Investigation of the fluid-structure dynamics during transient operation of Francis turbines - Tr-FRANCIS

水力发电占加拿大电力生产的60%。在20年后的环境中，水力涡轮机的运行方式逐渐改变，以确保在市场上的性能，并引入可再生能源系统。这些涡轮机液压sont soumises à plus de démarrages et passent plus de temps dans des régimes sans charge pour fournir de la réserve tournante。这些变化反映了传统结构的问题，即增加了生产过程中产生的裂缝问题，增加了企业的竞争力。拉瓦尔拉瓦尔大学的液压机械厂（LAMH）也是液压机械联合会的成员（安德里茨水电加拿大公司、通用电气可再生能源公司、VOITH水电公司、EDF和魁北克水电公司）委托Tr-FRANCIS项目，目的是研究无涡轮机弗朗西斯负荷时的流体-结构相互作用。该项目是一项由InnovÉE资助的项目，旨在优化弗朗西斯涡轮机拉康塞普雄和运行，以提高开发的灵活性，而不需要在生命周期中进行任何调整。Au将开展一项合作，包括流体动力学、流体结构相互作用和振动方面的研究，Tr-FRANCIS的主要目标是：“标识符、说明书和参数，通过测量和模拟，通过影响涡轮机运行周期的参数激励，弗朗西斯的莫耶内斜槽悬挂在驱动程序和运行过程中。“Les recherches sont centrées autour d 'une涡轮机弗朗西斯modèle représentant une涡轮机de 140 MW. Au travers d'innovations en mesures et en simulations，Tr-FRANCIS livrera un regard unique et nouveAu sur les interactions fluide-structures dans le type de涡轮机轮机le plus communément installé.

L'hydro-électricité représente 60% de la production électrique canadienne. Depuis environ 20 ans, le mode d'opération des turbines hydrauliques a évolué pour permettre de prendre en compte l'ouverture des marchés et l'introduction sur les réseaux de sources d'énergies intermittentes. Les turbines hydrauliques sont soumises à plus de démarrages et passent plus de temps dans des régimes sans charge pour fournir de la réserve tournante. Ces changements ont amplifié les problèmes de vieillissement structuraux se traduisant par une augmentation des problèmes de fissuration sur les aubes des roues engendrant ainsi des pertes de production et une augmentation des coûts d'entretien.Le Laboratoire de Machines Hydrauliques de l'Université Laval (LAMH) ainsi que les membres du Consortium en Machines Hydrauliques (ANDRITZ HYDRO Canada, GE Renewable Energy, VOITH Hydro, EDF et Hydro-Québec) ont décidé d'entreprendre le projet Tr-FRANCIS dont l'objectif est d'étudier les interactions fluide-structure lors des démarrages ou de l'opération en régime sans charge d'une turbine Francis. Ce projet précompétitif, subventionné aussi par InnovÉE, devrait permettre aux partenaires industriels d'optimiser la conception et l'opération des turbines Francis pour en accroître la flexibilité d'exploitation sans pénaliser leur durée de vie.Au travers d'une collaboration entre des chercheurs en hydrodynamique, en interaction fluide-structure et en vibration, l'objectif principal de Tr-FRANCIS est d' :"Identifier, décrire et paramétrer, par le biais de mesures et de simulations, les excitations induites par les écoulements qui influencent la durée de vie des roues de turbines Francis de moyenne chute pendant des séquences de démarrage et le fonctionnement à vide."Les recherches sont centrées autour d'une turbine Francis modèle représentant une turbine de 140 MW. Au travers d'innovations en mesures et en simulations, Tr-FRANCIS livrera un regard unique et nouveau sur les interactions fluide-structures dans le type de turbine le plus communément installé.