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1、(4999水电科技进展年第期总第期水轮机设计及运行研究’SvAo等著徐伟彭学龙编译,、,纵观全球人们正在设计建造越来越多的安装大功率水轮机的水电厂并陆续投入商。、。。,业运行这种现象在南北美洲俄罗斯和中国尤盛水轮机的容量最大可达70oMW因此,,为确保它们可靠高效地运行无论是在设计阶段分析有关的重要参数还是研究水轮机的运行经验,都至关重要。,,萨扬舒申斯克水电站于1978年12月投入运行是采用大功率水轮机的典型工程其经验受到广泛重视。萨扬舒申斯克电站的施工设计技术规范要求该电厂安装12台水轮机,每台输出
2、功率为。,,50;30MW进一步的研究表明电站还可安装65MW的水轮机为充分利用有效空间厂房。长度可缩短20m进一步的分析论证还考虑将单机容量提高到80MW和loo0MW的备用设计方案。,。,,比较设计方案在提高电厂发电能力的同时也造成成本的增加第一水轮机功率越大.,,,施工中所需混凝土就越多即单机容量为640MW时用量为024m/MW增加到80MW..,,,010o003m;时用量为26m/MW以及MW时用量为丫MW第二为取得新水轮机的运行,。经验也需要一定的费用`:最后采纳的设计方案技术参数如下:,
3、最大输出功率735MW(水头为212一涯,,22om);194m;650;额定水头额定功率MW趁与扮旅经二.,,。142rin;10转速s/m机组台数综合考虑了设计和经济方面的因素后,阪策纽资,,}所采用的方案中蜗壳宽20m进水口直径为.,,。20m导水管高17m长273tn.,水轮机质量功率比为1gkg/kw最高。效率约96%水轮机设计总装图如图1所。,,示水轮机蜗壳为混式设计其负载一部分由钢壳承受一部分由机组的加强结构承受(见图。1右边部分)蜗壳与座环之间的紧固式设计及蜗壳周围的加强结构减少了机组受
4、到的应力并降低了座环罩受到的扭力固定导叶的弯曲力。,。座环由四部分组成并为焊接结构它包含箱式罩和19片铸造的固定导叶20个导叶的.`,徐伟葛洲坝职工大学48,,,伺服马达分别独立运行虽然这使所需行程加大但它有许多优点其中之一就是可与临时转轮配用。1临时转轮的使用,,临时转轮曾用于水轮机这是由于临时转轮在60m水头下就能使水轮机投入运行从。而缩短了补偿施工费用所需的时间:l在时转轮的主要特性如下;1(l)临时转轮应与永久式水轮机的水道配套(2)应确保水轮机在60~40m水头范围;;;内正常运行(3)临时转
5、轮应以与永久转轮相同的速度运行(4)在临时运行期间安全可靠。;(5)生产成本最低(6)只应更换转轮及其构件而不是水轮机本身,。,临时转轮的输出功率范围为15一405MW随水头大小而变化油碳钢制成在转轮叶。片的真空面配有由4mm厚的不锈钢制成的保护性面板,,。永久转轮由不锈钢制成有16个叶片由两种不同厚度的材料焊接而成这种结构在一定程度上减少了转轮毛坯的重量并降低了机加工量。在萨扬舒申斯克水电站所作的水电研究包括开发出适于永久运行和临时运行的新型转。、轮对导叶机构在同一水道不同比速下运行的转轮以及需要解决
6、的传动问题都作了深入的。研究通过模拟三维流体的流动分析及解决转动(转轮)和静止(导叶)阶梯两侧间的静力作,。用进行了实验性的研究。通过实验选出的最佳转轮用于最大限度地减少气蚀间题通过在设备模型上徐两层易。清除的油漆的方法对运行条件和气穴浸没程度的影响作了研究一种专门的数据处理程序能测出转轮叶片上可能造成的气蚀损坏并定出准确的位置。,根据启动程序头2台装有临时转轮的水轮机在60一140m水头范围内的运行时间应..。,为18万和12万h在大型水电工程长期施工过程中临时转轮的运行情况证实了其工作..。,,的有
7、效性第1台临时转轮运行了369万h第2台工作了262万h这样就分别额外发电..。104万和074万GWh2应力分析。应力分析用于测定承受荷载最大的部件蜗壳和转轮的应力应变状况用于作:—。—应力分析实验的水轮机模型按照164的比例做成.,。2a1000在86MP的静水压下运行圈后蜗壳结构部件上的应力趋于稳定在进水口部,。1a分最大拉应力和弯曲应力分别达到40和60MP在蜗壳壳体和座环结合处存在周期性.。。的应力最大应力出现在静止叶片的进水端(最大应力和平均应力的比值为15)静止叶片。。14oa出水端的最大
8、应力为MP铸铁混凝土壳体加强结构的应力水平未超出容许值,对于永久性转轮的应力条件也在20~40m的水头下用直径为63omm的水轮机作了。,实验分析测量转轮叶片动态和静态应力发现最大应力部位位于转轮带阻尼区转轮叶片出。,、水端的受压面在水轮机运行水头和载荷的变化范围内当水头为Z12m输出功率为,。5114a73MW时静态应力和动态应力升到最大分别为20和MP动态应力变化的主频率即转速频率。493运行经验在试运行期间,水轮机工作水头在很宽的范围
