蘇丹上阿特巴拉水電站軸流式轉輪的結構設計

1.前言

轉漿式水輪機能夠隨運行工況與導葉協聯調整葉片，使得轉輪能夠適應復雜的水頭環境，對負荷變化適應性好，提高效率。本文主要針對蘇丹上阿特巴拉電站的轉輪，并結合其他常規項目的比較，來介紹該轉輪的結構形式以及特點。

2.機組的概況和主要參數

蘇丹上阿特巴拉水力樞紐工程，位于非洲蘇丹共和國境內，距離首都喀土穆約460公里，該項目由兩座大壩構成，主要功能為灌溉、供水，兼顧發電。大壩總長13公里，水庫庫容30億立方米，灌溉面積50萬公頃，未來將惠及蘇丹三分之一人口。本文的轉輪屬于其中Rumila大壩中的發電機組。

3.轉輪結構

轉輪的名義直徑5.6mm，6葉片。6葉片的轉輪相對5葉片而言葉片受力情況更好，并且擁有更好地抗汽蝕性能。在水力設計上為了得到更好的性能而選取0.46的輪轂比，這樣小的輪轂比在我公司也是首次設計制造，對于結構設計上帶來很多的困難。該轉輪裝配主要由轉輪體、葉片、樞軸、轉臂、接力器、泄水錐、操作機構等部件構成，圖1為轉輪裝配剖視圖。采用缸動式接力器，布置在泄水錐里。 轉輪裝配的整體結構見圖1

3.1葉片

葉片采用 ZG06Cr13Ni4Mo 材料鑄造，并使用數控設備加工。由于該項目由不拆轉輪體而單獨拆葉片的要求，所以葉片與樞軸分開，并且采用螺栓把合的方式聯接。由于葉片根部是曲面過渡形狀而非規則形狀，所以螺栓的位置分布也要依據葉片翼型調整，而非均勻布置。該螺栓使用電加熱設備進行預緊安裝?！?br>