[1]毛秀丽,陆家豪,刘宝熙,等.可逆式水泵水轮机内流研究综述[J].水利与建筑工程学报,2020,(06):1-6.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2020.06.001]
点击复制
可逆式水泵水轮机内流研究综述(
)
《水利与建筑工程学报》[ISSN:1672-1144/CN:61-1404/TV]
- 卷:
-
- 期数:
-
2020年06期
- 页码:
-
1-6
- 栏目:
-
- 出版日期:
-
2020-12-30
文章信息/Info
- 作者:
-
毛秀丽1; 陆家豪1; 刘宝熙1; 王 博2
-
1.西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌712100;
2.陕西省引汉济渭工程建设有限公司,陕西西安710000
- 关键词:
-
可逆式水泵水轮机; 安全稳定运行; 振动特性; 流动诱导噪声
- 分类号:
-
TV743
- DOI:
-
10.3969/j.issn.1672-1144.2020.06.001
- 摘要:
-
可逆式水泵水轮机广泛应用于抽水蓄能电站,其可在发电工况与抽水工况之间安全稳定切换
运行,从而使得抽水蓄能电站成为当下清洁能源中提高电网质量的首选,更为新能源的发展保驾护航。
本文以国内外学者关于水泵水轮机的研究为主线,具体综述方向包含水泵水轮机内流场演变研究及内
流对系统外特性影响研究,从内流求解方法、工况分析、振动及噪声等方面分析了当下研究现状。并基
于此探讨在满足工程实况需求与学科发展需要的前提下,给出了可进一步深入研究水泵水轮机内流的
部分参考方向,以期为可逆式水泵水轮机的研究提供一定的借鉴。
参考文献/References:
[1] 国家发展改革委员会.可再生能源发展“十三五”规划
[J].太阳能,2017(3):5-12.
[2] 陈 雷.全面贯彻落实党的十八届五中全会精神奋力
谱写“十三五”水利改革发展新篇章[J].中国水利,
2016(2):1-9.
[3] 张兰金,王正伟,常近时.混流式水泵水轮机全特性曲
线S形区流动特性[J].农业机械学报,2011,42(1):
39-43,73.
[4] 许颜贺,周建中,薛小明,等.抽水蓄能机组空载工况
分数阶PID调节控制[J].电力系统自动化,2015,39
(18):43-48.
[5] 夏林生,程永光,蔡 芳,等.水泵水轮机四象限工作
区流动特性数值分析[J].水利学报,2015,46(7):859-
868.
[6] 苟东明,郭鹏程,罗兴!,等.抽水蓄能电站泵工况断
电飞逸过渡过程三维耦合数值研究[J].水动力学研
究与进展(A辑),2018,33(1):28-39.
[7] DeaneJP,GallachóirBP,MckeoghEJ.Techno-eco-
nomicreviewofexistingandnewpumpedhydroenergy
storageplant[J].Renewable&SustainableEnergyRe-
views,2010,14(4):1293-1302.
[8] 刘旭阳,王玲花.可逆式水泵水轮机研究现状综述
[J].水电与新能源,2016,144(6):39-41.
[9] 国网络新源控股有限公司.抽水蓄能机组及其辅助设
备技术:水泵水轮机[M].北京:中国电力出版社,
2019.
[10] 王晓晖,夏正廷,敏 政,等.低比转速泵反转透平性
能换算修正方法[J].流体机械,2019,47(10):24-29.
[11] 王春林,罗 波,夏 勇,等.叶剑双吸离心泵正反转
工况流致振动噪声研究[J].振动与冲击,2017,36
(7):248-254.
[12] 杨建东.抽水蓄能机组过渡过程[M].北京:科学出
4 水利与建筑工程学报 第18卷
版社,2017.
[13] 袁寿其,方玉建,袁建平,等.我国已建抽水蓄能电站
机组振动问题综述[J].水力发电学报,2015,34
(11):1-15.
[14] 李琪飞,蒋 雷,李仁年,等.水泵水轮机反水泵工况
区压力脉动特性分析[J].水利学报,2015,46(3):
350-356.
[15] LuoXW,JiB,TsujimotoY.Areviewofcavitationin
hydraulicmachinery[J].JournalofHydrodynamics,
Ser.B,2016,28(3):335-358.
[16] 胡秀成,张立翔.水泵水轮机增减负荷过程三维流动
特性大涡模拟分析[J].水利学报,2018,499(4):494-
500.
[17] PeterDürfler,MirjamSick,AndréCoutu.水力机械中
流动诱导的脉动和振动[M].方玉建,张金凤译.镇
江:江苏大学出版社,2015.
[18] 于桂亮,蔡付林,周建旭.导叶关闭规律对抽水蓄能
电站过渡过程的影响[J].中国农村水利水电,2016
(5):189-192.
[19] ZhaiLM,LuoYY,WangZW,etal.3Dtwo-way
coupledTEHDanalysisonthelubricatingcharacteristics
ofthrustbearingsinpump-turbineunitsbycombining
CFDandFEA[J].ChineseJournalofMechanicalEngi-
neering,2016,29(1):112-123.
[20] 王焕茂,吴 钢,吴伟章,等.混流式水泵水轮机驼峰
区数值模拟及分析[J].水力发电学报,2012,31(6):
253-258.
[21] RezghiA,RiasiA.Theinteractioneffectofhydraulic
transientconditionsoftwoparallelpump-turbineunitsin
apumped-storagepowerplantwith considering“S-
shaped”instabilityregion:numericalsimulation[J].
RenewableEnergy,2018,118:896-908.
[22] 王乐勤,刘锦涛,梁成红,等.水泵水轮机水轮机制动
区的流动特性[J].排灌机械工程学报,2011,29(1):
1-5.
[23] TaoR,XiaoRF,WangFJ,etal.Improvingthecavi-
tationinceptionperformanceofareversiblepump-turbine
inpumpmodebybladeprofileredesign:designcon-
cept,methodandapplications[J].RenewableEnergy,
2019,133:325-342.
[24] ZhangYN,ZhengXH,LiJW,etal.Experimental
studyonthevibrationalperformanceanditsphysicalori-
ginsofaprototypereversiblepump turbinein the
pumpedhydroenergystoragepowerstation[J].Renew-
ableEnergy,2019,130:667-676.
[25] 陈乃祥.水利水电工程的水力瞬变仿真与控制[M].
北京:中国水利水电出版社,2005.
[26] 郑 源,张 健.水力机组过渡过程[M].北京:北京
大学出版社,2008.
[27] 黄 彪,王国玉.基于k-ωSST模型的DES方法在
空化流动计算中的应用[J].中国机械工程,2010,21
(1):85-89.
[28] 纪兴英,赖 旭.低比转速水泵水轮机“S”区特性数
值模拟[J].水动力学研究与进展(A辑),2011,26
(3):318-326.
[29] MaoXL,LiuZ,LiT,etal.,Abriefreviewofnumer-
icalsolvingmethodsforinternalfluidofpumpedstorage
unit[J].InternationalJournalofEnergyResearch,
2020:1-17.
[30] SunH,XiaoRF,WangFJ,etal.Analysisofthe
pump-turbineScharacteristicsusingthedetachededdy
simulationmethod[J].ChineseJournalofMechanical
Engineering,2015,28(1):115-122.
[31] 成 立,刘 超,汤方平,等.基于RNG紊流模型的立
式轴流泵站三维流动数值模拟及性能预测[J].机械
工程学报,2009,45(3):252-257.
[32] ZhangWei,MaZheng,YuYunchao,etal.Applied
newrotationcorrectionk-ωSSTmodelforturbulence
simulationofcentrifugalimpellerintherotatingframeof
reference[J].JournalofHydrodynamics,2010,22
(5):404-407.
[33] DouHS,ZhangS,YangH,etal.Effectofrotational
speedonthestabilityoftworotatingside-by-sidecircular
cylindersatlowreynoldsnumber[J].JournalofTher-
malScience,2018,27(2):125-134.
[34] MaoXL,ZhengY,PavesiG,etal.Anewmethodof
dynamicmeshusedincontinuousguidevaneclosureofa
reversiblepump-turbineingeneratingmode[J].Journal
ofHydrodynamics,2019,31(5):976-985.
[35] MaoXL,ChenDY,WangYH,etal.Investigation
onoptimizationofself-adaptiveclosurelawforloadre-
jectiontoareversiblepumpturbinebasedonCFD[J].
JournalofCleanerProduction,2020.
[36] 王李科,廖伟丽,卢金玲,等.基于弱可压缩的水泵水
轮机S区压力脉动分析[J].水力发电学报,2017
(6):69-78.
[37] 罗 胤,张玉良,李坤鹏,等.抽水蓄能机组水泵工况
动平衡试验[J].水电站机电技术,2010,33(1):35-
40,64.
[38] 邵卫云.含导叶不同步装置的水泵水轮机全特性的
内特性解析[J].水力发电学报,2007,26(6):116-
119,131.
[39] HasmatuchiV.Hydrodynamicsofapump-turbineoper-
atingatoff-designconditionsingeneratingmode[D].
EPFL,2012.
[40] HeLY,ZhouLJ,AhnSoo-Hwang,etal.Evaluation
第6期 毛秀丽,等:可逆式水泵水轮机内流研究综述5
ofgapinfluenceonthedynamicresponsebehaviorof
pump-turbinerunner[J].EngineeringComputations,
2019.
[41] UroˇsJEˇSE.Numericalstudyofpump-turbineinstabili-
tiespumpingmodeoff-designconditions[D].Grenoble
AlpesUniversity,2006.
[42] LDY,WangHJ,QinYL,etal.Numericalsimula-
tionofhysteresischaracteristicinthehumpregionofa
pump-turbinemodel[J].RenewableEnergy,2017,
115:433-447.
[43] ZuoZG,FanHG,LiuSH,etal.S-shapedcharacter-
isticsontheperformancecurvesofpump-turbinesintur-
binemode———areview[J].Renewable& Sustainable
EnergyReviews,2016,60:836-851.
[44] MaoXL,PavesiGiorgio,ChenDY,etal.Flowin-
ducednoisecharacterizationofpumpturbineincontinu-
ousandintermittentloadrejectionprocesses[J].Re-
newableEnergy,2019,139:1029-1039.
[45] 刘小兵,刘德民,曾永忠,等.基于流固耦合的水轮机
振动的数值研究[J].水动力学研究与进展,2008,23
(6):715-721.
[46] LiuLH,ZhuBS,BL,etal.Parametricdesignofan
ultrahigh-headpump-turbinerunnerbasedonmultiob-
jectiveoptimization[J].Energies,2017,10(8):1169-
1185.
[47] 阮 辉,罗兴!,廖伟丽,等.叶片低压边厚度对水泵
水轮机空化性能与强度的影响[J].农业工程学报,
2015,31(15):32-39.
[48] XuBB,ChenDY,ZhangH,etal.Shaftmis-align-
mentinducedvibrationofahydraulicturbinegenerating
systemconsideringparametricuncertainties[J].Journal
ofSoundandVibration,2018,435(11):74-90.
[49] 李超顺,周建中,肖 汉,等.基于引力搜索模糊模型
辨识的水电机组预测控制[J].水力发电学报,2013,
32(6):272-277.
[50] 贾 嵘,李涛涛,夏 洲,等.基于随机共振和经验模
态分解的水力发电机组振动故障诊断[J].水利学
报,2017,48(3):334-340,350.
[51] XiaoYX,WeiZ,WangZW,etal.Numericalanaly-
sisoftheeffectofmisalignedguidevanesonimproving
s-shapedcharacteristicsforapump-turbine[J].Journal
ofFluidsEngineering,2018,140(3):031102.
[52] 钱忠东,陆 杰,郭志伟,等.水泵水轮机在水轮机工
况下压力脉动特性[J].排灌机械工程学报,2016,34
(8):672-678.
[53] 郑 辉,赖喜德,廖 姣,等.抽蓄机组双向推力轴承
镜板泵孔布置与几何参数对性能的影响[J].水电能
源科学,2018,36(8):132-135,180.
[54] WuDH,RenY,MouJG,etal.Investigationofthe
correlationbetweennoise&vibrationcharacteristicsand
unsteadyflowinacirculatorpump[J].JournalofMe-
chanicalScienceandTechnology,2017,31(5):2155-
2166.
[55] 司乔瑞,袁寿其,袁建平.叶轮隔舌间隙对离心泵性
能和流动噪声影响的试验研究[J].振动与冲击,
2016,35(3):164-168,191.
[56] 王 凯,李 钰,刘厚林,等.多工况下多级离心泵水
动力噪声数值研究[J].振动与冲击,2018,37(9):50-
55.
[57] DaiC,KongFY,DongL,etal.Noisereductionby
counter-leaningbladeandtongueforcentrifugalpumpas
turbine[J].JournalofVibrationEngineering,2016,
18:2667-2682.
[58] 蔡晓彤,施卫东,张德胜,等.基于直接边界元法的潜
水排污泵内流噪声数值模拟[J].排灌机械工程学
报,2018,36(12):1264-1269,1305.
[59] 刘 忠,宋嘉城,邹淑云,等.基于EMD的水轮机空
化声发射信号阈值降噪方法[J].动力工程学报,
2018,38(6):501-507.
[60] XiaoYX,YaoYY,WangZW,etal.Hydrodynamic
mechanism analysisofthepumphumpdistrictfora
pump-turbine[J].EngineeringComputations,2016,33
(3):957-976.
[61] ZhiBP,MaZY.Disturbanceanalysisofhydropower
stationverticalvibrationdynamiccharacteristics: the
effectofdualdisturbances[J].StructuralEngineering
andMechanics,2015,53(2):297-309.
[62] 贾 伟,刘晶石,庞立军,等.抽水蓄能电站水泵水轮
机的动静干涉与振动分析[J].振动工程学报,2014,
27(4):565-571.
备注/Memo
- 备注/Memo:
-
收稿日期:2020-08-10 修稿日期:2020-09-02
基金项目:国家自然科学基金项目(51909222);西北农林科技大学科研启动基金项目(Z109021813)
作者简介:毛秀丽(1991—),女,甘肃甘谷人,博士,讲师,主要从事水力机械及其系统、抽水蓄能及新能源技术研究工作。
E-mail:maoxl@nwafu.edu.cn
更新日期/Last Update:
2020-12-30