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水轮机稳水栅损坏的成因分析及对策研究

张芳麟  
【摘要】:本论文对四川东方电机厂给雅安石棉金窝电站设计的冲击式水轮机的稳水栅在机组运行不到半年,就被从转轮排出的水流冲击而使稳水栅与工字钢焊接的根部被冲断裂为探讨问题的起因。 文章从冲击式水轮机的概述、工作原理、性能分析和参数的选择,以及机组在运行过程中会受到汽蚀损坏、泥沙磨损损坏、机组振动损坏和焊接损坏等方面进行分析,探讨稳水栅被水流冲击损坏的根本原因。 通过对影响水轮机正常运行的主要原因的分析,最终确定稳水栅与工字钢焊接根部被水流冲击损坏断裂的根本原因是水流冲击的力学特性和稳水栅的焊接结构,为此,建立了力学模型进行探讨。把稳水栅受水流的冲击作用力简化为简支梁模型,利用流体力学的能量方程和物理学中的动量定理,从力学探讨中找到了稳水栅与工字钢焊接根部断裂的根本原因。根据其原因进行了改进和提高,达到了机组正常运行时不被损坏的目的。 文章从水轮机的焊接特性和焊接结构进行分析。焊接在水轮机制造中已广泛应用,而且相当成熟,就连转轮这样重要的部件都是通过焊接打磨而成的。由于稳水栅被冲击水流损坏的是稳水栅与工字钢焊接的根部,因此,本论文只探讨其焊接根部。由于机组在运行过程中有机组的振动,文章认为把稳水栅和机壳分开,在原有的稳水栅两边各焊一根钢条,起导向和减小摩擦用。把改进后的稳水栅放在论文中所说的改进后的水工建筑物中,这样才会有效的保护机壳、稳水栅和水工建筑物。 文章最后把分析和探讨的结论给以延展,为以后设计水轮机提供理论借鉴,对其它水电站水轮机在运行过程中出现的类似工程问题提供工程实践参考。


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