[01502740]大容量反击式水轮发电机组设计制造关键技术

水电是技术成熟、运行灵活的清洁低碳可再生能源，具有防洪、供水、航运、灌溉等综合利用功能，在经济、社会、生态领域效益显著，支撑中国各行各业的快速发展。近年来水力发电机组在整个电网中的比重越来越大，但是水能利用率低、研发周期长、使用寿命短、维护成本高等一系列问题严重困扰着机组的正常运行。该项目围绕转轮优化、稳定性、智能调控等展开攻关，取得如下科研创新成果： 1)创新了热-流-固多场耦合水轮机优化设计技术，优化转轮叶片几何参数，减少空化空蚀现象，提出一种用于过渡过程的静态效率内特性数值算法，实现了变负荷过渡过程的精确计算。 2)提出了基于转子-轴承-汽封耦合系统的转子动力学水轮发电机组设计方法，提高系统临界转速，降低机组主轴振幅，采用热流耦合方法精确求解轴瓦及油膜的温度场，优化轴承型线，提高轴承最大承载力8.7％。优化了外循环冷却系统，提出了无油泵内循环系统，有效降低轴承温升50％以上。 3)发明了水轮发电机组复杂工况高效智能调控技术，建立智能调控在线监测系统，设计了受油器动态密封装置和转轮体封水结构，避免液体油外泄，保护电站下游水质。 经中国机械工业联合会组织的由中国工程院院士等专家组成的鉴定委员会一致认定：“该项目技术难度大，技术创新显著，具有自主知识产权，总体技术达到国际先进水平，基于奇异性分析的智能调控技术达到国际领先水平。”项目已获发明专利11项，实用新型专利91项，软件著作权1项，主持制定国家标准2项，行业标准3项，论文25篇。项目团队通过产学研合作，形成了技术一流的水轮机研发团队，使中国水轮机高端制造跻身世界一流水平，项目产品近三年来新增销售36亿元、新增利润3.9亿元。研发完成了混流式水轮发电机组、轴流式水轮发电机组、贯流式水轮发电机组的研制，应用于国家电网公司、长江三峡公司、国电集团、大唐集团等多家知名单位，并且远销海外70多个国家和地区，近三年实现出口创汇8127.5万美元，为中国经济建设和制造业发展做出重大贡献。