一种水电站水轮机设计的优化系统及方法技术方案

本发明专利技术是一种水电站水轮机设计的优化方法及系统，优化方法为：根据水电站给定的特征参数，调用参数数据库和模型数据库，得到水轮机流道各部件的初设结果；对全流道进行稳定性能仿真，计算出各部件中不同稳定性影响因子的权重，得出流道各部件的优化修改意见和措施，发送和保存优化设计结果。实现此方法的系统包括：总体处理模块，数值计算模块，权重分析模块，数据存储模块，影响因子指标库和方法库。本发明专利技术实现了影响水轮机稳定性能的不同因子的综合预测和评估，使设计人员在水轮机设计和流道各部件最优配组合的设计上缩短了时间，进而也提高了电站水轮机组和厂房的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水力机械设计的优化系统及方法，具体的说是。
技术介绍
水轮机的稳定性指标、效率指标与空化指标并为水轮机的三大性能指标。水轮机稳定性关系到机组是否能安全运行，效率关系到水流能量的利用程度，空化不仅关系到机组的寿命而且也会在一定程度上影响水轮机的稳定。在水电建设项目中只有机组运行稳定、效率高和抗空蚀性能好的水轮机方能有好的发电效益。目前，水轮机的效率已经可以达到90%以上，抗空化的性能也有很大的提高。但是，随着单机容量的提高，机组尺寸的增大，严重的振动和叶片断裂等影响水轮机稳定性能的问题逐渐显现出来，不仅影响了电站的正常运行，甚至对厂房的安全构成威胁。而水轮机稳定性所涵盖的内容很广，从水力影响因素来看，就包括了涡带引起的压力脉动、涡流和空化，加上不同稳定性影响因子在不同电站水轮机流道各部件的影响程度和出现的部位存在差异。因此，水轮机的稳定性问题越来越受到人们的关注，而水力稳定性也已成为大型混流式水轮机设计的又一个准则。对于上述水轮机稳定性水力影响因素的探讨以及在流道各部件影响差异判断分析，传统的人工方法是不可能全面考虑的，必须借助计算机技术、计算流体力学分析技术和数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水电站水轮机设计的优化系统，其特征在于：包括：互相通信连接的总体处理模块、数值计算模块、权重分析模块、数据存储模块、影响因子指标库和方法库；所述总体处理模块，用于调用系统中的其他模块，实现各模块间通信连接；所述数值计算模块包括：三维非定常紊流压力子模块、三维非定常紊流流场子模块和三维非定常空化两相紊流子模块，它们分别用于蜗壳进口至尾水管出口这一全流道的压力、流场和空化的仿真计算；所述权重分析模块包括：压力脉动权重子模块、涡流权重子模块和空化权重子模块，它们分别用于流道中分析断面上的各个记录点的压力、速度矢量和空泡组分等数据样本在不同时刻的回归计算，得出三个影响因子在各个断面不同时刻的“贡献...

【技术特征摘要】
1.种水电站水轮机设计的优化系统，其特征在于:包括:互相通信连接的总体处理模块、数值计算模块、权重分析模块、数据存储模块、影响因子指标库和方法库； 所述总体处理模块，用于调用系统中的其他模块，实现各模块间通信连接； 所述数值计算模块包括:三维非定常紊流压力子模块、三维非定常紊流流场子模块和三维非定常空化两相紊流子模块，它们分别用于蜗壳进口至尾水管出口这一全流道的压力、流场和空化的仿真计算； 所述权重分析模块包括:压力脉动权重子模块、涡流权重子模块和空化权重子模块，它们分别用于流道中分析断面上的各个记录点的压力、速度矢量和空泡组分等数据样本在不同时刻的回归计算，得出三个影响因子在各个断面不同时刻的“贡献”，进而得出影响水轮机稳定性的最重要因子以及不同影响因子在各流道部件中出现的最严重部位； 所述数据存储模块包括:参数数据库和模型数据库，它们分别用于存储历史参数资料和模型资料，以及存储水轮机的初设资料和对应的优化结果； 所述影响因子指标库，用于利用变量投影重要性指标对国内外众多历史资料进行计算，建立起来的有关三个影响因子的指标库，用于确定三个因子在每个断面同一时刻的“贡献”大小； 所述方法库，是根据解决国内外众多存在水轮机稳定性问题的经验资料建立的数据库，用于在权重分析完成后，对修改流道各部件的参数和模型结构提供意见以及提供其他的辅助措施。2.按权利要求1所述的水电站水轮机设计的优化系统，其特征在于:所述各模块的信息通过设置在系统中的管理接口相互共享。3.关于权利要求1所述系统的水电站水轮机设计的优化方法，其特征在于:按以下步骤进行: (-)根据水电站给定的最大水头、最小水头、设计水头、装机容量和机组台数的...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴会超，张鸿清，柯云，
申请(专利权)人：戴会超，
类型：发明
国别省市：