Diseño Hidráulico de los Rodetes Kaplan de Dahua

Abstract

Esta presentación trata sobre el diseño, test y evaluación de las fuerzas hidráulicas en un rodete Kaplan de reemplazo para
la central hidroeléctrica de Dahua, en Guangxi, R.P. China. La central existente consta de cuatro turbinas Kaplan de 8.5m
de diámetro, de seis álabes cada una y de 103 MW de potencia. Los rodetes nuevos tienen el mismo diámetro, cinco álabes y la potencia incrementada a 117 MW.
Durante la etapa de licitación las garantías presentadas fueron basadas en un modelo similar ya ensayado. Las principales diferencias se encontraban en la cámara semi-espiral, la tapa de la turbina y el tubo difusor. Se realizaron simulaciones del comportamiento del flujo para evaluar las pérdidas de eficiencia debidas a estas diferencias.
El modelo análogo disponible y el rodete de reemplazo fueron estudiados usando un programa de volúmenes finitos 3D.
Este resuelve las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas con un modelo turbulento de dos ecuaciones (k-ε) y una
función de pared. El resto de los componentes del pasaje de agua existente: cámara semi-espiral, álabes del predistribuidor y distribuidor y el tubo difusor también fueron analizados para una evaluación total de las pérdidas.
Extensos ensayos de modelo se llevaron a cabo para confirmar los datos garantizados de: eficiencia, comportamiento en cavitación, fluctuaciones de presión y velocidad de embalamiento. También se realizaron otras mediciones especiales tales como empuje axial y torque en los álabes del rodete y distribuidor.
En los ensayos de campo ( Abril de 1999), se superó la potencia garantizada, y se verificó la estabilidad de la turbina.