混流式水輪機軸向水推力的研究.pdf

1、混流式水輪發(fā)電機組軸向水推力是機組設(shè)計的重要數(shù)據(jù)，其值的準(zhǔn)確性不僅直接關(guān)系到機組的穩(wěn)定性，而且對機組設(shè)計尺寸和重量也有很大的影響，盡而會影響到水輪發(fā)電機組的造價和企業(yè)的經(jīng)濟效益。
　　本文首先對于作用于混流式水輪發(fā)電機組的軸向水推力的各種現(xiàn)行方法進行了分析，然后再與機組現(xiàn)場實測結(jié)果進行比較，發(fā)現(xiàn)已有的計算方法均存在一定不足之處。顯然隨著大容量混流式水電機組的發(fā)展，一直沿用的確定混流式水輪機軸向水推力的計算方法已不能滿足此類機組設(shè)計

2、需要。
　　由于在傳統(tǒng)計算方法中沒有考慮相關(guān)結(jié)構(gòu)因素對軸向水推力的影響，致使計算出的水推力數(shù)值與實測結(jié)果有較大的出入；另一方面對于高水頭混流式機組，也曾出現(xiàn)過作用于機組轉(zhuǎn)動部分的向上作用力大于轉(zhuǎn)動部分重量，發(fā)生機組轉(zhuǎn)動部分與固定部分因碰撞而損壞的事故。
　　本課題基于不同比轉(zhuǎn)速下模型試驗結(jié)果分析了作用于混流式轉(zhuǎn)輪各部分軸向水推力的比重，基于這種分析，提出了較準(zhǔn)確地計算軸向水推力的方法，該方法的基本思路是將CFD與已有試驗結(jié)果

3、相結(jié)合。即按CFD方法確定的導(dǎo)葉后轉(zhuǎn)輪前的壓力值，從而確定上冠、下環(huán)處作用力，按已有相近比轉(zhuǎn)速混流式轉(zhuǎn)輪的試驗結(jié)果確定作用于轉(zhuǎn)輪內(nèi)部的水推力。
　　在上述研究的基礎(chǔ)上，提出對于降低不同比轉(zhuǎn)速輪混流式水輪機的軸向水推力的基本思路和主要措施。即對中、高比轉(zhuǎn)速的混流式水輪機主要是應(yīng)該采取結(jié)構(gòu)措施降低作用于上冠的作用力，其中首推方案為采用均壓管方案；對低比速混流式水輪機則應(yīng)在考慮上冠、下環(huán)作用力平衡的基礎(chǔ)上充分留有余地以防在小流量區(qū)或甩負(fù)