贯流式水轮机压力脉动特性及尾水管流态分析
2021-11-16林巧锋陈齐灯何中伟黄叶雯
水电与抽水蓄能 2021年5期
林巧锋,陈齐灯,何中伟,黄叶雯
(1.中国华电集团有限公司福建分公司,福建省福州市 350001;2.福建华电电力工程有限公司,福建省福州市 350001;3.福建华电金湖电力有限公司,福建省将乐县 353399;4.中国电建华东勘测设计研究院,浙江省杭州市 311122;5. 河海大学,能源与电气学院,江苏省南京市 211100)
0 引言
灯泡贯流式水轮机因其卧轴、水流顺畅、导叶与转轮叶片协联运行的特征而与混流式、轴流定桨式水轮机有很大区别,其既没有蜗壳不对称带来的流速不均匀,更无尾水管拐弯等带来的偏心涡带,理论上运行稳定性应比较高[1]。但是,水轮机在实际运行时流态十分复杂,流动结构表现为非定常和三维空间内的湍流,所以很难长时间运行在设计工况附近。在非设计工况下卡门涡、叶道涡和尾水管涡带均会导致水轮机内出现压力脉动[2],影响机组的疲劳寿命,使机组振动加剧,造成噪声等危害,降低电站的安全性和经济效益[3]。因此,研究水轮机压力脉动产生的原因及尾水管流动性能极为重要。
国内外学者对水轮机压力脉动及尾水管也进行了不少相应的研究,比如李广府等[4]对某低比转速轴流式水轮机进行了模型试验,基于FFT频谱分析研究测点位置的压力脉动频率成分。Wang Zhengwei等[5]在混流式水轮机的尾水管中测量了涡绳引起的压力脉动,通过三维非定常雷诺平均Navier-Stokes方程求解紊流模型。郑源等[6]针对某电站贯流式水轮机进行了非定常数值计算,分析了不同工况下水轮机内部的压力脉动特性,揭示了贯流式水轮机低频压力脉动产生的机理,并提出了改善低频脉动的方案。……
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