[發(fā)明專利]一種降低固定導(dǎo)葉根部應(yīng)力的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011494800.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN112594111B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹國(guó)軍;宋敏;劉潔;鄧金杰;呂博儒;曾明富;周文凱;代繼江;胡宗邱;程猛;付永貴;熊欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司;中國(guó)三峽建工（集團(tuán)）有限公司
• 主分類號(hào): F03B3/18
• 分類號(hào): F03B3/18
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 趙凱

本發(fā)明公開了一種降低固定導(dǎo)葉根部應(yīng)力的方法，屬于水輪機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于，包括以下步驟：a、以固定導(dǎo)葉出水邊與座環(huán)的環(huán)板交點(diǎn)處增厚后的理論厚度為基準(zhǔn)，分別沿進(jìn)水和高度方向按10?20％的坡度過(guò)渡；b、設(shè)T為增厚前的固定導(dǎo)葉出水邊厚度，以固定導(dǎo)葉出水邊與座環(huán)的環(huán)板交點(diǎn)為基準(zhǔn)，沿固定導(dǎo)葉出水方向增厚2?2.5T；c、在固定導(dǎo)葉上加工出增厚區(qū)域一；d、用堆焊的方式將增厚區(qū)域二堆焊在固定導(dǎo)葉上，進(jìn)行加厚打磨拋光。本發(fā)明將傳統(tǒng)的圓弧過(guò)渡結(jié)構(gòu)變?yōu)閽佄锞€型過(guò)渡結(jié)構(gòu)，能夠降低固定導(dǎo)葉與座環(huán)環(huán)板交界區(qū)域的應(yīng)力，使應(yīng)力值滿足工程要求，有效避免產(chǎn)生裂紋或斷裂，提高使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到水輪機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種降低固定導(dǎo)葉根部應(yīng)力的方法。

背景技術(shù)

反擊式水輪機(jī)的固定導(dǎo)葉具有兩個(gè)功能，其一，作為過(guò)流部件，將來(lái)自水輪機(jī)蝸殼的水流均勻地導(dǎo)入活動(dòng)導(dǎo)葉；其二，作為受力部件，承受座環(huán)環(huán)板及水輪機(jī)頂蓋傳遞的上抬力，并將整個(gè)水輪發(fā)電機(jī)組的重量傳遞到混凝土基礎(chǔ)上。因此，固定導(dǎo)葉的應(yīng)力和應(yīng)力變幅一直處在較大的數(shù)值上。隨著反擊式水輪機(jī)的容量越來(lái)越大，傳統(tǒng)的固定導(dǎo)葉與座環(huán)環(huán)板的圓弧過(guò)渡結(jié)構(gòu)，已很難滿足其應(yīng)力要求，特別是固定導(dǎo)葉出水邊與座環(huán)環(huán)板連接部位，其應(yīng)力值往往會(huì)超過(guò)材料的許用應(yīng)力，導(dǎo)致固定導(dǎo)葉產(chǎn)生裂紋或斷裂，危害電站和機(jī)組安全。

公開號(hào)為CN 110222389A，公開日為2019年09月10日的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種基于虛擬厚度的反擊式轉(zhuǎn)輪全局特性數(shù)值計(jì)算方法和系統(tǒng)，步驟包括：數(shù)據(jù)輸入；坐標(biāo)變換；過(guò)水?dāng)嗝嫘纬删€構(gòu)建；軸面速度計(jì)算；軸面流線計(jì)算；S1、S2流面構(gòu)建；空間相對(duì)流線構(gòu)建及分割；空間相對(duì)水流角計(jì)算；空間相對(duì)流線上各點(diǎn)軸面速度計(jì)算；增厚系數(shù)試算；虛擬厚度葉片排擠系數(shù)計(jì)算；歐拉能量數(shù)值求解；效率數(shù)值求解；CFD數(shù)值模擬結(jié)果驗(yàn)證；判斷精度；增厚系數(shù)插值；將計(jì)算結(jié)果輸入到Excel表格進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)；計(jì)算結(jié)束。

該專利文獻(xiàn)公開的基于虛擬厚度的反擊式轉(zhuǎn)輪全局特性數(shù)值計(jì)算方法和系統(tǒng)，采用模塊化設(shè)計(jì)思路，各子模塊既可獨(dú)立運(yùn)行又相互之間緊密聯(lián)系，計(jì)算流程清晰；適用于工作在非壓縮流體中的反擊式葉輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械。但是，固定導(dǎo)葉與座環(huán)環(huán)板交界區(qū)域的應(yīng)力還是較大，容易產(chǎn)生裂紋或斷裂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種降低固定導(dǎo)葉根部應(yīng)力的方法，本發(fā)明將傳統(tǒng)的圓弧過(guò)渡結(jié)構(gòu)變?yōu)閽佄锞€型過(guò)渡結(jié)構(gòu)，能夠降低固定導(dǎo)葉與座環(huán)環(huán)板交界區(qū)域的應(yīng)力，使應(yīng)力值滿足工程要求，有效避免產(chǎn)生裂紋或斷裂，提高使用壽命。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種降低固定導(dǎo)葉根部應(yīng)力的方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、以固定導(dǎo)葉出水邊與座環(huán)的環(huán)板交點(diǎn)處增厚后的理論厚度為基準(zhǔn)，分別沿進(jìn)水和高度方向按10-20％的坡度過(guò)渡；

b、設(shè)T為增厚前的固定導(dǎo)葉出水邊厚度，以固定導(dǎo)葉出水邊與座環(huán)的環(huán)板交點(diǎn)為基準(zhǔn)，沿固定導(dǎo)葉出水方向增厚2-2.5T；

c、再以固定導(dǎo)葉增厚后的出水邊與座環(huán)的環(huán)板交點(diǎn)為基準(zhǔn)，沿高度方向按10-20％的坡度過(guò)渡增厚，在固定導(dǎo)葉上加工出增厚區(qū)域一；

d、再將固定導(dǎo)葉與座環(huán)的環(huán)板焊接在一起，最后在固定導(dǎo)葉上加工出增厚區(qū)域二，進(jìn)行加厚打磨拋光。

所述步驟b中，固定導(dǎo)葉與座環(huán)的環(huán)板交點(diǎn)處厚度按照1-1.5T增加厚度，單邊增加厚度d＝0.5-0.75T，以固定導(dǎo)葉出水邊與座環(huán)的環(huán)板交點(diǎn)處增厚后的理論厚度T+2d為基準(zhǔn)，沿進(jìn)水方向按d/d2的坡度過(guò)渡。

所述d2的范圍為3-5％固定導(dǎo)葉長(zhǎng)度。

所述步驟c中，沿固定導(dǎo)葉高度方向按d/d1的坡度過(guò)渡，d1的范圍為4-7％固定導(dǎo)葉高度。