮叶片为15片,而伏衣特—西门子公司设计的转轮其叶片通常均为13片。

优化水轮机结构设计,提升稳定性

2.3.1 提高转轮的刚、强度,降低叶片线形应力和局部最大应力

在各种工况下转轮能否对水流冲击“抗”得住,这是水轮机稳定性的另一个重要方面。因此水轮机应有足够的刚、强度,叶片线形应力应控制在100~80MPa以下,局部最大应力应小于150 MPa。叶片出水边与上冠交接处属于高应力区,应适当加大圆弧段直径,改善应力状况。

2.3.2 计算出水边卡门涡频率与各部件固有频率,使其不产生共振

卡门涡频率的经验计算公式为:

式中 s——系数0.18~0.24;

v——流速(m/s);

t——叶片出水边厚度(m)。

大朝山机组试运行期间因卡门涡频率引起共振,引发转轮叶片裂纹,后将叶片出水边厚度由15.4mm削薄为5mm,改变了卡门涡频率,避免了频率共振的发生,使机组得以稳定运行,这个经验对我们来说是十分宝贵的。

2.3.3 叶片数量对水轮机稳定性有一定影响

大型混流式水轮机转轮叶片以13片和15片居多,塔贝拉电站机组转轮叶片为17片,萨扬·舒申斯克电站机组转轮叶为16片,三峡电站机组转轮叶片为15片,而伏衣特—西门子公司设计的转轮其叶片通常均为13片。

岩滩电站机组原来的转轮型号为A296,13个叶片,机组振动和叶片裂纹均较严重,哈尔滨电机厂为其更换转轮时,新设计的转轮型号为A773,15个叶片,投入运行后,运行情况明显改善。

转轮叶片数量与稳定性之间虽然没有直接的明确关系,但在一定条件下其影响也是明显的,如频率、叶片应力等,故不可忽视。

2.3.4 转轮止漏环和泄水锥的优化(www.daowen.com)

转轮上、下止漏环不采用热套或镶套,直接在上冠和下环母体上加工出来;泄水锥与上冠设计成一体,这样的转轮整体性更好。

式中 s——系数0.18~0.24;

v——流速(m/s);

t——叶片出水边厚度(m)。

大朝山机组试运行期间因卡门涡频率引起共振,引发转轮叶片裂纹,后将叶片出水边厚度由15.4mm削薄为5mm,改变了卡门涡频率,避免了频率共振的发生,使机组得以稳定运行,这个经验对我们来说是十分宝贵的。

2.3.3 叶片数量对水轮机稳定性有一定影响

大型混流式水轮机转轮叶片以13片和15片居多,塔贝拉电站机组转轮叶片为17片,萨扬·舒申斯克电站机组转轮叶为16片,三峡电站机组转轮叶片为15片,而伏衣特—西门子公司设计的转轮其叶片通常均为13片。

岩滩电站机组原来的转轮型号为A296,13个叶片,机组振动和叶片裂纹均较严重,哈尔滨电机厂为其更换转轮时,新设计的转轮型号为A773,15个叶片,投入运行后,运行情况明显改善。

转轮叶片数量与稳定性之间虽然没有直接的明确关系,但在一定条件下其影响也是明显的,如频率、叶片应力等,故不可忽视。

2.3.4 转轮止漏环和泄水锥的优化

转轮上、下止漏环不采用热套或镶套,直接在上冠和下环母体上加工出来;泄水锥与上冠设计成一体,这样的转轮整体性更好。

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