抽水蓄能電站同時(shí)具備儲(chǔ)能和發(fā)電的功能,可將多余電量轉(zhuǎn)化為更高價(jià)值的電能,因此被廣泛建設(shè)利用。隨著風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源并入電網(wǎng),抽水蓄能機(jī)組各工況之間的轉(zhuǎn)換更加頻繁,這就要求水泵水輪機(jī)具有更好的運(yùn)行穩(wěn)定性。旋轉(zhuǎn)失速是影響旋轉(zhuǎn)機(jī)械穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一,旋轉(zhuǎn)失速會(huì)引發(fā)機(jī)組振動(dòng),嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起機(jī)組共振,給機(jī)組安全運(yùn)行帶來(lái)重大隱患。因此對(duì)水泵水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)失速特性研究具有極高的工程價(jià)值,對(duì)水泵水輪機(jī)在旋轉(zhuǎn)失速條件下的壓力脈動(dòng)時(shí)頻特性的研究,更能全面的分析出旋轉(zhuǎn)失速的產(chǎn)生機(jī)理與傳播規(guī)律。本文以某抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)機(jī)組為研究對(duì)象,開(kāi)展了旋轉(zhuǎn)失速條件下流道內(nèi)的流動(dòng)特征以及壓力脈動(dòng)特性研究,對(duì)活動(dòng)導(dǎo)葉流道內(nèi)渦的結(jié)構(gòu)及演變規(guī)律進(jìn)行了詳細(xì)分析。主要結(jié)論如下:(1)通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),在0.2~0.76倍試驗(yàn)最優(yōu)工況流量范圍內(nèi),導(dǎo)葉區(qū)內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象;在0.2倍最優(yōu)工況流量下,旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象最為劇烈,在導(dǎo)葉流道內(nèi)分布有四個(gè)旋轉(zhuǎn)失速區(qū)域;活動(dòng)導(dǎo)葉出口分流與固定導(dǎo)葉出口的回流共同加劇了非失速流道內(nèi)的流動(dòng)分離,導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)失速區(qū)在固定導(dǎo)葉內(nèi)周向轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)蝸殼壓力脈動(dòng)沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向先減小后增大,距離隔舌越近波動(dòng)越明顯,但在... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

水泵水輪機(jī)全特性曲線圖

埃?攔?雜行碌某樗?钅芟钅?建設(shè)在推進(jìn)。例如，蒙大拿州建設(shè)的400MW的GordonButte抽水蓄能項(xiàng)目，加利福尼亞州建設(shè)的1300MW的EagleMountain項(xiàng)目，公共事業(yè)公司DominionEnergy公司在弗吉尼亞州開(kāi)發(fā)了一個(gè)800MW的儲(chǔ)能時(shí)間為10個(gè)小時(shí)的抽水蓄能設(shè)施。根據(jù)GNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)的不完全統(tǒng)計(jì)，截止2019年初，全球抽水蓄能電站總裝機(jī)規(guī)模為170.7GW，占儲(chǔ)電項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模的95.74%。在電力系統(tǒng)能源序列中，風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電工程的納入數(shù)量增多使得抽水蓄能項(xiàng)目更受青睞。IHA預(yù)測(cè)到2030年，抽水蓄能電站總裝機(jī)量將增至239GW[9]。圖1-22020-2030全球抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模預(yù)測(cè)Fig.1-2Predictionofcumulativeinstalledcapacityofglobalpumpedstoragein2020-2030我國(guó)抽水蓄能電站項(xiàng)目的啟動(dòng)時(shí)間相較國(guó)外而言是比較晚的，國(guó)內(nèi)的抽水蓄能電站建設(shè)一直到上個(gè)世紀(jì)60年代才開(kāi)始。2003年之前，我國(guó)抽水蓄能裝機(jī)占比容量?jī)H為1.6%[10]，在抽水蓄能領(lǐng)域的技術(shù)研究處于起步階段，抽水蓄能機(jī)組全部依賴進(jìn)口，代價(jià)昂貴。國(guó)內(nèi)最早建設(shè)有15座抽水蓄能電站，共58臺(tái)機(jī)組，沒(méi)有一臺(tái)機(jī)組來(lái)自國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，是我國(guó)花費(fèi)近百億元從國(guó)外買(mǎi)進(jìn)。為此，我國(guó)在2003年三月正式將大型抽水蓄能機(jī)組及成套設(shè)備列為重點(diǎn)領(lǐng)域和重點(diǎn)突破方向。2014年開(kāi)始，我國(guó)抽水蓄能市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電站建設(shè)

第二章計(jì)算模型與數(shù)值計(jì)算方法92計(jì)算模型與數(shù)值計(jì)算方法在水泵水輪機(jī)不穩(wěn)定特性研究中，模型試驗(yàn)研究方法存在造價(jià)高、設(shè)備限制因素多、流場(chǎng)顯示困難、加工耗時(shí)長(zhǎng)等局限性，因此本文采用數(shù)值模擬的研究方法對(duì)某抽水蓄能電站的水泵水輪機(jī)組模型進(jìn)行數(shù)值模擬研究。在本章中，主要介紹本文采用的網(wǎng)格劃分以及數(shù)值計(jì)算策略，為后續(xù)研究提供基矗2.1水泵水輪機(jī)計(jì)算模型及基本參數(shù)本文以某抽水蓄能電站的水泵水輪機(jī)組為數(shù)值模擬對(duì)象，核心部件包括蝸殼、轉(zhuǎn)輪、活動(dòng)導(dǎo)葉、固定導(dǎo)葉和尾水管五個(gè)部分。原型水泵水輪機(jī)基本參數(shù)和模型水泵水輪機(jī)主要參數(shù)分別見(jiàn)表2-1和表2-2：表2-1原型水泵水輪機(jī)基本參數(shù)Table2-1Basicparametersofprototypepumpturbine參數(shù)轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑D1p，mm最大毛水頭Hmaxp，m最小毛水頭Hminp，m水輪機(jī)額定水頭Hrp，m額定轉(zhuǎn)速nrp，rpm數(shù)值1920570.4494.0510500表2-2模型水泵水輪機(jī)基本參數(shù)Table2-2Basicparametersofmodelpumpturbine參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑，D1mm280最大水頭Hmax，m11.62轉(zhuǎn)輪出口直徑，D2mm146.3最小水頭Hmin，m9.94導(dǎo)葉高度b0，mm24.4額定水頭Hr，m10.55蝸殼進(jìn)口直徑，mm150.4水輪機(jī)工況額定出力Nr，kw4.6機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，GD2kg·㎡6.6水泵工況最大出力Npmax，kw4.8轉(zhuǎn)輪葉片個(gè)數(shù)9額定轉(zhuǎn)速nrp，rpm1000導(dǎo)葉個(gè)數(shù)20對(duì)該水泵水輪機(jī)運(yùn)用UGNX10.0軟件進(jìn)行三維建模，模型圖見(jiàn)圖2-1。模型計(jì)算域是由蝸殼、轉(zhuǎn)輪、活動(dòng)導(dǎo)葉、固定導(dǎo)葉、尾水管五個(gè)部分組成。圖2-1水泵水輪機(jī)三維模型Fig.2-13-Dmodelofthepump-turbine

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]水泵水輪機(jī)駝峰區(qū)流動(dòng)機(jī)理及瞬態(tài)特性研究[D]. 李德友.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
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本文編號(hào)：2942031