轴流式水轮机蜗壳不均匀出流对机组稳定性的影响

论文摘要

水力发电机组是水电站的核心设备,其稳定安全运行是水电站安全运行的基本条件,其中水轮机的稳定运行又是关键。影响水轮机稳定性的因素很多,包括电气、机械和水力影响。由于这三大类又含有多个分支因素,使得转子动平衡仿真模型建立技术难度增大,工作量也大幅增加,因此在建立仿真模型时,有必要对影响仿真模型建立的边界条件进行适当的、合理的简化。要做到这一点,需要对每一简化条件进行理论分析和论证。水动力是影响转子行为的重要因素,而水动力学分析又是研究工作的难点,且工作量很大,简化水力模型成为简化转子动平衡仿真模型的重要内容。引水部件(蜗壳)是水轮机重要的过流部件,分析其水力特性对转子行为的影响,是研究转子动平衡仿真模型的基础工作。近年来,CFD数值模拟技术迅速发展,已广泛应用于流体机械内部流动分析和水力设计。CFD数值模拟技术直观、高效,可以对水轮机内部流场的细微机构和流场分布进行深入研究,揭示影响水轮机稳定性的主要水力因素,对水轮机的稳定性研究有着非常重要的意义。本文主要是采用CFX数值模拟软件,通过对一实际电站的两种类型的水轮机引水部件的三维流场进行数值模拟,对比分析不完全蜗壳和完全蜗壳的内部流动状态,量化两种不同类型蜗壳的出口流动状态的差异,分析引水部件对水轮机稳定性的影响程度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 研究目的和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 课题主要内容及技术路线
• 2 水轮机引水部件水力设计与三维建模
• 2.1 水轮机引水部件水力设计
• 2.2 水轮机引水部件三维建模
• 2.3 本章小结
• 3 水轮机引水部件三维模型前处理
• 3.1 前处理技术简介
• 3.2 前处理软件简介
• 3.3 引水部件水体模型网格划分
• 3.4 本章小结
• 4 水轮机引水部件内部流动数值模拟
• 4.1 数值模拟理论基础
• 4.2 边界条件的设置
• 4.3 工况点的选取
• 4.4 计算结果与分析
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献