混流式水轮机尾水管涡带及改善措施研究

作者：吴在强; 林亚涛; 关英波; 陈泽钦; 徐君蕙; 郑源^*

来源：水电能源科学, 2023, 41(07): 197-196.

DOI：10.20040/j.cnki.1000-7709.2023.20221706

• 混流式水轮机
• 低负荷
• 非定常
• 压力脉动
• 导流装置

水电机组长期运行在偏离最优运行区域的低负荷区会产生机组振动大、水流流态不良等情况，从而导致转轮叶片出现裂纹、机组汽蚀严重等不良后果。针对尾水管内复杂的流动状况，提出了两种型式的导流装置改进方案，基于雷诺时均N-S方程，采用标准SSTκ-ω湍流模型，对0.45Pr(Pr为额定出力)、0.60Pr、0.75Pr三种工况进行定常和非定常求解计算。结果表明，安装导流装置可有效削减尾水管的偏心涡带，且大幅降低压力脉动振幅，从而减小机组的振动。综合尾水管流线、尾水管涡带、水轮机效率及压力脉动幅值，尤其是压力脉动的强弱对水轮机稳定运行的重要性，最终认为两种方案中，在尾水管进口处对称布置两块导流板对该混流式水轮机改善效果更好。研究结果为混流式水轮机组低负荷安全运行提供一定的理论基础。

• 单位
  电气学院; 国网福建省电力有限公司电力科学研究院; 河海大学