[发明专利]一种混流式水轮机水力特性的生成方法

说明书

本发明涉及混流式机组的水电站工程，尤其是涉及一种混流式水轮机水力特性的生成方法。本发明所提供的混流式水轮机水力特性的生成方法能够克服现有技术中，在电站的设计初期，选定机组或相近参数机组的模型试验数据缺失，或者相近参数机组的模型试验数据已有，但将这些不完整的数据进行人工数据扩展并整理为计算需要的格式也相当费时费工等问题，能够快速准确地获得混流式水轮机的水力特性，供过渡过程计算使用能够广泛的应用于水电的初步设计之中，更好更高效的为工程服务。

技术领域

本发明涉及混流式机组的水电站工程，尤其是涉及一种混流式水轮机水力特性的生成方法。

背景技术

目前国家为了保护环境，大力倡导绿色环保的概念，其中水力发电作为绿色可再生能源成为国家优先发展的方向，一大批水电站工程相继开发。而在这些水电站中以混流式机组占大多数，混流式水轮机全特性曲线是水电站设计的重要原始技术资料，是用外特性法进行水轮机装置过渡过程计算的重要边界条件，也是分析与研究水轮机静态与动态特性的主要依据之一。

水轮机特性数据在水电站水力过渡过程的计算中是不可或缺的，但水轮机特性数据获取往往不易，高精度水轮机水力特性的获取一般都是通过模型试验，在有模型试验数据的情况下，根据模型机组特性曲线，通过比尺效应的换算，借助人工或者计算机辅助数据扩展，得到原型机组特性曲线。这种方法得到曲线的过程非常的复杂，计算量大，花费的代价很大。

随着水力发电工程的复杂化和大型化，已有模型机组的形式及特性曲线的种类已经远远不能满足目前的水电建设的需要，并且现有的获得原型机曲线的方法时间较久，过程繁琐，耗资较大。因而如何快速准确地获取水轮机特性，对水电站的设计及运行指导具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于，为了克服现有技术中存在的不足，提供一种混流式水轮机水力特性的生成方法。

为此，本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：

一种混流式水轮机水力特性的生成方法，所述混流式水轮机水力特性的生成方法包括以下步骤：

(1)获取混流式水轮机转轮的详细参数，定义计算涉及的物理量；

(2)生成水轮机水流轴面流线、沿水流流线，把较宽的水道划分为流道狭窄的多个流道，沿流道方向进行保角变换；

(3)建立不同导叶开度条件下进出口速度三角形及一维欧拉方程；

(4)对不同工况点的水头损失、转轮水摩阻耗能水轮机的容积损失总效率与出力；

(5)由上述计算结果，拟合生成混流式水轮机水力特性曲线。

本发明在采用以上技术方案的同时，还可以采用或者组合采用如下技术方案：

作为本发明的优选技术方案，所述步骤(1)中：混流式水轮机转轮的详细参数和所需定义的物理量为：转轮进口直径D₁₁、转轮出口直径D₂₂，并且定义后续计算用到的物理量有水轮机水力效率η_h、水轮机的净水头H、转轮进口水流中心线圆周速度u₁、转轮出口水流中心线圆周速度u₂、转轮进口水流中心线流速V₁、转轮出口水流中心线流速V₂、V₁与圆周切向的夹角α₁、V₂与圆周切向的夹角α₂、叶片安放角ω。