抽水蓄能机组不稳定现象的流动机理与控制方法

作者：罗先武; 叶维祥; 杨丹丹; 冉红娟

来源：水电与抽水蓄能, 2020, 6(04): 19-31.

DOI：10.3969/j.issn.2096-093X.2020.04.004

• 抽水蓄能
• 特性曲线
• 驼峰
• 流动机理

随着电站参数水平不断提高,抽水蓄能技术对机组稳定性的要求越来越高。本文基于已有研究成果,阐述了抽水蓄能机组泵工况下不稳定现象关联的特性曲线驼峰及驼峰区域的压力脉动特征。为了深入揭示抽水蓄能机组内部不稳定流动机理,现阶段应均衡考虑预测精度与计算资源需求,开发适合于抽水蓄能机组不稳定特性分析的动态PANS方法。大量的试验与计算结果表明,抽水蓄能机组泵工况的特性曲线驼峰源自动静干涉引起的导叶流道中不稳定流动;即当机组运行在偏低流量时,较大尺度的流动分离与漩涡会堵塞相邻导叶间流道,进而导致导叶与转轮中的能量损失激增,使得机组扬程陡降、特性曲线出现驼峰;通常情况下,被称为"失速团"的不稳定流动结构只发生在部分导叶流道中,且以一定的速度进行传播;机组内部的不稳定流动可诱发强烈的压力脉动,在特定条件下甚至影响机组的安全性。最后,针对机组不稳定流动机理研究,分析了改善抽水蓄能机组不稳定特性的控制措施。

• 单位
  水沙科学与水利水电工程国家重点实验室; 上海交通大学; 清华大学