3.3 江厦电站二期工程机组流道的全模拟试验与转轮型号选择
3.3.1 江厦潮汐试验电站二期机组流道全模拟试验
在江厦潮汐试验电站二期工程中，由于机组进出口流道已定，而单机容量比原来增大了1.4倍，灯泡比由0.8增至0.9，运行工况也由四种增至六种，这就需要将转轮在江厦潮汐试验电站流道中做全模拟试验。图35为700kW机组流道图。
图35700kW机组流道图（单位：mm）
可用于江厦潮汐试验电站的转轮有可正反向发电、正反向泄水的四种运行工况的1号机（GZN005）转轮和有正反向发电、正反向泄水和正反向水泵等六种运行工况的F03（SGZ4—25）转轮。为比较两者的性能，将两种转轮在同一流道上作同台试验。试验在河海大学（原华东水利学院）的双向水泵水轮机能量试验台上进行，在两个平水塔中间装设模型机组段，通过改变水系统实现六种工况。
试验台主要设备包括：转轮直径φ250mm的双向贯流式水泵水轮机模型机组，容量为7.5kW的两用（发电机、电动机）直流测功电机，容量为40kW供水轴流泵，以及相应的交直流电源设备和测量仪器仪表等。
试验水头：上下游平水塔内装有测压管与连通管相接，两连管水柱之差即为试验水
头，其变化范围为2～2.5m。
试验流量：采用薄板矩形全宽堰测量，未经容积法率定。公式如下：
Q=CBh
（3 1）
其中
C=1875+（2.h95+273Dh）（1+ε）
式中：Q为流量，L/s；B为堰口宽度，m；h为堰顶水深，m；C为流量系数；D为堰
高，m；D＜1，ε=0；D＞1，ε=0.55（D-1）。
试验台综合误差为±0.96%。原华东水利学院试验台布置图见图36。
图36 试验台布置图（单位：cm）
1—测功电机；2—测速装置；3—正泵滚水口；4—模型机组；5—旁通管；6—溢流管；7—反泵滚水口；
8—供水管；9—封板；10—平水栅；11—测压管；12—堰板；13—供水管
试验结果对比见表31和图3 7。试验结果表明：在Hr=3m、nr=125r/min、D1
=2.5m条件下，F03转轮（3号机）真机正向工况最高效率比原转轮（1号机）高1.2%，反向工况效率相同。
表3 1
1号、3号机转轮同台试验结果对比
在反向工况效率同为67.6%时，F03转轮的出力可达545kW，而1号机转轮仅为492kW，两者相差达9.7%。况且F03转轮做过六种工况的模型试验，而1号机转轮仅做过四种工况的模型试验。因此，在江厦潮汐试验电站二期工程中选用F03转轮是合适的。
F03水轮机运转特性曲线见附图1，综合特性曲线见附图2。
图371号、3号机转轮同台试验比较
按郎斯潮汐电站运行经验，采用六种运行工况后，可使电站平均出力由45MW，增至65MW，总的抽水效率达到280%，即抽水消耗1度电，可再发出2.8度电。采用六种运行工况的F03转轮，也可为设计制造大型潮汐机组积累必要的经验。
3.3.2 高精度贯流机组模型试验台
目前国内做六种运行工况的水轮机模型试验，可用高精度贯流式水轮机模型试验台。简图见图38。
图38 高精度贯流式水轮机模型试验台简图
1—蓄水池；2—进水阀；3—主水泵；4—旋转活塞压力计；5—旋转活塞压力计；6—电磁流量计；7—阀门；8—流量切换器；9—率定池（容积法率定流量）；10—阀门；11—压力箱；12—贯流
式水轮机模型机；13—闪频仪；14—测功电机；15—测速仪；
16—尾水箱；17—阀门；18—阀门
这座高精度贯流式水轮机模型试验台，可做开敞式的能量试验和封闭式气蚀试验，并可对电磁流量计进行原位率定；配有测水头用的旋转活塞压力计和高精度测功电机，使试验台的综合误差≤0.20%；利用闪频仪可观察气蚀和拍摄气蚀照片等。
图39为采用静压轴承技术的模型机组，可使测试精度提高。
图39 静压轴承技术
1—摆动体；2—模型机主轴；3—伞形齿轮；4—万向节主轴；5—测功臂；6—静压轴承；
7—非接触式密封；8—固定外环
图310为高精度灯泡贯流式水轮机模型试验台实体图。
图310 高精度灯泡贯流式水轮机模型试验台