水泵水轮机抽水断电飞逸过渡过程中转轮受力分析

作     者：吴卫东 李磊 刘旭阳 刘珂 程永光 唐茂嘉 WU Weidong;LI Lei;LIU Xuyang;LIU Ke;CHENG Yongguang;TANG Maojia

作者机构：河南洛宁抽水蓄能有限公司河南省洛阳市471700 水资源工程与调度全国重点实验室武汉大学湖北省武汉市430072 

出 版 物：《水电与抽水蓄能》 (Hydropower and Pumped Storage)

年 卷 期：2023年第9卷第3期

页      面：114-120页

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51839008) 

主　　题：水泵水轮机 抽水断电 导叶拒动 轴向力 压力脉动 一维三维耦合CFD 

摘      要：为防止水泵水轮机空化和尾水管水柱分离,高水头抽水蓄能电站吸出高下降至-100m量级,使得尾水管压强升高。在抽水断电导叶关闭过渡过程,尾水系统的正水锤波冲击在转轮低压侧,水锤波叠加尾水管初始压强可能导致机组旋转部件轴向力失衡;但导叶拒动情况下轴向力如何变化,尚待研究。本文以国内某600 m级水头抽水蓄能电站为研究对象,应用一维三维耦合过渡过程数值模拟技术,模拟了双机同时抽水断电导叶拒动飞逸工况,分析了转轮受力波动规律及机理。结果表明,尾水系统正水锤波对轴向力的冲击明显小于水泵水轮机进入水轮机区时的轴向力冲击,最大轴向力的冲击幅值增量约为200t,值得关注;径向力在水轮机制动区达到最大值,波动剧烈。