水轮机毕业设计 开题报告
水轮机制动系统,毕业设计
课题名称水轮机制动系统系别机电系专业电气工程与自动化班级姓名学号指导教师起讫时间：年月日～年月日（共周）毕业设计（论文）开题报告水轮机制动系统引言：20世纪以来，水电机组一直向高参数、大容量方向发展。
随着电力系统中火电容量的增加和核电的发展，为解决合理调峰问题，世界各国除在主要水系大力开发或扩建大型电站外，正在积极兴建抽水蓄能电站，水泵水轮机因而得到迅速发展。
摘要：水电站的有功调节通常是通过调速器实现的，但当水轮机组并入电网运行时，对于单台发电机来说转速反馈几乎不起作用。
近年来，随着自动发电控制(AGC)的需要，有功功率在控制系统中的调节品质已成为当前电力系统自动化领域的突出问题。
关键词：参考文献：200MW混流式水轮机的效率改进，水轮机原理与流体动力学计算基础，）、功率、水头、系统工作原理：如图1所示：测量元件把机组转速N（频率FN流量等参量测量出来，与给定信号和反馈信号综合后，经放大校正元件控制执行机构，执行机构操纵水轮机导水机构和桨叶机构，同时经反馈元件送回反馈信号到信号综合点。
图1水轮机调节系统结构图一、水轮机电气控制设备系统水轮机制动系统是由水轮机电气控制设备系统和被控制系统（流体控制和PLC控制）组成的闭环系统。
水轮机、引水和泄水系统、装有电压调节的发电机及其所并入的电网称为水轮机调节系统中的被控制系统；用来检测被控参量与给定量的偏差，并将其按一定特性转换成主接力器行程偏差的一些装置组合，称为水轮机控制设备。
水轮机调速器则是由实现水轮机调节及相应控制的机构和指示仪表等组成的一个或几个装置的总称。
(一)水轮机的选型：水轮机按工作原理可分为冲击式水轮机和反击式水轮机两大类。
冲击式水轮机的转轮受到水流的冲击而旋转，工作过程中水流的压力不变，主要是动能的转换；反击式水轮机的转轮在水中受到水流的反作用力而旋转，工作过程中水流的压力能和动能均有改变，但主要是压力能的转换。
通过查找资料；反击式水轮机中，水流充满整个转轮流道，全部叶片同时受到水流的作用，所以在同样的水头下，转轮直径小于冲击式水轮机。
水轮机的毕业设计
水轮机的毕业设计水轮机的毕业设计一、引言水轮机是一种利用水流动能转化为机械能的装置，广泛应用于水电站、水泵站等工程中。
作为水利工程专业的学生，我对水轮机的设计和运行原理有着浓厚的兴趣。
在即将毕业的时刻，我决定选择水轮机作为我的毕业设计课题，以深入研究其设计和性能优化。
二、设计目标在开始设计之前，我首先明确了我的设计目标。
我希望设计一个高效、可靠且具有较高输出功率的水轮机。
同时，我也希望通过设计过程中的实践操作，加深对水轮机原理的理解，并提高自己的设计能力。
三、设计流程1. 研究水轮机原理：在开始设计之前，我深入研究了水轮机的原理和工作方式。
我学习了水轮机的分类、水轮机叶片的形状和布置、水轮机的工作过程等方面的知识。
2. 确定设计参数：根据实际情况和设计要求，我确定了水轮机的设计参数，包括水轮机的装机容量、转速、进口流量等。
同时，我也考虑了水轮机的安装环境和使用条件，以确保设计的可行性。
3. 进行水轮机叶片设计：水轮机叶片是水轮机的核心部件，对水轮机的性能有着重要影响。
我使用计算机辅助设计软件进行叶片的设计，通过调整叶片的形状和布置，以提高水轮机的效率和输出功率。
4. 进行水轮机模型制作：为了验证设计的可行性，我使用3D打印技术制作了水轮机的模型。
通过对模型的实际测试，我可以评估设计的准确性和性能优化的效果。
5. 进行性能测试和优化：在制作完成水轮机模型后，我进行了一系列的性能测试。
通过测量水轮机的输出功率、效率和流量特性等参数，我可以评估设计的优劣，并进行必要的优化调整。
四、设计结果经过一段时间的努力，我成功地完成了水轮机的毕业设计。
我的设计结果表明，我设计的水轮机在装机容量、转速和效率等方面都达到了预期目标。
与此同时，我还发现了一些可以进一步优化的地方，以提高水轮机的性能。
五、结论与展望通过这次毕业设计，我对水轮机的设计和性能优化有了更深入的了解。
我不仅学到了理论知识，还通过实践操作提高了自己的设计能力。
水轮机开题报告
水轮机开题报告水轮机开题报告一、研究背景和意义水轮机作为一种利用水能转换为机械能的重要装置，广泛应用于水力发电、水泵和水厂等领域。
随着能源需求的增加和环境保护的要求，对水轮机的研究和改进具有重要意义。
本文旨在探讨水轮机的工作原理、设计参数和性能优化，为提高水轮机的效率和可靠性提供理论依据。
二、水轮机的工作原理水轮机是利用水流的动能和压力能转换为机械能的装置。
其工作原理可分为两个基本过程：水流进口和水流出口。
水流进口时，水流通过导叶进入转轮，导叶将水流的动能转换为转轮的动能。
水流出口时，转轮将水流的动能转换为机械能，推动发电机或其他设备工作。
三、水轮机的设计参数水轮机的设计参数包括转速、叶片形状、导叶角度等。
其中，转速是水轮机的重要参数之一，它决定了水轮机的输出功率和效率。
叶片形状是指叶片的几何形状，它直接影响水流的流动状态和转轮的受力情况。
导叶角度是指导叶与水流的夹角，它决定了水流进入转轮的方向和速度。
四、水轮机的性能优化为了提高水轮机的效率和可靠性，需要对其进行性能优化。
首先，可以通过优化叶片形状和导叶角度来改善水流的流动状态，减小能量损失。
其次，可以通过改变转速和水流量来匹配水轮机的工作条件，提高其输出功率和效率。
此外，还可以采用先进的材料和制造工艺，提高水轮机的耐久性和可靠性。
五、研究方法和计划本研究将采用数值模拟和实验验证相结合的方法，对水轮机的性能进行研究。
首先，将建立水轮机的数值模型，模拟水流在叶片和导叶之间的流动过程，分析水轮机的受力情况和能量转换效率。
然后，将设计实验装置，通过实验验证数值模拟结果的准确性和可靠性。
最后，将根据研究结果提出改进水轮机性能的建议。
六、预期成果和应用前景通过本研究，预期可以深入了解水轮机的工作原理和设计参数对性能的影响，为水轮机的优化设计和改进提供理论依据。
同时，本研究的成果还可以应用于水力发电、水泵和水厂等领域，提高设备的效率和可靠性，减少能源消耗和环境污染。
水轮机课程设计报告
水轮机课程设计报告
本课程设计以水轮机为基础，根据本学期所学的知识和理论，综合运用MATLAB进行
程序分析和仿真计算，考虑水轮机的不同工况，对其功率特性及所耗电功率进行实际模拟，掌握水轮机的工作原理及参数选择，为水轮机的设计和选择提供依据。
水轮机是一种利用水力推动涡轮机而发生动力的设备。
它主要由水力装置、调节机构、涡轮机三大部分组成，并且他们之间关系紧密。
模拟仿真是指利用一定的软件软件工具
根据某一系统的实际工作情况，对其状态和行为进行模拟，亦称形象模拟。
主要用于理
论分析实验以及新的工艺的检测，在水轮机的设计分析说明、参数选择以及工况分析方面
特别重要。
本课程设计的目的在于通过MATLAB某一种水轮机的模拟，计算水轮机的工作原理及
参数，对其功率特性及所耗电功率进行模拟。
首先，使用水轮机系统参数，制订水轮机
的模拟方案，并设置合理的参数值，编写程序，实现系统仿真；然后，利用MATLAB绘制
仿真结果曲线，了解水轮机系统的功率特性，分析系统耗电功率；最后，根据仿真结果对
水轮机的参数进行调整，实现系统最优化。
实验结果表明，通过MATLAB仿真分析和计算，本课程设计能够很好地表达水轮机的
运行特性，研究者可以得出满足要求的水轮机系统参数，从而改善系统性能，为实验教学
研究以及水轮机的设计、选择提供参考依据。
毕业设计水电站的水轮机设计
毕业设计水电站的水轮机设计一、引言水轮机是一种将水流能转化为机械能的装置，广泛运用于水电站等发电场所。
本文旨在对毕业设计中的水轮机进行设计和分析，并对其性能进行评估。
二、设计原则在水轮机设计过程中，应考虑以下几个方面的原则：1.效率原则：水轮机的设计应追求最大化效率，以充分利用水流能。
2.可靠性原则：设计的水轮机应具备良好的可靠性，以确保长期稳定运行。
3.经济性原则：设计应尽量降低成本，提高生产效益。
三、设计步骤以下是进行水轮机设计的基本步骤：1.流量计算：根据就地条件和需求，计算水轮机所需的水流量。
2.水头计算：确定水轮机所处的有效水头，包括高度、压力等。
3.效率计算：根据水头和水流量，计算水轮机的理论效率。
4.选择类型：根据水头和流量要求，选择适合的水轮机类型，如分流式、混流式等。
5.尺寸设计：根据选择的水轮机类型，确定几何尺寸，包括叶轮直径、叶片数目等。
6.材料选择：选择适当的材料，以确保水轮机的结构强度和使用寿命。
7.制造和安装：根据设计图纸，制造和安装水轮机。
8.性能评估：对水轮机的性能进行评估，包括效率、功率输出等。
四、设计要点以下是进行水轮机设计时需要注意的要点：1.运行稳定性：设计时应考虑水轮机的运行稳定性，避免产生过大振动和噪音。
2.叶轮形状：叶轮的形状会影响水轮机的效率，应根据流体力学原理选择合适的形状。
3.叶轮材料：叶轮需要具备耐腐蚀和高强度的特性，常用材料有铸铁、不锈钢等。
4.沉砂措施：设计时应考虑沉砂措施，以防止沙砾进入水轮机破坏叶轮和导叶。
五、结论水轮机的设计是毕业设计中一个重要的环节，本文介绍了水轮机设计的基本原则和步骤，并指出了设计中需要注意的要点。
通过合理的设计和选材，可以使水轮机达到较高的效率和可靠性，提高水电站的发电效益。
同时，也提醒设计者要考虑环保和可持续性等因素。
希望本文对水轮机设计有所启发，并对毕业设计有所帮助。
贯流水轮机选型及结构设计开题报告
毕业设计（论文）开题报告题目贯流水轮机选型及结构设计专业热能与动力工程班级动09*班学生 **指导教师 *** 教授2013 年一、毕业设计的课题来源、类型依据专业的培养目标，且根据毕业设计选题的具体原则，我选择了毕业设计的题目——贯流水轮机选型及结构设计。
贯流式水轮机通常采用卧轴式布置，从流道进口到尾水管出口，水流沿轴向几乎呈直线流动，避免了水流拐弯形成的流速分布不均导致的水流损失和流态变坏，水流平顺，水力损失小，尾水管恢复性能好，水力效率高。
因此，对于25m以下的低水头水电开发，优先选择贯流机组。
本课题来源于贯流水轮机电站的资料。
本课题根据实际需要，课题来源为实际工程；课题类型属于工程设计类型。
二、选题的目的和意义毕业设计是学生综合应用在校所学知识，结合工程实际，进行一次系统的解决工程实际问题的实践性教学环节，也是完成工程师基本训练的重要教学环节。
通过对贯流式水轮机选型及结构设计，以达到以下目的：1.巩固加深所学专业知识，扩大专业知识面，使所学知识系统化。
2.培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力，要求学生掌握基本的设计原则、设计方法和步骤。
3.培养学生独立思考的工作能力，通过毕业设计加强文献查阅、外文翻译、设计计算、绘图、编写设计报告、使用规范手册以及计算机应用能力的培养。
4.使学生熟练掌握工程中常用的辅助设计软件：AutoCAD绘图。
5.通过设计对专业知识有更近一步的理解，同时可以将大学几年所学到的知识融会贯通，理论与实际相结合，进一步提高设计能力，为将来去工作岗位打下良好的基础。
三、本课题在国内外的研究现状及发展趋势1.前言水力资源在我国能源组成中占有重要的地位，它不仅是清洁能源，而且是可在生能源。
我国的水力资源非常丰富。
据水利水电规划设计总院主编的《中国大中型水电站规划图集》统计，全国可开发的装机容量25MW 以上的大中型水电站就有1300多座，总装机容量达4.0463亿千瓦。
截止2005年年底，我国已开发和正在开发的装机总容量为1.3098亿千瓦，约占经济可开发容量的三分之一。
水轮机毕业设计 开题报告材料
毕业设计〔论文〕开题报告题目电站水轮机结构设计专业热能与动力工程班级学生指导教师一、毕业设计〔论文〕课题来源、类型本课题来源于越南DongNai5 水电项目，设计类型为水轮机结构设计。
DongNai5电站，位于越南DongNai 省的DongNai 河。
它配备了两台75MW混流式水轮发电机组，总装机容量150MW。
电站预计2015年投入商业运行，年发电量达616万kW·h。
该题目属于工程设计类题目。
二、选题的目的与意义水轮机对于电站而言，是重中之重。
它配合发电机组实现了，机械能转化为电能这一核心任务。
因此，使水轮机最优化，对提高电站的效率至关重要。
它的性能优劣,结构完善与否,直接涉与到水电事业开展的程度。
进展水轮机的结构设计，综合考虑水轮机性能、效率、本钱等，对学生个人也是一种总结和学习的过程的。
通过水轮机结构设计，使得自己对大学所学的专业知识进一步掌握并运用，将书本知识实用化，为自己以后继续学习专业知识或者就业，有很大的帮助。
三、本课题在国内外的研究状况与开展趋势电力是现代化工业生产和生活不可或缺的动力能量,水力发电是电力工业的一个门类。
建国50多年来,我国的水电事业有了长足的开展,取得了令人瞩目的成绩。
水电在我国的兴起是有其深刻的背景的。
···h。
首先,我国有大规模利用水能资源的条件和必要性。
我国水能资源丰富,不论是水能资源蕴藏量,还是可能开发的水能资源,在世界各国中均居第一位。
但是目前我国水能的利用率仅为13%,水力发电前景广阔。
随着我国经济的快速增长,能源消耗总量也大幅度增长,煤炭、石油和天然气这些常规能源的消耗量越来越大,甚至需要依靠进口。
水力发电经过一个多世纪的开展,其工程建设技术、水轮发电机组制造技术和输电技术趋于完善,单机容量也不断增大。
并且水力发电本钱低廉,运行的可靠性高,故其开展极为迅速。
近一个世纪,特别是建国以来,经过几代水电建设者的艰辛努力,中国的水电建设从小到大、从弱到强不断开展壮大。
【开题报告】万家寨水轮机结构设计
毕业设计（论文）开题报告题目万家寨水轮机结构设计专业班级学生指导教师年一、毕业设计(论文)课题来源、类型本课题来源于山西省万家寨引黄工程，设计类型为水轮机框架结构。
本课题根据实际需要，课题来源为实际工程；课题类型属于设计计算类型。
二、选题的目的及意义水轮机转轮是水电机组实现能量转换的核心部件，其性能的优劣对水电机组的运行乃至整个电力系统的生产和安全具有非常重要的意义.因此提高水轮机效率、空蚀性能和稳定性是水轮机研究和设计者的追求目标。
在此背景下，论文以水轮机调速机构为研究对象，引入计算机辅助设计方法对水轮机调速机构进行三维造型设计以及高级出图。
水轮机是一个典型的机械系统，具有轴类零件、盘套类零件、箱体类零件、齿轮类零件等，具有较强的综合性。
通过设计对专业知识有更深一步的理解，同时可以将大学几年所学到的知识融会贯通，理论与实践相结合，进一步提高设计能力，为将来去工作岗位打下良好的基础。
三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势我国现阶段对水轮机空蚀空化的研究以确定初步成效，但总的来说还不够。
我们必须继续对它进行更深的研究，才能更好的解决好水轮机的空蚀空化问题，从而提高水轮机比转速，曾长对水轮机检修周期，从而降低水利发电成本。
在国际上提升我们在水轮机的研究影响力，提升我国的科技水平，成为真正的水利发电强国。
我们分析认为，从长期来看，随着国民经济持续高速发展，人均收入的提高，国家在水轮机及辅机制造方面投入加大都会使水轮机及辅机制造需求增加。
但由于受金融危机的影响，2008年市场对水轮机及辅机制造需求有所减缓。
在市场水轮机及辅机制造需求增长有所减缓的现状下，产能扩张的势头并没有得到较好的控制。
产能过剩、重复建设不仅导致生产与消费的失衡，而且还引发了水轮机及辅机制造内的一系列恶性价格竞争，影响了水轮机及辅机制造业的盈利能力。
中国水轮机及辅机制造市场现状，为外资企业入驻中国创造了条件，国际许多水轮机及辅机制造企业已经看中在中国低成本拓展市场的机会，随着外资投入逐步加大，中国国内企业改革重组迅速壮大。
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毕业设计（论文）开题报告题目电站水轮机结构设计专业热能与动力工程班级学生指导教师一、毕业设计（论文）课题来源、类型本课题来源于越南DongNai5 水电项目，设计类型为水轮机结构设计。
DongNai5电站，位于越南DongNai 省的DongNai 河。
它配备了两台75MW混流式水轮发电机组，总装机容量150MW。
电站预计2015年投入商业运行，年发电量达616万kW·h。
该题目属于工程设计类题目。
二、选题的目的及意义水轮机对于电站而言，是重中之重。
它配合发电机组实现了，机械能转化为电能这一核心任务。
因此，使水轮机最优化，对提高电站的效率至关重要。
它的性能优劣,结构完善与否,直接涉及到水电事业发展的程度。
进行水轮机的结构设计，综合考虑水轮机性能、效率、成本等，对学生个人也是一种总结和学习的过程的。
通过水轮机结构设计，使得自己对大学所学的专业知识进一步掌握并运用，将书本知识实用化，为自己以后继续学习专业知识或者就业，有很大的帮助。
三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势电力是现代化工业生产和生活不可或缺的动力能量,水力发电是电力工业的一个门类。
建国50多年来,我国的水电事业有了长足的发展,取得了令人瞩目的成绩。
水电在我国的兴起是有其深刻的背景的。
我国河流众多,径流丰沛,落差巨大,蕴藏着丰富的水能资源。
2000～2004年, 中国水电工程顾问集团公司组织了全国水力资源复查, 水电资源理论蕴藏量为6.94亿kW,年发电量6.08万亿kW·h, 其中技术可开发容量为5.42亿kW, 年发电量2.47万亿kW·h; 经济可开发容量为4.02亿kW,年发电量1.75万亿kW·h。
首先,我国有大规模利用水能资源的条件和必要性。
我国水能资源丰富,不论是水能资源蕴藏量,还是可能开发的水能资源,在世界各国中均居第一位。
但是目前我国水能的利用率仅为13%,水力发电前景广阔。
随着我国经济的快速增长,能源消耗总量也大幅度增长,煤炭、石油和天然气这些常规能源的消耗量越来越大,甚至需要依靠进口。
水力发电经过一个多世纪的发展,其工程建设技术、水轮发电机组制造技术和输电技术趋于完善,单机容量也不断增大。
并且水力发电成本低廉,运行的可靠性高,故其发展极为迅速。
近一个世纪,特别是建国以来,经过几代水电建设者的艰苦努力,中国的水电建设从小到大、从弱到强不断发展壮大。
改革开放以来,水电建设更是迅猛发展,工程规模不断扩大。
据电工行业统计数据表明，2009年我国发电设备和大中型电机的产量分别为：水轮发电机组2303万kW，汽轮发电机8654万kW，成套发电设备11993万kW，大中型电机约为7500万kW，其中大型电机约为3000万kW（含风电1380万kw的70% ）。
调查表明，全世界发电设备市场的订货量从1991年的70GW 增加到了1996年的100GW，其中水电只占16%。
在水电设备订货量方面，亚洲国家的订货量要占一半以上，如1996年的总订货量为18GW，其中中国占23%。
水轮机是一种流体机械。
所谓流体机械就是以流体作为工作介质的机器。
它是实现流体功能和热能转换的机械。
( 热能转换的流体机械在此不作介绍) 。
对于功和能转换的流体机械主要分为两大类,一类是流体能量对流体机械作功而提供动力; 另一类则是通过流体机械将原动力传递给流体, 使流体的能量得以提高。
当然还有一种液力传动功能的机械( 如液力变矩器、液力耦合器以及流体与流体、流体与固体分离的机械) 也称为流体机械。
水力发电用的水轮机有着100 年以上的历史，一般认为是已竭力开发的成熟机械。
的确，在数十年前水轮机的效率就已达到90% ，看起来开发的余地不大。
但实际上，在以计算机进行流态分析和强度分析的技术进步支撑下，水轮机的开发已达到非常先进的程度。
性能的提高，不仅是简单体现在效率的提高，而是更应在更宽的水头和流量范围内仍能稳定和高效率的运转。
关于水轮机产品的优化，当今世界水电设备国际市场最为流行的热门先进技术电子计算机辅助流体动态分析（CFD）的应用，能使水轮机的性能大大提升，设置逼近它的极限值。
提高水轮机性能的首要前提是：流态分析（CFD ）技术的大幅度进步。
目前水轮机设计一般采用完全的三维粘性流态分析，使用着比较简单的紊流模型。
由于利用了CFD ，可在短时内进行设计的优化。
CFD 精度的提高与计算机技术的飞跃进步密切相关，此外，与高精度模型试验的组合也导致了CFD 利用技术的提高。
提高比转速ns, 缩小水轮机转轮直径, 提高发电机组转速, 减小机组尺寸, 提高大部件刚度, 强度计算的准确性, 允许应力可适当提高( 减轻机组重量20%) 简化部件结构, 减少加工工作量, 采用新工艺,新技术减少工序和工装来降低成本。
水轮机向着大容量的方向发展, 机组运行的可靠性越来越受到大家的重视。
压力脉动、空蚀与磨损、材料机械与化学性能都会直接影响机组的可靠性指标。
我国自1950 年代初开始制造水轮机,从8O0k W起,尾随欧美发达国家的步伐,起步较晚。
先是向前苏联学习,颇有收获,继而扩展至向西欧与美国学习,进一步开阔了视野。
据不完全统计, 我国已投产的各类大中型水电机组500余台之多, 其中混流机组320余台, 从统计数据看, 混流式水轮机应用最多。
混流式水轮机是当今应用最普遍的一种水轮机机型, 其适用水头范围可从十几米到数百米, 实际应用水头多在20~700m 之间, 适用于水头和流量变幅均较大的电站, 具有尺寸小、重量轻、结构紧凑、操作维护方便、效率高等优点, 是开发中高水头水力资源的优良机型。
目前在建和待建的巨型机组均选用混流式水轮机机型, 通过三峡、龙滩、拉西瓦等大型水电站的建设和一大批70万kW级混流式机组的成功投产, 大型混流式水轮机技术在我国得到了广泛应用,技术上取得了巨大进步。
近几年, 随着国外先进技术的引进和消化吸收, 高水头混流式水轮机技术也取得了较大进展, 对于400~600m水头段的水电站, 以往因水轮机技术限制只能采用冲击式水轮机机型, 目前许多水电站亦开始采用混流式机型。
从近几年混流式水轮机的应用情况看, 其技术发展趋势将是容量更大、水头更高、稳定运行范围更宽。
国外高水头混流式水轮机应用较多, 时间也较早, 特别是在欧洲应用广泛。
到目前为止, 已投运的最高水头的混流式水轮机最高水头为734m, 由瑞士爱雪维斯公司于1982年制造的Hausling水电站机组,单机最大容量为18.0万kW。
虽然国外高水头混流式机组的设计及制造技术已较成熟, 甚至已运用至600~700m水头段, 但国内目前超过400m水头的混流式机组还比较少。
我国高水头混流式水轮机的设计和制造起步相对较晚, 经过国外先进技术的引进以及近20~30年的摸索和实践, 逐渐积累了经验。
从20世纪80年代中期的鲁布革水电站引进国外先进技术开始,随着鲁布革、姚河坝、冷竹关、周宁、自一里、硗碛等一批大中型水电站的相继投入, 我国在高水头混流式机组的研究、设计和应用等方面均取得了很大的进步。
国内已投运水头最高的混流式水轮发电机组安装在四川硗碛水电站, 最高水头553.6m, 单机容量8.2万kW, 2006年底投运。
已投运的单机出力最大的混流式水轮发电机组是三峡水电站的75.6万kW机组, 已投运的转轮尺寸最大的混流式水轮机是三峡水电站的直径10.4m的水轮机。
经过近50年的技术发展, 我国混流式水轮机组的容量由最早石龙坝的几百千瓦发展到了今天三峡等的70.0万kW级, 以及2012年投运的向家坝的80.0万kW级, 转轮直径由最早石龙坝的71cm发展到了目前三峡的10.4m。
目前, 大型混流式水轮机水力设计和结构设计的主要任务是保持和进一步提高机组的能量特性, 进一步扩大水轮机的稳定运行范围, 提高机组可利用率。
重点是降低尾水管和无叶区的压力脉动, 以及研究并减小压力脉动对主要结构部件的动态影响。
90年代, 在混流式水轮机模型转轮的水力性能上, 与国外差距较大, 国内大部分项目的转轮均采用国外引进技术, 自主开发的转轮最高效率为93%左右, 而国外转轮最高效率在94%以上。
通过三峡机组技术引进和自主创新, 特别是引进国外先进的三维粘性流体计算软件和分析方法后, 国内在大型混流式水轮机水力设计方面取得了本质性的进展, 开发了一批性能优良的模型转轮, 最高模型效率超过95%,尾水管和无叶区的压力脉动得到进一步控制, 水轮机稳定运行范围进一步扩大, 空化性能和水力稳定性较过去有了相当大的改善。
开发和应用于更高水头和更大容量的混流式水轮机型, 保持或提高能量指标下进一步扩大水轮机的稳定运行范围, 提高转轮的抗疲劳破坏性能将是今后技术努力方向。
在近百年的水力发电技术开发和利用中发现,为水力发电所修建的拦河大坝对河流生态、水生生命有一定影响。
在不同程度上打破了原河流食物链的平衡, 造成部分河流富营养而使某些河段水生生物减少; 同时现有水轮机结构如转动部件及操作机构所作用的油脂泄漏造成对下游河流的污染, 部分鱼类不能顺利过往高速旋转的水轮机转轮, 造成对大江、大河生态的影响和生物种群的威胁。
目前估计有至少10%鱼类在经过水轮机时会受到机械伤害, 压力梯度过大伤害和负压伤害等。
因此发明新型水轮机, 使其向友善于生态和环保的方向发展是人类社会努力的必然要求。
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