高比转速混流式水轮机水力优化设计方法

丁 华，中村高纪，德宫健男



高比转速混流式水轮机水力优化设计方法

丁 华1，中村高纪2，德宫健男1

（1. 东芝水电设备（杭州）有限公司，杭州 310016；2. 株式会社东芝，东京230-0034）

本文主要介绍了有实际运用价值的低水头、大流量的高比转速混流式水轮机的水力开发方法。概述了该类混流式水轮机的基本特性、设计理念，以及综合运用现代CFD流体解析方法和模型试验进行水力模型开发的流程。东芝水电设备（杭州）有限公司（以下简称东芝水电），结合日本（株式会社）东芝公司（以下简称东芝）在水力研究方面拥有多年系统开发经验，运用经大量试验数据验证的CFD流体解析方法进行性能预测，以及在日本工业领域普遍采用的实用优化方法，保证了开发过程的快速、可靠和有效。通过与模型试验的密切配合，无论新制机组方案还是老机组的改造方案都能够提供有力的支持，为客户创造更大的价值。

混流式转轮；高比转速；CFD解析优化设计；试验参数法；L18直交法

0 前言

低水头、大流量的混流式水轮机开发，对于国民经济的发展，具有特别的意义。一方面，目前梯级电站开发过程中，有不少低水头（设计水头低于60m）、大流量的水轮机采用混流式结构。此类机组由于流量较大、叶片较高，转轮内部空间扭曲大，流动复杂，效率、空化、脉动特性要同时满足客户要求是项艰巨的任务。另一方面，从世界范围来看，很多此类混流式水轮机组已经运行多年。它们多数基于当时的技术进行开发、设计并制作。……