水电机组推力轴承镜板泵及油循环冷却系统的水力优化设计.docx

第36卷第3期Vol.36No.32016年5月May

第36卷第3期Vol.36No.3

2016年5月May2016

AdvancesinScienceandTechnologyofWaterResources

DOI:10.3880/j.issn.10067647.2016.03.013

水电机组推力轴承镜板泵及油循环冷却系统的水力优化设计

赖喜德1,张翔1,陈小明1,卢珍1,杨仕福2

(1.西华大学能源与动力工程学院,四川成都610039;2.东方电气集团东方电机有限公司,四川德阳618000)

摘要:针对水电机组推力轴承镜板泵流体动力设计过程中孔的布置形式以及集油槽的断面形状、面积和出口管路直径等几何参数优化问题,提出适合镜板泵流道设计的镜板泵性能预测及优化设计方法。通过不同几何参数组合,采用基于多工况数值模拟的性能预测方法来分析镜板泵的主要过流部件的关键尺寸、形状等对其性能的影响,并在此基础上提出一种基于整个循环系统协同的镜板泵水力优化设计方法,可提高自循环系统设计中流体动力系统的性能及可靠性。对比试验表明,在原试验循环系统参数不变的条件下,某大型水电机组推力轴承镜板泵在优化设计后平均扬程提高

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中图分类号:TK730文献标志码:A文章编号:10067647(2016)03006206

Hydraulicoptimizationdesignofrunner鄄pumpandoilcirculatingandcoolingsystemforthrustbearingofhydroelectricunits//LAIXide1,ZHANGXiang1,CHENXiaoming1,LUZhen1,YANGShifu2(1.SchoolofEnergyandPowerEngineeving,XihuaUniversity,Chengdu610039,China;2.DongfangElectricMachineryCo.,Ltd.,Deyang618000,China)

Abstract:Inordertooptimizethelayoutandnumberofholesandgeometricparameterssuchasthesectionshape,area,mainflowpassagecomponentsonhydrodynamicperformanceoftherunner鄄pumpwasanalyzedusingtheperformancedoiot,ee

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推力轴承作为水轮发电机组的关键部件之一,其冷却循环系统对于推力轴承乃至整个机组的正常运行至关重要。由于镜板泵系统结构紧凑、运行维护方便[1],近年来大中型水电机组采用镜板泵作为推力轴承自循环冷却系统的油流循环动力已成为一种发展趋势[2鄄3]。镜板泵是在推力头(或镜板)上加工数个孔(类似于叶轮流道)和在其外缘装集油槽(相当于蜗壳)来形成类似叶片泵的功能。从理论上来说,镜板泵是一种在众多限制条件下的特殊结

构离心泵,然而普通离心泵的设计理论和方法并不完全适用于这种特殊结构的超低比转数离心泵。因其转速由水轮机转速确定,推力头(或镜板)的尺寸和结构受到机组设计的限制,镜板泵的孔型要考虑制造加工方便,孔径和数量必须兼顾