[00111259]水轮机优化设计与制造

　　水能资源是一种永不枯竭又无污染的再生能源。我国水能资源蕴藏丰富，占世界首位。但现在已开发利用的约占20%，开发利用程度是很低的，大量的水力资源亟待开发。水轮机是水电站的核心设备，是整个水电枢纽工程最终经济效益的归宿。我国水轮机的研制水平与世界先进水平还存在一定差距，影响了国内厂家在水力机械设计制造中的竞争能力，使得目前在建的大型电站的水力机组基本上都由国外公司中标设计制造。因此，如何研制出性能优良的水轮机是一项非常有意义的课题。 　　建国以来，我国水电建设取得了巨大成就。但是，20世纪90年代以前建设的一大批电站，机电设备落后，技术老化，机组设计水平低，制造工艺差，技术参数低。因此，从出力、效率、磨蚀和运行稳定性等方面看，都有必要用新的、性能更好的转轮去替换。但是许多水头段尚无可替换的转轮，须针对电站具体条件重新研制新转轮，而研制一个性能优良的转轮，一般都需经多轮试验，周期长，费用高；这又大大限制了水电建设快速发展和老电站的技术改造。基于这样一种现状，我校从20世纪90年代初开始，逐步开发和完善了水轮机转轮的准三维、全三维和优化设计模型，并与CFD技术相结合，开发了一套完整的现代水轮机开发技术，使水轮机的设计理论与其内部流动规律更为接近，从而完善和发展水力机械的设计理论。 　　我校应用该技术先后为全国50多个电站、10余家水轮机厂和有关研究单位对20余种型号的水轮机转轮进行了改型设计，为10余个新建电站设计了新型转轮，均取得了预期效果。从实际运行情况看，这些转轮运行平稳，其中有些机组已运行近10年，磨蚀性能良好。这些充分证明了该技术的可靠性和先进性。 　　该技术具有很大的灵活性，可以根据电站的具体情况来“量体裁衣”即确定设计的参数，通过优化和CFD分析得到最优方案。这对大型电站来说，既可满足论证的需要，又可减少试验次数，缩短水轮机的研制周期；对中小型电站可直接应用优化设计的结果进行设备制造，可获得最佳的社会和经济效益。