2.1.4. Вибір і розрахунок турбінної камери

Для крупної високонапірної турбіни РО 115 рекомендується приймати металеву зварну турбінну камеру круглого перерізу з кутом обхвату ₀ =345, в якій оболонка повністю сприймає внутрішнє гідростатичний і гідродинамічний (від гідравлічного удару) тиск.

Розміри турбінної камери (зовнішній радіус спіралі R_=R_a+2_, де R_a=D_a/2 – радіус вхідних кромок статорних колон. Переріз спіралі визначаємо гідравлічним розрахунком за законом постійності середніх окружних швидкостей v_u.cp.=const=9,0 м/с. Тоді,

.

Розрахунок зводимо в таблицю 2.2.

Рис. 2.4. Схема металевої турбінної камери з кутом

охоплення φ₀=345^°

Таблиця 2.2.

, 	0	30	75	120	165	210	255	300	345
Q, м3/с	0	21,8	54,5	87,5	121	153	186	218	250
	0	4,66	7,4	9,35	11	12,4	13,6	14,7	15,8
ср	0	0,875	1,4	1,115	2,075	2,375	2,625	2,825	3,0
2ср=Dоб.	0	1,75	2,8	3,55	4,15	4,75	5,25	5,65	6,0
R= Ra+2	3,9	5,65	6,6	7,45	8,05	8,85	9,15	9,55	9,9

Схема спіралі приведена на рис.2.4.

Ширина спіралі (поперек потоку) дорівнює В_сп = R₃₄₅ + R₁₆₅ = 9,9 + 8,05 = 17,95 м, що визначило ширину блока при блочній розрізці В_бл = 21 м, при цьому конструктивні запаси прийняті 1,8 і 1,25 м (рис.ІІ.2.4.).

Максимальну товщину стальної оболонки у вхідному перерізі (=345) приблизно визначимо за котельною формулою _об = Р_{макс. у.д.}D_вх/2R_p, де D_вх = 2₃₄₅ = 6,0 м; R_p – розрахунковий опір сталі оболонки спіралі, для легированої сталі приймаємо R_p = 210 МПа (2100кг/см²); Р_{макс. у.д.}– максимальний тиск з врахуванням гідравлічного удару, Р_{макс. у.д.}= Р_{ст..макс.} +  Р_{макс. у.д.}Приймаємо при  Р_{макс. у.д.} 10 МПа  Р_{макс. у.д.}= 0,3 Р_{ст..макс.}

Отже_, Р_{макс. у.д.}= 1,3 Р_{ст..макс.} = 1,31,044 = 1,36 МПа і _об = 1,366/2210 = 0,0386 м = 38,6 мм.

Приймаємо стандартну товщину оболонки з врахуванням запасу на стирання та іржавіння _об = 40 мм.

Так як добуток Р_{макс. у.д.}D_вх = 1,36300 = 816  1100, умова застосування металевої спіральної камери з повним сприйняттям внутрішнього тиску виконується.

Спряження вхідного перерізу спіральної камери з турбінним трубопроводом виконується конічною перехідною ділянкою з кутом конусності 8. Діаметр турбінного трубопроводу приблизно визначимо за формулою для економічного діаметра напірних водоводів ГЕС:

Приймаємо діаметр турбінного трубопроводу D_т.т. = 6,5 м.

2.1.5. Вибір відсмоктувальної труби.

Враховуючи великі розміри турбіни, приймаємо вигнуту відсмоктувальну трубу зі стандартним коліном.

Для турбіни РО 115 середньої швидкохідності турбобудівельним заводом рекомендується відсмоктувальна труба типу 4Н (з коліном 4Н) висотою h= 2,5D₁. Основні розміри відсмоктувальної труби приведені в таблиці 2.3, схема вигнутої відсмоктувальної труби представлена на рис.2.5.

Рис. 2.5. Схема зогнутої відсмоктувальної труби з коліном 4Н

(пунктиром позначена типова труба з симетричним коліном і з

вихідним дифузором без зворотнього похилу)

Таблиця 2.3.

Розміри відсмоктувальної труби Н, м	h	L	B5=B4	h1	D4	h4	h5	h6	а R6	а1 R7	а2 R8
При D1 = 1 м	2,5	4,5	2,74	1,75	1,352	1,352	1,31	0,67	0,487 1,15	1,478 0,815	0,107 0,782
При D1 = 5 м	12,5	22,5	13,7	8,75	6,76	6,76	6,55	3,35	2,44 5,8	7,4 4,07	0,535 3,91

Приймаючи до уваги велику ширину вихідного перерізу В₅ = 13,7 м, в дифузорі встановлюємо проміжний бичок товщиною 1,6 м і ширину вихідного перерізу збільшуємо до В₅ = 15,4 м. Дифузор розміщуємо в блоці симетрично, для чого коліно влаштовуємо несиметричним (рис.2.5). Отвори у світлі приймаємо наближеними до стандартних по 6,9 м (з врахуванням скосів пазових конструкціях -- по 7 м). Враховуючи що затоплення вихідного перерізу дифузора велике, з метою зменшення скальної виїмки у відвідному руслі ГЕС дифузору надається обернений похил з коефіцієнтом закладання укосів m = 5. При цьому конусність дифузора зберігається.