- 陈柳;刘扬;许亮华;
近年来，抽水蓄能电站中逐渐暴露出厂房振动明显，甚至影响安全运行的问题。随着水泵水轮机转轮的多样性应用，机组内部压力脉动特性更为复杂，引发的厂房振动响应规律有待于进一步研究。本文选取典型常规型式和长短叶片型式的水泵水轮机组，通过对机组和厂房结构现场实测，分析机组内部流动压力脉动与机组振动、厂房结构振动间的相关特性，对厂房的振动振源及传递路径开展研究。结果表明，动静干涉引发的压力脉动在向上、下游传递至相应的过流部件时，脉动特征发生变化，长短叶片机组与常规型式机组表现存在明显差异，引发的厂房结构振动特征也发生明显变化。
2025年06期 v.11;No.64 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 2959K] - 张天宇;丁景焕;徐步超;赵志高;周健;
围绕抽水蓄能电站双机甩负荷蜗壳进口最大压力预测方法展开研究。首先，建立了抽水蓄能电站均值压力仿真模型与实测压力分解模型；进一步，从理论机理上，深入对比了蜗壳进口最大压力两种预测方法，即修正系数法与时间尺度变换法；最后，通过NH抽水蓄能电站的试验结果对两种预测方法进行了比较分析。结果发现：修正系数法通过计算误差与压力脉动仅对蜗壳进口最大压力进行修正，所得预测均值压力与预测总压力大于实测值，为结构设计提供了安全裕度；时间尺度变换法通过校正压力时序并叠加参考压力脉动，可对蜗壳进口压力全过程进行预测，所得预测均值压力与预测总压力具有较高精度，最大压力预测值与实测值偏差仅0.49%，可为机组运行提供技术支撑。
2025年06期 v.11;No.64 10-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 2573K] - 宋庆元;王克远;杜克楠;郭旭东;赵强;
抽水蓄能电站的超级马氏体不锈钢转轮需兼具耐腐蚀与焊接性的材料特点。根据转轮制造过程中的工艺特点，分析了转轮产生局部腐蚀的原因。结果表明，焊接过程中采用碳钢焊接支撑胎具使得叶片一侧形成增碳层，进而形成引起局部腐蚀。利用能谱分析转轮裂纹附近的成分特点，结果表明，碳弧气刨形成的碳化层导致焊缝位置淬透性很强，形成延迟裂纹。焊接过程中，防飞溅剂选用不当或未及时清除也会引起局部增碳，进而形成延迟裂纹。
2025年06期 v.11;No.64 16-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 2249K] - 孙慧芳;宋庆元;闫川健;唐拥军;
抽水蓄能机组多年来一直存在低水头发电并网失败的问题。在此方面的研究，长期以来主要集中于理论分析、模型试验、数值模拟等方法，对真机试验研究较少。通过对某抽水蓄能机组实测压力数据进行频谱分析计算，成果表明，水泵水轮机低水头并网时无叶区动静干涉现象显著，引起无叶区压力脉动幅值增大；低水头并网时由于水力不平衡现象，导叶与水体共振引起导叶开度与转速发散无法收敛，导致机组并网失败；同时低水头并网时水力激励增强，出现尾水涡带进而流道出现全域异常频率。研究成果具有较强的参考价值。
2025年06期 v.11;No.64 20-23+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 2265K] - 赵宏磊;蒋博闻;范洋铭;梁权伟;何启源;王世建;周俊鹏;王明坤;邹茂娟;
水轮机顶盖水下模态特性直接影响机组的运行安全性，现有研究在分析顶盖水下模态时通常忽略转轮的影响，将其简化为刚性边界，无法准确反映实际的流固耦合效应。本文采用真机试验、“圆盘—间隙水体—圆盘”无量纲理论建模和流固耦合数值分析结合的方法，系统研究了转轮对水轮机顶盖水下模态特性的影响机理。研究表明：①水体附加质量效应使顶盖模态频率显著下降，一节径和二节径模态的频率下降率分别为7.36%和15.22%；②间隙比和刚度比存在强烈的非线性耦合效应，频率下降率随刚度比增加而减小，且在小间隙条件下(ξ<0.2)这种影响极为敏感，在κ≈1附近出现特征拐点；③考虑转轮影响的计算方法与试验结果误差控制在5%以内，而忽略转轮影响的误差可达15%以上，充分验证了转轮柔性对顶盖水下模态特性的决定性作用。研究成果揭示了顶盖—转轮耦合系统的动力学机理，为水轮机的精准避振设计和振动控制提供了理论依据。
2025年06期 v.11;No.64 24-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 2561K]