混流式转轮刚强度分析及改善措施研究

摘要：

针对某电站水轮机增容改造后转轮应力水平过高的问题,提出了延长叶片近上冠部分的出口边和添加补强三角块两种解决方案.采用CFD方法对水轮机全流道进行定常流动分析,将所得水压力加载到转轮的有限元模型上进行刚强度分析,获得了两个方案下的转轮最大等效应力值和最大变形量.计算结果表明:原转轮最大应力值出现在额定工况,这是因为叶片中部和出口靠上冠两个区域的正背面压差较大,载荷分布不均匀;额定工况下,两种方案可相同程度地将叶片最大应力值减小14.5％,其中方案A由于叶片出口边跨度增加,叶片最大总变形量要大于方案B;方案B的最大应力值位于三角块斜边与叶片出口边相交的位置,离叶片根部较远,有效地改善了叶片根部的受力;同时,流场分析结果表明:两种改型方案对于各工况下的水轮机能量特性和空化性能影响较小.

关键词：混流式水轮机、叶片出水边、三角块、刚强度分析、有限元方法

所属期刊栏目：37

分类号：TK733+.1(水能、水力机械)

资助基金：国家自然科学基金51305346,51479166资助.The project supported by the National Natural Science Foundation of China No.51305346,51479166.

在线出版日期：2015-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：748-753