朱　宏，趙安波，王凌峰（華能瀾滄江水電股份有限公司小灣水電廠，云南　大理 675702）

X型葉片混流式水輪機(jī)在小灣電廠應(yīng)用現(xiàn)狀

朱宏，趙安波，王凌峰
（華能瀾滄江水電股份有限公司小灣水電廠，云南大理 675702）

小灣水電站水輪機(jī)為X型葉片混流式轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)，X型葉片具有各工況下轉(zhuǎn)輪流道內(nèi)流態(tài)較為穩(wěn)定，葉片正背面的壓力分布均勻等特點(diǎn)；小灣水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪模型試驗(yàn)主要水力性能指標(biāo)較為優(yōu)秀，但運(yùn)行中還是不能很好滿足各種工況要求。開(kāi)展X型葉片的水力機(jī)械模型試驗(yàn)及真機(jī)研究，不僅可以完善X型葉片的水力性能研究，而且還可以為已投運(yùn)的X葉型混流式機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供關(guān)鍵的技術(shù)支持。

水輪機(jī)；X型葉片；模型試驗(yàn)；水力特性；小灣水電站

小灣水電站位于瀾滄江中下游河段，是瀾滄江梯級(jí)開(kāi)發(fā)的第二級(jí)電站和“龍頭水庫(kù)”。電站共裝機(jī)6臺(tái)，單機(jī)容量700 MW，總裝機(jī)容量4 200 MW。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪為X型葉片混流式，由15個(gè)葉片組成，設(shè)計(jì)水頭216 m，最大水頭251 m，最小水頭164 m，加權(quán)平均水頭222.4 m，設(shè)計(jì)流量360.3 m3/s，額定轉(zhuǎn)速150 r/min。每年機(jī)組運(yùn)行水頭變幅達(dá)75 m左右，水頭變幅之大、運(yùn)行水頭之高在國(guó)內(nèi)外均屬少見(jiàn)。

1　X型葉片混流式轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)及水力學(xué)特點(diǎn)

X型葉片的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是葉片進(jìn)口均有“負(fù)傾角”，靠近上冠處翼型為負(fù)曲率，葉片出水邊不在軸面上，而成一空間曲線，簡(jiǎn)而言之，從葉片進(jìn)口看去，其進(jìn)口邊與出水邊在平面的投影成X型。X型葉片與傳統(tǒng)葉片對(duì)比見(jiàn)圖1。

圖1　X型葉片與傳統(tǒng)葉片

X型葉片轉(zhuǎn)輪水力學(xué)特點(diǎn)如下：

（1）研究表明，葉片正面存在的橫流會(huì)造成轉(zhuǎn)輪流道內(nèi)大部分流量向下環(huán)區(qū)域集中，使下環(huán)區(qū)的流速、葉片負(fù)荷增加，高流速產(chǎn)生的低壓區(qū)可引發(fā)空化現(xiàn)象，造成轉(zhuǎn)輪出水邊氣蝕及流道內(nèi)水流的紊亂，增加水力損失，通過(guò)五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床等先進(jìn)機(jī)加工設(shè)備便得到的X型葉片較傳統(tǒng)葉片更加符合水力學(xué)特點(diǎn)，能消除大部分工況下的橫流，有效解決下環(huán)的高流速水流問(wèn)題，即使偏離設(shè)計(jì)工況，仍能保持高效率，當(dāng)轉(zhuǎn)輪在凈水頭變幅較大的情況下運(yùn)行時(shí)，該能力尤其顯著。

（2）對(duì)常規(guī)葉片而言，由于下環(huán)區(qū)的“高流速、低水壓”會(huì)引起葉片出水邊荷重增加及空化現(xiàn)象，造成出水邊水力不穩(wěn)定及空蝕。在研究轉(zhuǎn)輪受力情況時(shí)，混流式轉(zhuǎn)輪葉片和下環(huán)可視為一個(gè)固定在上冠處的懸臂受力結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)輪葉片上由于受力點(diǎn)靠近下環(huán)后，造成了下環(huán)到上冠根部的力臂較大，上冠葉片根部應(yīng)力過(guò)于集中。相比之下，X型葉片由于采用了“負(fù)傾角”結(jié)構(gòu)，消除了大部分工況區(qū)葉片正面的橫流，葉片間的流動(dòng)順暢，流道內(nèi)各區(qū)域流速和受力均勻，轉(zhuǎn)輪葉片上受力點(diǎn)到葉片上冠的力臂較小，從而使得葉片根部應(yīng)力值相對(duì)較小。兩種不同的受力情況，造成了同等條件下，X型葉片可以更薄，從而增加了轉(zhuǎn)輪過(guò)流能力，同時(shí)又因?yàn)榱鞯纼?nèi)壓力均勻，特別是下環(huán)處“高流速”的傳統(tǒng)問(wèn)題得到了有效解決，出水邊幾乎不存在空化現(xiàn)象，降低了出水邊水力不穩(wěn)定及空蝕產(chǎn)生的幾率。

2　小灣X型葉片轉(zhuǎn)輪模型試驗(yàn)主要水力性能結(jié)果

2.1效率

水輪機(jī)的最優(yōu)效率和加權(quán)平均效率直接反映了轉(zhuǎn)輪水力設(shè)計(jì)的水平；加權(quán)平均效率同時(shí)還反映了水能利用率的高低。小灣水輪機(jī)效率試驗(yàn)選用電站空化系數(shù)，采取變轉(zhuǎn)速方式實(shí)施。

（1）最優(yōu)效率試驗(yàn)。依據(jù)初步試驗(yàn)情況，效率試驗(yàn)選擇最優(yōu)效率點(diǎn)附近3個(gè)導(dǎo)葉開(kāi)度△γ=18°、20°、22°開(kāi)展，最優(yōu)工況點(diǎn)位置由這3個(gè)導(dǎo)葉開(kāi)度下效率試驗(yàn)的包絡(luò)線確定，模型驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)果表明，△γ=22°、n11=68.8 r/min，Q11=0.439 4 m3/s時(shí)，效率最優(yōu)，ηopt，m=94.99%。根據(jù)效率換算方法，對(duì)應(yīng)原型機(jī)的最優(yōu)效率工況點(diǎn)為：Hp=216 m，Q= 210.48 m3/s，P=714 MW，原型機(jī)的最優(yōu)效率點(diǎn)為ηopt，m=96.4%。

（2）加權(quán)平均效率試驗(yàn)。試驗(yàn)選取3個(gè)導(dǎo)葉開(kāi)度，即△γ=16°、20°、22°開(kāi)展定開(kāi)度、變轉(zhuǎn)速試驗(yàn)，驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)果與初步試驗(yàn)較為接近，重復(fù)性好，誤差在允許范圍之內(nèi)。模型的加權(quán)平均效率為98.86% ，原型的加權(quán)平均效率為96.08%。

2.2出力

出力大小是水能利用及轉(zhuǎn)輪性能的綜合指標(biāo)。小灣水輪機(jī)模型試驗(yàn)共選取Hp=164、190、212.78、216、230、251 m共6個(gè)水頭，根據(jù)每個(gè)水頭允許的開(kāi)度范圍，選取6處工況開(kāi)展試驗(yàn)，獲得各水頭下的最大出力，各項(xiàng)出力參數(shù)均滿足要求。根據(jù)初步試驗(yàn)結(jié)果，并校核了最大出力工況點(diǎn)。

2.3氣蝕

氣蝕是影響轉(zhuǎn)輪壽命及性能的主要因素。小灣水輪機(jī)模型氣蝕試驗(yàn)主要是為了檢驗(yàn)水輪機(jī)處于小負(fù)荷區(qū)域時(shí)的空化性能趨勢(shì)，驗(yàn)證初步試驗(yàn)結(jié)果及水輪機(jī)大負(fù)荷情況下的空化性能。試驗(yàn)分為兩部分，第一部分是用目測(cè)的方法觀測(cè)空化現(xiàn)象，評(píng)定空化的發(fā)生及發(fā)展；第二部分是研究氣蝕系數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)輪性能的影響和安全裕度，即研究氣蝕區(qū)域、氣蝕渦帶及轉(zhuǎn)輪出水邊的卡門(mén)渦。

（1）空化觀測(cè)。以導(dǎo)葉安裝高程電站空化系數(shù)作為參考，對(duì)無(wú)翼型空化情形進(jìn)行觀測(cè)試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪制進(jìn)水邊負(fù)壓側(cè)初生空化線、進(jìn)水邊正壓側(cè)初生空化線、進(jìn)水邊葉道渦初生線及出水邊葉道渦發(fā)展線。驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)，在葉片進(jìn)水邊負(fù)壓區(qū)域初生空化線附近大于最大水頭處選擇了3個(gè)工況點(diǎn)開(kāi)展觀察，結(jié)果表明：在長(zhǎng)期連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行范圍內(nèi)沒(méi)有初生葉道渦。

（2）空化外特性。選取了 Hp=164、190、212.78、216、230、251 m共6個(gè)水頭、12個(gè)工況點(diǎn)開(kāi)展空化外特性試驗(yàn)。σi采取觀測(cè)法確定，攝像記錄空化系數(shù)σp、σ1、σi各工況下的流態(tài)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在設(shè)計(jì)水頭范圍內(nèi)水輪機(jī)不存在進(jìn)水邊氣蝕；葉道渦和氣蝕渦為非氣蝕渦帶，位于轉(zhuǎn)輪葉片之間不會(huì)觸及葉片表面，在規(guī)定運(yùn)行范圍內(nèi)未出現(xiàn)葉道渦發(fā)展線。雖然制造廠提供的特性保證值與部分工況下σp/σ1、σp/σi有差異，但通過(guò)尾水位差異及氣蝕比評(píng)估表明，σp/σ1≥1.1、σp/σi≥1.5均滿足合同保證值。

綜上所述，小灣水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)之初已充分考慮氣蝕及空化等水力學(xué)參數(shù)，且制造、驗(yàn)收過(guò)程均采用國(guó)際先進(jìn)手段，所以小灣水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪整體指標(biāo)較為優(yōu)秀。

3　小灣X型葉片轉(zhuǎn)輪出現(xiàn)的問(wèn)題及分析

自小灣電廠2010年2月第一臺(tái)機(jī)組檢修開(kāi)始，1～6號(hào)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪均發(fā)生了不同程度的裂紋和輕微的氣蝕，氣蝕主要在轉(zhuǎn)輪葉片出水邊與下環(huán)連接處，呈輕微的表層點(diǎn)狀或硬幣大小的表層點(diǎn)狀，由于極輕微，本文不做細(xì)致介紹，僅對(duì)裂紋進(jìn)行分析。

3.1裂紋情況

（1）裂紋部位及趨勢(shì)。隨著時(shí)間的推移，轉(zhuǎn)輪裂紋呈現(xiàn)加重趨勢(shì)，2012年年末開(kāi)始出現(xiàn)重復(fù)性裂紋，2014年初開(kāi)始出現(xiàn)裂紋開(kāi)叉錯(cuò)位現(xiàn)象，2014年及以前裂紋均出現(xiàn)在轉(zhuǎn)輪葉片出水邊靠近下環(huán)附近；2015年初轉(zhuǎn)輪葉片出水邊靠近上冠部位也開(kāi)始出現(xiàn)裂紋。截至2015年1月30日，共發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪葉片裂紋49條，其中1號(hào)機(jī)10條，2號(hào)機(jī)8條，3號(hào)機(jī)2條，4號(hào)機(jī)4條，5號(hào)機(jī)9條，6號(hào)機(jī)16條。1號(hào)機(jī)裂紋最短為25 mm，最長(zhǎng)為430 mm；2號(hào)機(jī)裂紋最短為40 mm，最長(zhǎng)為400 mm；3號(hào)機(jī)裂紋最短為40 mm，最長(zhǎng)為330 mm；4號(hào)機(jī)裂紋最短為35 mm，最長(zhǎng)為410 mm；5號(hào)機(jī)裂紋最短為10 mm，最長(zhǎng)為400 mm；6號(hào)機(jī)裂紋最短為20 mm（表面裂紋），最長(zhǎng)為450 mm。

（2）重復(fù)性裂紋情況。除3、4號(hào)機(jī)組外，其余機(jī)組均出現(xiàn)重復(fù)性裂紋。1號(hào)機(jī)2012年11月發(fā)現(xiàn)15號(hào)葉片靠近下環(huán)出現(xiàn)重復(fù)性裂紋，2013年12月發(fā)現(xiàn)7號(hào)葉片靠近下環(huán)出現(xiàn)重復(fù)性裂紋；2號(hào)機(jī)2013年1月發(fā)現(xiàn)5號(hào)葉片靠近下環(huán)出現(xiàn)重復(fù)性裂紋，2014年1月發(fā)現(xiàn)7號(hào)葉片靠近下環(huán)出現(xiàn)重復(fù)性裂紋，并出現(xiàn)分叉現(xiàn)象；5號(hào)機(jī)2013年4月發(fā)現(xiàn)6號(hào)葉片靠近下環(huán)出現(xiàn)重復(fù)性裂紋，2015年1月發(fā)現(xiàn)10號(hào)葉片靠近下環(huán)出現(xiàn)重復(fù)性裂紋；6號(hào)機(jī)2013年4月發(fā)現(xiàn)8號(hào)葉片靠近下環(huán)出現(xiàn)重復(fù)性裂紋，2014年2月發(fā)現(xiàn)7號(hào)葉片靠近下環(huán)出現(xiàn)重復(fù)性裂紋，2015年1月發(fā)現(xiàn)5號(hào)葉片靠近下環(huán)出現(xiàn)重復(fù)性裂紋、7號(hào)葉片靠近下環(huán)第二次出現(xiàn)重復(fù)性裂紋、4號(hào)及15號(hào)葉片靠近上冠出現(xiàn)裂紋，其中15號(hào)葉片同時(shí)出現(xiàn)2條裂紋。

3.2裂紋原因分析

小灣電廠X型葉片轉(zhuǎn)輪出現(xiàn)的裂紋現(xiàn)象遠(yuǎn)超出模型試驗(yàn)結(jié)論及合同要求，特別是裂紋產(chǎn)生的位置，幾乎都是位于葉片出水邊靠近下環(huán)側(cè)的高應(yīng)力區(qū)和出水邊相交的最薄處附近，給大變幅高水頭運(yùn)行條件的小灣電廠帶來(lái)不小的安全隱患。針對(duì)轉(zhuǎn)輪暴露的問(wèn)題，小灣電廠組織廠家、設(shè)計(jì)院等單位圍繞設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行管理展開(kāi)問(wèn)題分析及試驗(yàn)，現(xiàn)階段得出如下主要結(jié)論。

3.2.1鑄造及焊接缺陷

小灣機(jī)組轉(zhuǎn)輪為鑄焊結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)輪上冠、下環(huán)與葉片均為馬氏體不銹鋼鑄件，采用VOD或AOD精煉鑄造，使用奧氏體不銹鋼材料焊條進(jìn)行焊接。通過(guò)對(duì)所有轉(zhuǎn)輪裂紋取樣進(jìn)行金相分析，證實(shí)裂源處于焊接熔合面上，該處具有焊接的組織特征。此外，斷口檢驗(yàn)也證明斷口上存在大量的熔渣類(lèi)物質(zhì)，依此判斷，葉片鑄造及焊接時(shí)清根不徹底是產(chǎn)生裂紋的根本原因。

3.2.2非設(shè)計(jì)工況運(yùn)行的壓力脈動(dòng)和動(dòng)態(tài)應(yīng)力

為更準(zhǔn)確地分析裂紋產(chǎn)生的原因，彌補(bǔ)理論計(jì)算和分析或現(xiàn)階段無(wú)法實(shí)現(xiàn)的真機(jī)特性，2012年4月電廠聯(lián)合各單位對(duì)4號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)輪的5、6號(hào)葉片進(jìn)行了一次真機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)輪應(yīng)力測(cè)試。試驗(yàn)測(cè)試時(shí)的凈水頭約198 m，實(shí)驗(yàn)前已分別在葉上冠側(cè)安裝4個(gè)單向應(yīng)變片，在葉片下環(huán)側(cè)安裝6個(gè)單向應(yīng)變片和2個(gè)三向應(yīng)變片。通過(guò)測(cè)量機(jī)組在啟動(dòng)、空載、各負(fù)荷段運(yùn)行時(shí)的應(yīng)力變化情況，經(jīng)過(guò)有限元計(jì)算得到以下結(jié)果：

（1）小灣電廠轉(zhuǎn)輪在各設(shè)計(jì)工況下的靜態(tài)應(yīng)力與出力關(guān)系如圖2所示，從圖2可以看出，靜態(tài)應(yīng)力并不算高，完全滿足設(shè)計(jì)要求，且呈現(xiàn)上冠側(cè)的靜應(yīng)力隨出力的增大而減少，下環(huán)側(cè)的應(yīng)力隨出力的增大而增大的情況。

（2）分析轉(zhuǎn)輪動(dòng)應(yīng)力與壓力脈動(dòng)關(guān)系可知，水輪機(jī)在連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)和限制運(yùn)行區(qū)的動(dòng)態(tài)壓力、動(dòng)態(tài)應(yīng)力的主導(dǎo)因素是無(wú)翼區(qū)的動(dòng)靜干涉問(wèn)題，而不是尾水管的壓力脈動(dòng)問(wèn)題，壓力脈動(dòng)頻譜分析有明顯的主頻（一倍的葉片通過(guò)頻率37.5 Hz和二倍頻率75 Hz），這是高水頭水輪機(jī)的典型特點(diǎn)。實(shí)測(cè)結(jié)果與水輪機(jī)設(shè)計(jì)相吻合。但在禁止運(yùn)行區(qū)，動(dòng)態(tài)壓力、動(dòng)態(tài)應(yīng)力的主導(dǎo)因素是尾水管的壓力脈動(dòng)和動(dòng)態(tài)壓力問(wèn)題，不是無(wú)翼區(qū)的動(dòng)靜干涉問(wèn)題；在200 MW和300 MW之間主要是由于轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)渦帶造成的，壓力脈動(dòng)頻譜分析有明顯的0.9 Hz的主頻；但在200 MW以下，水輪機(jī)的運(yùn)行工況嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)，造成葉道渦發(fā)生、發(fā)展以及嚴(yán)重的水力擾流和水力不穩(wěn)定，沒(méi)有明顯的主頻，完全是多個(gè)葉道渦和水力擾流的混頻合成作用的結(jié)果。如果水輪機(jī)在200 MW以下，特別是100 MW以下負(fù)荷運(yùn)行，其壓力脈動(dòng)和動(dòng)態(tài)應(yīng)力非常高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)正常運(yùn)行工況下的值，極易造成水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的疲勞破壞。

（3）運(yùn)行方式不合理也是主要原因之一。從機(jī)組設(shè)計(jì)綜合運(yùn)行特性曲線可知，機(jī)組在0～200 MW間為低負(fù)荷區(qū)；在200～480 MW間為振動(dòng)區(qū)；在480～700 MW間為穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。小灣電廠《水輪機(jī)技術(shù)合同》明確提出，在規(guī)定的水質(zhì)、泥沙特性、水頭及尾水位變化范圍內(nèi)，水輪機(jī)功率從零至相應(yīng)水頭下可連續(xù)運(yùn)行的最小功率之間運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)800 h，功率在最大輸出功率以上運(yùn)行時(shí)間不多于100 h。

（4）綜合分析。小灣電廠對(duì)2011年～2014年非穩(wěn)定區(qū)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及分析。除2014年外，其余年份各機(jī)組在非穩(wěn)定區(qū)運(yùn)行時(shí)間均大幅超出合同規(guī)定值800 h，年度低負(fù)荷區(qū)域運(yùn)行小時(shí)最高達(dá)到1 900 h。當(dāng)轉(zhuǎn)輪處于空載、低負(fù)荷區(qū)運(yùn)行時(shí)，除了承受流體的壓力載荷之外，還承受著壓力脈動(dòng)和水力擾動(dòng)引起的動(dòng)態(tài)載荷。機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在旋轉(zhuǎn)備用、低負(fù)荷區(qū)下，在交變動(dòng)態(tài)荷載和壓力脈動(dòng)的作用下大大增加了轉(zhuǎn)輪出現(xiàn)疲勞、裂紋的幾率。根據(jù)轉(zhuǎn)輪疲勞裂紋試驗(yàn)計(jì)算結(jié)論，水輪機(jī)在過(guò)渡運(yùn)行區(qū)和穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)運(yùn)行，兩者的壽命相差10～20倍。為進(jìn)一步驗(yàn)證裂紋原因，解決轉(zhuǎn)輪裂紋問(wèn)題，小灣電廠采取了開(kāi)機(jī)規(guī)律、單機(jī)運(yùn)行區(qū)優(yōu)化。采取上述措施后，2014年機(jī)組低負(fù)荷區(qū)運(yùn)行時(shí)間大幅減少，低于合同的規(guī)定值，轉(zhuǎn)輪裂紋隨之明顯減少。

圖2　應(yīng)力與出力關(guān)系

綜上所述，小灣電廠機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間在低負(fù)荷區(qū)運(yùn)行的不合理工況是造成轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生疲勞裂紋的主要原因之一。

4　結(jié)語(yǔ)

（1）大型混流式水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是保持和進(jìn)一步提高機(jī)組的能量特性。X型葉片由于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)更加符合的流體力學(xué)要求，是大型混流式水輪機(jī)發(fā)展的必然方向；研究、降低尾水管和無(wú)葉區(qū)的壓力脈動(dòng)及壓力脈動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)部件的動(dòng)態(tài)影響是機(jī)組安全、高效運(yùn)行的前提。

（2）小灣水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)之初已充分考慮氣蝕及空化等水力學(xué)參數(shù)，且制造、驗(yàn)收過(guò)程均采用國(guó)際先進(jìn)手段，其轉(zhuǎn)輪整體指標(biāo)較為優(yōu)秀，可供其他工程參考。

（3）小灣電廠X型葉片轉(zhuǎn)輪出現(xiàn)的裂紋的主要原因是葉片鑄造及焊接時(shí)清根不徹底及長(zhǎng)時(shí)間在低負(fù)荷區(qū)運(yùn)行，采取開(kāi)機(jī)規(guī)律、單機(jī)運(yùn)行區(qū)優(yōu)化等措施后，轉(zhuǎn)輪裂紋明顯減少。

（4）加強(qiáng)對(duì)原型電站機(jī)組轉(zhuǎn)輪葉片動(dòng)態(tài)應(yīng)力的測(cè)試研究，不僅可以完善、優(yōu)化水力設(shè)計(jì)及模型試驗(yàn)，還可以指導(dǎo)已投運(yùn)電廠安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

［1］曾鎮(zhèn)鈴，徐正鎬，王曉龍.小灣水電站水輪機(jī)主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)型式選擇［J］.水力發(fā)電，2006，32（11）：97-99.

［2］劉曉亭，李維藩.水力機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試手冊(cè)［M］.北京：水利電力出版社，1993.

［3］周凌九，王正偉.混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪X型葉片的水力特性［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002（4）：47-51.

［4］張躍，趙廣友，蔣國(guó)森，等.水輪機(jī)X型葉片的鑄造工藝實(shí)踐［J］.中國(guó)鑄造裝備與技術(shù)，2013（3）：70-73.

［5］廖翠林，王福軍.X型葉片水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪流場(chǎng)的數(shù)值模擬［J］.水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2008（3）：143-146.

（責(zé)任編輯焦雪梅）

Review on the Application of Francis Turbine with X-shaped Blades in Xiaowan Hydropower Plant

ZHU Hong，ZHAO Anbo，WANG Lingfeng
（Huaneng Hydro Lancang Xiaowan Hydropower Plant，Dali 675702，Yunnan，China）

The turbine in Xiaowan Hydropower Station is a Francis structure with X-Shaped blades.The X-Shaped blades can ensure relative stable flow in runner under various operating conditions，and the pressure distributions on blade surfaces are uniform.Although the main hydraulic characteristics of turbine model test are relatively good，but the turbine still can't very well meet the requirements of actual operation under various operation conditions.The researches on model and prototype tests of turbine with X-Shaped blades not only can improve the hydraulic performance study of X-shaped blade，but also can provide key technical supports to the safe and economic operation of unit.

turbine；X-shaped blade；model test；hydraulic characteristics；Xiaowan Hydropower Station

TK730.3（274）

B

0559-9342（2015）10-0034-04

2015-07-29

朱宏（1983—），男，云南宣威人，助理工程師，從事水電廠運(yùn)行、維護(hù)工作.