【摘 要】
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为了提高电网的可靠性和安全性,需要提高抽水蓄能机组的装机容量,目前在我国抽水蓄能电站的建设处于快速发展的阶段。水泵水轮机作为抽水蓄能电站的最重要的部件之一,为了提
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为了提高电网的可靠性和安全性,需要提高抽水蓄能机组的装机容量,目前在我国抽水蓄能电站的建设处于快速发展的阶段。水泵水轮机作为抽水蓄能电站的最重要的部件之一,为了提高水泵水轮机的经济效益,水泵水轮机的发展趋势是高水头大容量。这将导致机组的尺寸逐步增大,转轮叶片越来越长。同时水泵水轮机工况转换频发,载荷复杂多变,如果设计不当,其疲劳强度很难得到保证。本文通过对水轮机转轮叶片应力测量的方法的研究,并结合最新的遥测技术,研发了一套32通道的混流式模型水泵水轮机转轮叶片应力测量系统。对于传感器的安装方法,本文比较了3种不同布线方法的优缺点并进行了防冲刷试验,最终确定了本课题采用的表面布线及防护方案。根据经验本文在水泵水轮机9个叶片10个最危险的位置布置了32应力测量传感器。模型试验研究的工况包括水轮机工况、水泵工况、驼峰区以及“S”区。在进行转轮叶片应力测量时,同时进行水泵水轮机整个流道的压力脉动的测量,以研究旋转部件与固定部件的相互作用。试验完成后,对测得的试验数据进行了详细的分析,应力的分析包括动应力和静应力的分析,动应力与压力脉动的关系,动应力与静应力的关系。重点分析了在水轮机工况、水泵工况、水泵驼峰区和“S”区各测点应力在空间上的分布,找出转轮叶片动、静态应力最大和最危险的区域。并且在上述工况下进行了应力随负荷的分布规律,获得了同一测点位置,最大应力出现的负荷条件。大型抽水蓄能机组的应力测试技术研究是水电站安全保障的关键技术研究的重要内容,对于分析机组的安全稳定运行具有重要意义。本文基于500m水头段水泵水轮机转轮叶片应力测量,给该水头段水泵水轮机的设计开发提供了技术支持。
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