水力發電混流式水輪機設計

劉桂波

（永豐縣水資源保護和綜合利用中心，江西 永豐 331500）

20 世紀下半葉，人們開始注重經濟與能源生產和消費的關系，能源消耗直接關系到一個國家的發展[1]。隨著大型化石燃料發電廠的發展，環境污染日益嚴重，因此清潔和可再生能源技術在20 世紀后期得到了重視[2]。到目前為止，水電仍然是世界上使用最多的可再生能源，占可再生能源產量的2/3 以上，利用新技術提高水力發電效率，對可再生能源發展具有重要意義[3]。中國水能資源潛力巨大，大型水力發電廠建設工期長、耗資巨大，中小規模水力發電站不需要大型建筑，是最有利于環境的能源清潔之一。

1 混流式水輪機轉輪

一項關于水電站水輪機預測的研究顯示，75%的水電將使用混流式水輪機[4]。另一項地震對水電的影響研究指出，在研究的61 個水力電廠中，超過50%的水電適用于混流式水輪機[5-6]。然而由于缺乏開發效率更高的水輪機的制造商，大多數水電站都使用了效率非常低的雙擊式水輪機和沖擊式水輪機，水能潛力沒有得到充分利用。國內很多大學的水輪機測試實驗室（TTL）一直在不懈努力，將簡化和優化的混流式水輪機技術引入水輪機行業。

江西省永豐縣某水電項目，將現有的非功能性橫流式渦輪機，更換為新設計的混流式水輪機，設計參數見表1。

表1 水輪機轉輪設計參數

使用三維建模軟件，對本研究設計水輪機進行模型構建后，再通過布爾運算，得到水輪機在全流體域的模型，如圖1 所示?！?br>