水泵水輪機在能源互聯(lián)網(wǎng)中扮演著實現(xiàn)分布式能源存儲和調(diào)節(jié)的重要角色,是抽水蓄能機組中的核心能量轉(zhuǎn)換設備。而抽水蓄能作為全球目前發(fā)展最為成熟的儲能技術(shù),是我國優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的重要手段,但同時也面臨著一些挑戰(zhàn)。近年來,由于機組運行過程中遇到的一些因?qū)~工作異常所導致故障諸如導葉拒動等引起的事故時常發(fā)生,影響機組的穩(wěn)定運行,故本文展開對水泵水輪機導葉水力矩特性研究。現(xiàn)有許多研究成果顯示預開導葉的裝設可以修正甚至消除水泵水輪機的“S”特性,所以本文側(cè)重研究預開導葉開度和布置方式對導葉水力矩的影響,以某抽水蓄能機組為研究對象,借助國內(nèi)某研究所工程中心水輪機試驗臺,結(jié)合試驗結(jié)果對模型機進行非定常數(shù)值計算,主要圍繞預開導葉開度和布置方式對導葉水力矩的影響,探究預開導葉不同開度、不同布置方式下的內(nèi)流特性、壓力脈動變化情況。主要研究內(nèi)容如下:1.介紹了試驗臺基本情況及參數(shù)、實驗方案,通過試驗對導葉水力矩進行實測,獲得了水輪機工況下,同步導葉和裝設預開導葉時的導葉水力矩分布,同步導葉水力矩隨著活動導葉開度的增大一致呈現(xiàn)線性減小的趨勢,變化規(guī)律相同;在有預開導葉參與時,當同步導葉的開度超過25mm,二者的開度差... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

水泵水輪機全流道模型

水泵水輪機預開導葉水力矩特性研究10我們通過拉伸-切除材料的方法將整體的模型切分成各個獨立的部件，已實現(xiàn)為后期劃分網(wǎng)格的提供便利。切分完的各模型如下圖2.2至2.5所示。圖2.2蝸殼及固定導葉圖2.3活動導葉圖2.4轉(zhuǎn)輪圖2.5尾水管在完成蝸殼建模時，我們采取的是斷面混合的方式，首先根據(jù)水力圖的情況把各個斷面圓的中心位置和直徑確定，再在理想狀態(tài)下，對蝸殼采用平滑過渡的方式實現(xiàn)建模，根據(jù)經(jīng)驗所得，平滑過渡的方式對后續(xù)的數(shù)值模擬計算影響較校最后隔舌部分和上下導流環(huán)需要被切除，隔舌就是固定導葉上靠近進口的一個翼型的延長。固定導葉與蝸殼一起完成建模�；顒訉~作為反擊式水泵水輪機的導水機構(gòu)的重要組成部分，它的主要作用是通過調(diào)節(jié)活動導葉開度來實現(xiàn)流量控制，以滿足不同的負荷需求和機組的出力要求；不同比轉(zhuǎn)速的水泵水輪機對轉(zhuǎn)輪進口流環(huán)量的要求也是通過活動導葉在轉(zhuǎn)輪前產(chǎn)生環(huán)量并改變環(huán)量大小而實現(xiàn)的。本文研究的是預開導葉的不同開度及不同布置方式下的導葉水力矩，故對活動導葉的建模是要求比較嚴格的。水流在蝸殼中獲得流速，在活動導葉中獲得流動方向，而在轉(zhuǎn)輪中實現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)換，由重力勢能轉(zhuǎn)換為機械勢能。所以說轉(zhuǎn)輪是抽水蓄能電站機組的重要部分和核心動力部件，轉(zhuǎn)輪主要由上冠、下環(huán)和葉片組成，為了保障流道過流量及水力性能，因而轉(zhuǎn)輪葉片被設計為細長且彎曲度較大的空間曲面。在建模過程中，先將葉片生成葉片實體通過“混合”命令來實現(xiàn)第一步驟，再將其切除，轉(zhuǎn)輪葉片的進出口都需要進行光滑的圓角處理，為了方便網(wǎng)格劃分，一個完整葉片需被包含切除在葉片后的轉(zhuǎn)輪模型里并對轉(zhuǎn)

活動導葉

【參考文獻】：
期刊論文
[1]抽水蓄能機組導葉延時關閉規(guī)律淺析[J]. 權(quán)強,張德浩,賈珍,余睿.  水電與抽水蓄能. 2019(06)
[2]導葉開度對水泵水輪機泵工況導葉區(qū)流場影響的試驗研究[J]. 薛鵬,劉之平,陸力,高忠信,孟曉超.  水利水電技術(shù). 2020(01)
[3]抽水蓄能機組無葉區(qū)壓力脈動改善與廠房減振研究[J]. 桂中華,郭旭東,歐陽金惠,肖業(yè)祥.  水電與抽水蓄能. 2019(05)
[4]水泵水輪機泵工況停機提前掉電流態(tài)分析[J]. 游光華,朱興兵,趙毅峰,譚磊.  水力發(fā)電學報. 2020(01)
[5]水泵水輪機全流道“S”特性區(qū)數(shù)值分析[J]. 余永清,楊振彪,占戈,桂紹波.  人民長江. 2019(08)
[6]模型可逆式水泵水輪機S區(qū)壓力脈動測試[J]. 張飛,樊玉林,祝寶山,徐用良,劉文杰.  流體機械. 2019(06)
[7]導葉對液力透平性能的影響研究[J]. 郝開元,肖萍.  水泵技術(shù). 2019(02)
[8]水泵水輪機在水輪機工況的導葉水力矩特性[J]. 李琪飛,李光賢,李仁年,王仁本,陳雨.  排灌機械工程學報. 2019(02)
[9]帶MGV裝置水泵水輪機無葉區(qū)壓力脈動特性[J]. 李琪飛,張震,李仁年,宋啟策,張建勛.  排灌機械工程學報. 2018(12)
[10]導葉開度對混流式水輪機壓力脈動特性及流動誘導噪聲的影響[J]. 汪昊藍,鄭源,孫奧冉,張付林,高成昊,周穎.  南水北調(diào)與水利科技. 2018(05)

碩士論文
[1]模型水輪機導葉水力矩數(shù)值計算及試驗驗證[D]. 姚粵虹.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]部分負荷工況下水泵水輪機空化流動特性研究[D]. 劉超.蘭州理工大學 2016



本文編號：3105787