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东方电机))2013年第 5期 69 Alstom公司转桨式水轮机的开发 刘 峰 编译 摘 要 本文介绍了Alstom公司转桨式水轮机磨蚀保护、转轮室间隙优化设计方面的一些特 点。 关键词 转桨式水轮机 空蚀 设计 1 引 言 高，会引起磨损，增加 了空蚀风险。这就是说相比 传统设计，龙 口水电站设计的水轮机叶片压力要具 2003年 l0月，巴西EngSergioMotta大坝 (即 有较大的空化容量，要能满足苛刻的合 同要求，以 PortoPrimavera电站大坝)14台转桨式发电机组的 及进 口空化的常规要求 。这些要求导致人们对最 最后～台机组投入运行。电站总装机容量为 合适的转轮叶片数量进行研究。通常转轮叶片数 1540MW(14×110Mw)；是巴西最近十年来完工 量取决于范围内的最大净水头。龙 口水电站净水 电站中最大的转桨式水电工程，也是巴西 目前安装 头为36．Im，该水头可以采用五叶片也可以采用六 的最大的转桨式水轮机组 (转轮直径为8．6m)，水 叶片的转轮，试验结果认为这两种设计均能获得比 轮机和发电机均 由阿尔斯通公司提供。 较高的平均效率。但 由于用户特别关注空化效果， 转桨式水轮机有可活动叶片，即导叶和转轮叶 最终确定龙 口水 电站选用 6叶片转轮 。 片均可以调节，故称为双调节式水轮机。具有较高 但是，如图1所示，两种设计在尾水管进 口处 的效率，能在较大的运行范围内平稳运行。 的流场相 同，可是5叶片转轮的负荷 比6叶片的效 本文主要论述了转桨式水轮机及相关的水力． 果差一点，5叶片转轮背面压力低一些，图2显示 机械设备在设计方面的一些特点，转桨式水轮机主 了从下环(蓝色)到轮毂(绿色)在额定点上 (压力 比 要用于水头低于 50m 的电站。 弦长)叶片压力的比较示意图。 2 磨损保护及其设计方案 中国山西境内黄河上游的龙 口水 电站装有 4 台转桨式水轮机组，转轮直径为 7．1m，净水头为 23．6m~36．1m，额定净水头 为 3lm，额定 出力 102．5MW，当水头高于 30m 时，最大 出力为 112．8MW。工地的状况是转轮设计的关键因素，特 别是转轮叶片数量的确定。 对于龙 口水电站来说，水轮机从进水 口到尾水 管出口采用了一种全新的设计方法，旨在使水轮机 在整个运行范围内都有较高的效率，并能避免各种 影响水轮机安全运行的危险。安全因素是水轮机 图 l 两种设计在尾水管进 口处的 设计中最主要考虑的问题，因为黄河含沙量非常 流场相 同转轮水头损耗大致相 同 来稿时间：2Ol3—07 70 东方电ff)~))2013年第5期 ● —一h ■I 鞠 表 GrandMere和Brilliant电站机组的主要参数 【 GrandMere电站 Brilliant电站 l 出力 (Mw) 77 120 }-一一 ～ ～～～ ＼ ＼ 转轮直径 (m) 6 7．6 l1 _1擎 == 囊