Mechanical design of Francis turbine exposed to sediment erosion

Abstract

The author of this paper has been responsible for the mechanical design of Francis turbines exposed to sediments erosion as a part of a project named RenewableNepal. In Nepal, the turbines suffer from severe sediment erosion which results in great expenses on down time and repair.

A new design needed to be carried out in order to be able to cope with the sediment problems. By using the current Francis units located at Jhimruk Power Plant in Nepal as a case, small modifications were performed in order to cope with these problems. By changing the design of the covers, the whole runner can now easily be taken out without having to dismantle everything.

Both the current and the new design are drawn in Pro/Engineer Wildfire 4.0 and later imported to ANSYS 13.0 in order to perform FEM and FSI analysis.

Forfatteren av denne oppgaven har vært ansvarlig for det mekaniske designet av Francisturbin eksponert for erosjonssediment som en del av et prosjekt kalt RenewableNepal. I Nepaler turbiner svært utsatt for erosjonssediment som resulterer i store utgifter på grunn av nedtid og reparasjoner.

Det var behov for et nytt design som kunne hamle opp med sediment problemer. Ved å bruke Francis turbiner på Jhimruk Power Plant i Nepal som eksempel ble det gjennomført små modifikasjoner på det nåværende designet. Ved å endre på design av lokket i turbinen ble detmulig å ta ut løpehjul med lokk uten å måtte demontere hele turbinen.

Både det nåværende og det nye designet ble modellert i Pro/Engineer Wildfire 4.0 og såhentet inn i ANSYS 13.0 for å gjennomføre FEM og FSI analsyer.