一种水轮机转轮叶片卡门涡共振修型的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108843478A(43)申请公布日2018.11.20(21)申请号201810635096.7(22)申请日2018.06.20(71)申请人国家电网有限公司地址100031北京市西城区西长安街86号申请人国网新源控股有限公司国网新源控股有限公司技术中心(72)发明人唐拥军秦俊樊玉林路建郭旭东(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人王涛(51)Int.Cl.F03B3/12(2006.01)G06F17/50(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图3页(54)发明名称一种水轮机转轮叶片卡门涡共振修型的方法(57)摘要本发明提供了一种水轮机转轮叶片卡门涡共振修型的方法，涉及水力发电技术领域。方法包括：获取发生卡门涡共振现象的水轮机转轮叶片出水边流速分布、卡门涡共振频率以及叶片出水边的厚度分布，确定在叶片出水边的卡门涡分离区域范围；在叶片出水边的卡门涡分离区域范围上进行橡胶材料粘贴操作；对粘贴有橡胶材料的水轮机转轮叶片进行变负荷运行测试，判断卡门涡共振现象是否消除；根据卡门涡共振现象是否消除的结果，对一部分橡胶材料进行移位或铲除操作，并继续进行变负荷运行测试，确定叶片卡门涡共振修型区域；根据水轮机转轮叶片固有频率，重设置卡门涡频率，确定在叶片卡门涡共振修型区域上的修型厚度尺寸，进行叶片修型操作。CN108843478ACN108843478A权利要求书1/3页1.一种水轮机转轮叶片卡门涡共振修型的方法，其特征在于，包括：获取发生卡门涡共振现象的水轮机转轮叶片出水边流速分布、卡门涡共振频率以及叶片出水边的厚度分布，确定在叶片出水边的卡门涡分离区域范围；在叶片出水边的卡门涡分离区域范围上进行橡胶材料粘贴操作；对粘贴有橡胶材料的水轮机转轮叶片进行变负荷运行测试，判断卡门涡共振现象是否消除；根据卡门涡共振现象是否消除的结果，对水轮机转轮叶片上的一部分橡胶材料进行移位或铲除操作，并继续进行变负荷运行测试，确定叶片卡门涡共振修型区域；根据预先获知的水轮机转轮叶片固有频率，重设置卡门涡频率，并确定在叶片卡门涡共振修型区域上的修型厚度尺寸；根据所述修型厚度尺寸在叶片卡门涡共振修型区域上进行叶片修型操作。2.根据权利要求1所述的水轮机转轮叶片卡门涡共振修型的方法，其特征在于，所述获取发生卡门涡共振现象的水轮机转轮叶片出水边流速分布、卡门涡共振频率以及叶片出水边的厚度分布，确定在叶片出水边的卡门涡分离区域范围，包括：根据卡门涡频率计算公式：确定卡门涡共振频率对应的厚度范围d；其中，fk为所述卡门涡共振频率；Sh为斯特劳哈数，Sh等于0.22至0.25；w为水轮机转轮叶片出水边流速；根据卡门涡共振频率对应的厚度范围d在叶片出水边的厚度分布中选取与厚度范围d对应的区域范围作为卡门涡分离区域范围。3.根据权利要求2所述的水轮机转轮叶片卡门涡共振修型的方法，其特征在于，所述叶片出水边的卡门涡分离区域范围包括叶片出水边靠上冠区域范围、叶片出水边靠下环区域范围以及介于叶片出水边靠上冠区域范围和叶片出水边靠下环区域范围之间的中心区域范围。4.根据权利要求3所述的水轮机转轮叶片卡门涡共振修型的方法，其特征在于，在叶片出水边的卡门涡分离区域范围上进行橡胶材料粘贴操作，包括：在叶片出水边的正面和背面标记卡门涡分离区域范围；对标记出的卡门涡分离区域范围进行打磨处理，并对打磨处理后的区域进行清洗操作；对清洗操作后的卡门涡分离区域范围进行喷砂操作；对喷砂操作后的卡门涡分离区域范围采用环氧树脂进行橡胶材料粘贴操作，并待所述环氧树脂固化。5.根据权利要求4所述的水轮机转轮叶片卡门涡共振修型的方法，其特征在于，所述对粘贴有橡胶材料的水轮机转轮叶片进行变负荷运行测试，判断卡门涡共振现象是否消除，包括：预先获取发生卡门涡共振现象时的水轮机机组运行负荷；将水轮机机组开机并网，并采用阶梯式升负荷方式，将水轮机机组负荷升至所述运行负荷；测量水轮机顶盖振动和水轮机压力脉动的幅值；2CN108843478A权利要求书2/3页若水轮机顶盖振动中卡门涡共振频率对应的分频幅值相对于预先获知的卡门涡共振现象对应的顶盖振动中卡门涡共振频率对应的分频幅值的减小量达到一第一百分比，且水轮机压力脉动中卡门涡共振频率对应的分频幅值相对于预先获知的卡门涡共振现象对应的压力脉动中卡门涡共振频率对应的分频幅值的减小量达到一第二百分比，则确定卡门涡共振现象消除；若水轮机顶盖振动中卡门涡共振频率对应的分频幅值相对于预先获知的卡门涡共振现象对应的顶盖振动中卡门涡共振频率对应的分频幅值的减小量未达到所述第一百分比，或水轮机压力脉动中卡门涡共振频率对应的分频幅值相对于预先获知的卡门涡共振现象对应的压力脉动中卡门涡共振