1、大型火電站、核電站等的迅速發(fā)展以及生產、生活水平的快速提高,要求電網在安全、穩(wěn)定、經濟的前提下具有更大、更靈活的調節(jié)能力。加速建設具有雙倍調峰功能的抽水蓄能電站能夠有效的實現(xiàn)這一目標。但水泵水輪機的泵工況外特性曲線以及全特性曲線分別存在駝峰區(qū)和“S”特性區(qū),這兩個不穩(wěn)定運行區(qū)分別會造成泵工況啟動過程的不穩(wěn)定和水輪機工況下的并網困難。為此,需要通過試驗研究和數(shù)值計算,對水泵水輪機駝峰區(qū)和“S”區(qū)的不穩(wěn)定性展開研究,為改善運行曲線、消除不穩(wěn)

2、定區(qū)域提供參考。
　　為實現(xiàn)上述目的,本文對模型水泵水輪機內部流場進行了數(shù)值模擬,利用定常計算分析了泵模式與水輪機模式下的內部流場信息,通過改變活動導葉開度,研究了駝峰區(qū)和“S”區(qū)的發(fā)展過程;利用非定常計算得到駝峰區(qū)各工況點流場的非定常特性和壓力脈動特性。本文研究內容如下:
　　1.分別對導葉開度為18mm、22mm、32mm時水泵水輪機泵工況進行定常計算,獲得三個開度下各自的外特性曲線;根據(jù)定常計算結果分析流量減小過程中三

3、個開度各自流場的發(fā)展規(guī)律,并研究內部流動結構對外特性曲線形狀的影響;最后對18mm開度駝峰區(qū)的形成原因做初步探究。
　　2.在蝸殼出口、雙列葉柵流道以及轉輪進口前共布置12個測點,通過對駝峰區(qū)內的四個工況點進行非定常計算,得到這12個測點在四個工況下的壓力脈動變化規(guī)律,隨后利用快速傅里葉變換(FFT),得到壓力脈動頻譜,進而比較駝峰區(qū)內四個工況點的壓力脈動頻率成分,并分析流量對壓力脈動的影響。此外通過非定常計算結果分析了這四個工況

4、點的非定常流動信息。
　　3.分別對導葉開度為5mm、10mm、32mm時的水輪機工況至制動工況段進行定常數(shù)值模擬,分別得到三個開度下各自的第一象限全特性曲線;根據(jù)定常計算結果分析了三個開度下水輪機工況、飛逸工況和制動工況的流場變化規(guī)律,探討了流場變化與“S”區(qū)形成之間的關系。
　　研究結果表明,偏離最優(yōu)工況點時,轉輪與雙列葉柵內的不良流態(tài)是造成水泵工況損失增加、效率降低的主要因素,并且與駝峰區(qū)的形成有密切關系。對于水輪機運