[发明专利]一种降低固定导叶根部应力的方法有效

专利信息
申请号: 202011494800.5 申请日: 2020-12-17
公开(公告)号: CN112594111B 公开(公告)日: 2022-10-11
发明(设计)人: 尹国军;宋敏;刘洁;邓金杰;吕博儒;曾明富;周文凯;代继江;胡宗邱;程猛;付永贵;熊欣 申请(专利权)人: 东方电气集团东方电机有限公司;中国三峡建工(集团)有限公司
主分类号: F03B3/18 分类号: F03B3/18
代理公司: 成都天嘉专利事务所(普通合伙) 51211 代理人: 赵凯
地址: 618000 四川*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 降低 固定 根部 应力 方法
【说明书】:

本发明公开了一种降低固定导叶根部应力的方法,属于水轮机技术领域,其特征在于,包括以下步骤:a、以固定导叶出水边与座环的环板交点处增厚后的理论厚度为基准,分别沿进水和高度方向按10‑20%的坡度过渡;b、设T为增厚前的固定导叶出水边厚度,以固定导叶出水边与座环的环板交点为基准,沿固定导叶出水方向增厚2‑2.5T;c、在固定导叶上加工出增厚区域一;d、用堆焊的方式将增厚区域二堆焊在固定导叶上,进行加厚打磨抛光。本发明将传统的圆弧过渡结构变为抛物线型过渡结构,能够降低固定导叶与座环环板交界区域的应力,使应力值满足工程要求,有效避免产生裂纹或断裂,提高使用寿命。

技术领域

本发明涉及到水轮机技术领域,尤其涉及一种降低固定导叶根部应力的方法。

背景技术

反击式水轮机的固定导叶具有两个功能,其一,作为过流部件,将来自水轮机蜗壳的水流均匀地导入活动导叶;其二,作为受力部件,承受座环环板及水轮机顶盖传递的上抬力,并将整个水轮发电机组的重量传递到混凝土基础上。因此,固定导叶的应力和应力变幅一直处在较大的数值上。随着反击式水轮机的容量越来越大,传统的固定导叶与座环环板的圆弧过渡结构,已很难满足其应力要求,特别是固定导叶出水边与座环环板连接部位,其应力值往往会超过材料的许用应力,导致固定导叶产生裂纹或断裂,危害电站和机组安全。

公开号为CN 110222389A,公开日为2019年09月10日的中国专利文献公开了一种基于虚拟厚度的反击式转轮全局特性数值计算方法和系统,步骤包括:数据输入;坐标变换;过水断面形成线构建;轴面速度计算;轴面流线计算;S1、S2流面构建;空间相对流线构建及分割;空间相对水流角计算;空间相对流线上各点轴面速度计算;增厚系数试算;虚拟厚度叶片排挤系数计算;欧拉能量数值求解;效率数值求解;CFD数值模拟结果验证;判断精度;增厚系数插值;将计算结果输入到Excel表格进行显示和存储;计算结束。

该专利文献公开的基于虚拟厚度的反击式转轮全局特性数值计算方法和系统,采用模块化设计思路,各子模块既可独立运行又相互之间紧密联系,计算流程清晰;适用于工作在非压缩流体中的反击式叶轮旋转机械。但是,固定导叶与座环环板交界区域的应力还是较大,容易产生裂纹或断裂。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的缺陷,提供一种降低固定导叶根部应力的方法,本发明将传统的圆弧过渡结构变为抛物线型过渡结构,能够降低固定导叶与座环环板交界区域的应力,使应力值满足工程要求,有效避免产生裂纹或断裂,提高使用寿命。

本发明通过下述技术方案实现:

一种降低固定导叶根部应力的方法,其特征在于,包括以下步骤:

a、以固定导叶出水边与座环的环板交点处增厚后的理论厚度为基准,分别沿进水和高度方向按10-20%的坡度过渡;

b、设T为增厚前的固定导叶出水边厚度,以固定导叶出水边与座环的环板交点为基准,沿固定导叶出水方向增厚2-2.5T;

c、再以固定导叶增厚后的出水边与座环的环板交点为基准,沿高度方向按10-20%的坡度过渡增厚,在固定导叶上加工出增厚区域一;

d、再将固定导叶与座环的环板焊接在一起,最后在固定导叶上加工出增厚区域二,进行加厚打磨抛光。

所述步骤b中,固定导叶与座环的环板交点处厚度按照1-1.5T增加厚度,单边增加厚度d=0.5-0.75T,以固定导叶出水边与座环的环板交点处增厚后的理论厚度T+2d为基准,沿进水方向按d/d2的坡度过渡。

所述d2的范围为3-5%固定导叶长度。

所述步骤c中,沿固定导叶高度方向按d/d1的坡度过渡,d1的范围为4-7%固定导叶高度。

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