第４１卷第３期２０２３年３月水电能源科学ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＰｏｗｅｒＶｏｌ．４１Ｎｏ．３Ｍａｒ．２０２３ＤＯＩ：１０．２００４０／ｊ．ｃｎｋｉ．１０００－７７０９．２０２３．２０２２１０７６某电站灯泡贯流式水轮机转轮优化研究韦正鹏１，孟鹏１，陈文清２，李林伟１，刘阳１（１．华电电力科学研究院有限公司，浙江杭州３１００１２；２．池潭水力发电厂，福建三明３６５０００）摘要：某电站水轮机转轮由于叶片应力过大而经常产生裂纹，严重威胁机组安全运行，为解决该电站水轮机转轮叶片应力过大的问题，以该电站灯泡贯流式水轮机为例，基于ＲＮＧκ－ε湍流模型，对水轮机各个部件进行建模、网格划分，通过对转轮叶片的加厚与修角优化处理，利用ＣＦＤ技术对优化前后转轮水力性能及刚强度进行对比分析。结果表明，优化后转轮叶片应力与变形得到较大改善，符合工程实际需要，可有效避免转轮裂纹的产生。关键词：贯流式水轮机；优化；水力性能；流场分析；刚强度中图分类号：ＴＶ７３４．１文献标志码：Ａ文章编号：１０００－７７０９（２０２３）０３－０１８１－０５收稿日期：２０２２－０５－２０，修回日期：２０２２－０６－１３基金项目：中国华电集团科技项目（ＣＨＤＫＪ２１－０１－１３）作者简介：韦正鹏（１９９５－），男，硕士、工程师，研究方向为流体机械仿真计算，Ｅ－ｍａｉｌ：１４７６４７９１２１＠ｑｑ．ｃｏｍ1概况某电站的水轮机为灯泡贯流转桨式机，机组运行最大水头为１４．５ｍ，额定水头为１１ｍ，最小水头为８．４ｍ，额定流量为１３８ｍ３／ｓ，转轮直径为４．２ｍ，额定出力为１３．５ＭＷ，额定转速为１３６．４ｒ／ｍｉｎ，活动导叶数为１６个，额定工况下转轮叶片转角为３４．５°，导叶开度为６３°。该电站机组自投运以来叶片经常出现裂纹，严重影响机组安全稳定运行。该裂纹主要由转轮叶片应力过大而引起。为此，本文针对该电站转轮叶片应力过大的问题，利用ＣＦＤ技术，基于ＲＮＧκ－ε湍流模型，对叶片进行优化研究，优化后的转轮符合工程实际需要，且水力性能与原转轮相比基本保持不变，为电站的安全稳定运行提供了保障。2研究方法2.1控制方程水作为水轮机中的流动介质，属于不可压缩流体，其运动过程遵循质量守恒方程和动量方程。质量守恒方程为：∂ｕ／∂ｘ＋∂ｖ／∂ｙ＋∂ｗ／∂ｚ＝０（１）式中，ｕ、ｖ、ｗ分别为速度矢量ｕ在ｘ、ｙ、ｚ方向的分量。动量方程为：...
