Книги / 1bryzgalov_v_i_gordon_l_a_gidroelektrostantsii
.pdfрис. 7.23, параллелограмм скоростей может |
образоваться |
только при |
одной |
||||||
|
|||||||||
|
|
|
|
||||||
определённой |
скорости с. проходящей через НА. Если лопатки НА открыть |
||||||||
(показано |
пунктиром), то направление |
скорости с |
изменится |
и новый |
|||||
|
|
|
параллелограмм |
образуется при |
|||||
другой,
большей
скорости
с
,.
Увеличится
и
величина
относи
¬
|
|
of |
, |
|
||
|
|
V |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Рис. |
7.23 |
|
Зависимость |
изменения |
||
скоростей |
потока на рабочем |
колесе |
||||
|
||||||
турбины |
от поворота лопаток НА; |
|||||
|
|
- лопасти |
|
|||
1 |
- лопатки НА; 2 |
|
||||
|
|
|
|
|
РК |
|
тельной скорости w |
г |
а |
следо¬ |
вательно и расход воды через РК |
|||
будет |
|
|
, увеличится и |
|||||
большим |
|
|
|
|
|
|||
мощность турбины. |
При больших |
|||||||
углах |
поворота лопаток |
НА поток |
||||||
на лопасти |
радиально-осевых РК |
|||||||
попадает с |
ударом. |
Это |
является |
|||||
, |
|
|
|
|
|
|
|
КПД |
одной из причин снижения |
|
|||||||
эт х |
т |
'ÿ™ |
|
поворотных |
||||
|
. При |
|
||||||
| |
> |
|
|
безударное |
||||
|
|
|
|
|||||
лопастях правильное |
||||||||
попадание |
потока |
на |
|
лопасти |
||||
происходит |
в более |
расширенном |
||||||
НА |
|
поэтому и |
||||||
|
|
|
|
|||||
диапазоне открытий . |
|
|
|
|||||
лопастных
турбин
выгодно
отличается
от
характеристика |
КПД |
поворотно |
¬ |
|
-осевых турбин. |
||
характеристикирадиально |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, как мы |
знаем |
|
Одновременный поворот лопаток НА осуществляется |
|
, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, в |
которых |
силой |
||
|
|
|
, представляющих собой |
цилиндры |
|
|
|||
усилием сервомоторов |
|
|
|
|
|
|
|||
давления масла |
перемещаются поршни (рис. 7.24 а), передавая |
усилия через |
|||||||
кинематические |
|
связи на поворот |
лопаток НА. Профиль лопатки |
выполняется |
|||||
|
|
|
, |
от которого |
зависит величина |
||||
|
|
|
|
||||||
с эксцентриситетом |
относительно |
оси вращения |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
гидравлического |
момента действующего на лопатку. |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рис. 7.24 а) схема |
кинематической |
связи направляющих лопаток НА с двумя |
||
сервомоторами |
; 6) зависимость |
гидравлического |
момента лопатки |
от |
|
||||
|
|
|
||
открытия НА (штриховая линия соответствует быстроходной турбине); |
||||
1
-
лопатки;
2
-
регулирующее
кольцо: 3 - корпус сервомотора:
5 - шток сервомотора
4
-
поршень
сервомотора
:
318
На рис. 7.24 |
(а |
закрытом положении |
|
тяги будет равно |
. |
: |
|
) показана схема связи сервомоторов с лопатками
В этом случае усилие, передаваемое на сервомотор
НА в через
Рмк |
= |
Мг |
||
|
|
( |
|
|
где: |
Рик |
|||
лГ |
||||
|
|
|||
|
|
м |
||
|
|
|
и |
|
|
|
м |
||
|
|
|
П1П |
|
|
|
К |
||
К |
- |
M J K |
, |
|
|
|
|
|
|
(7.48 |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
усилие на закрытие НА: |
|
|
|
|
|
в |
|||||||
|
гидравлический |
момент, действующий на лопатку |
|||||||||||
|
|
||||||||||||
|
закрытом |
положении: |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
сил. |
возникающих |
вследствие натяга |
||||||||
|
момент упругих |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
НА; |
|
|
|
цапфах лопаток |
|
|
|
|
||||
|
момент трения в |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
, учитывающий |
передаточное |
отношение |
||||||
|
коэффициент |
связи |
между |
направляющими |
|||||||||
|
кинематической |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
лопатками и |
сервомотором |
. |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Численные значения моментов получают из расчёта потребного |
усилия |
|||||
сервомотора |
( перестановочное усилие). При расчете Л/ |
следует принимать |
||||
минимально |
возможное значение |
коэффициента |
трения, т.е. проектировать |
|||
|
|
|
нагрузки |
|||
узлы кинематической схемы и подшипники лопаток так. чтобы свести |
||||||
на
сервомоторы
к
минимуму.
На рис. |
7.24( 6) |
представлен |
|
общий характер |
изменения |
|
гидрав |
¬ |
|||||||||||||||||||
лического момента |
в зависимости от |
открытия |
НА. Знак |
плюс |
соответствует |
||||||||||||||||||||||
действию гидравлического момента на закрытие, знак минус - на открытие. |
|||||||||||||||||||||||||||
Момент Л/ , |
соответствует положению полного закрытия, пропорционален |
||||||||||||||||||||||||||
заданной величине относительного |
эксцентриситета |
профиля лопатки |
и |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
соответствует |
обычно половине |
||||||||||||||||||||||||
действует на открытие НА. Момент М |
^ |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Момент |
Мсоответствует |
||||||||||||
открытия НА и |
|
действует |
на |
его закрытие. |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
у |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
разные знаки: |
|
|
|
|
|
|||||||
максимальному |
открытию НА |
и |
может |
иметь |
|
тихоходных |
|||||||||||||||||||||
( высоконапорных радиально-осевых) турбин |
знак плюс, у быстроходных |
||||||||||||||||||||||||||
(поворотно-лопастных) - знак минус ( на |
рис. 7.24 |
( б) штриховая линия). |
как |
||||||||||||||||||||||||
Таким образом, |
приведенные свойства НА |
характеризуют |
его |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
неисправной |
|||||||||||||||||||||||
самозакрываюшийся |
т.е. если при сбросе нагрузки окажется |
||||||||||||||||||||||||||
то НА закроется до |
некоторой величины |
под действием |
|||||||||||||||||||||||||
система регулирования, |
|||||||||||||||||||||||||||
гидравлического |
момента действующего на лопатки. Но |
стремление к таким |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
с |
ростом единичной мощности и |
напоров приведёт |
к |
|||||||||||||||||||||
свойствам НА турбин |
|||||||||||||||||||||||||||
необходимости |
увеличения диаметров |
сервомоторов, |
а наличие |
|
крупно |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¬ |
|
габаритного |
регулирующего |
кольца в |
шахте турбины создаёт препятствие |
для |
|||||||||||||||||||||||
|
|
частей |
агрегата |
на |
крышку турбины. |
|
|
|
|||||||||||||||||||
схемы по опиранию |
вращающихся |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
индивидуальными |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
дать применение |
схемы с |
||||||||||||||||||||||
Большой |
эффект |
может |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
регулирующее |
кольцо. Наиболее |
|||||||||||||||||||||
сервомоторами |
, |
при которой устраняется |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
такой схемы |
для |
турбин |
|
с |
|||||||||||||||||||||
|
|
может оказаться применение |
|
||||||||||||||||||||||||
целесообразным |
|
||||||||||||||||||||||||||
напором
100-200
м
.
Поэтому уже на турбинах
лопаток НА с индивидуальным
Саяно-Шушенской ГЭС был применён |
привод |
|
) |
||
|
||
сервомотором на каждую лопатку (рис. 7.25 . |
||
319
Для уменьшения размеров индивидуальных сервомоторов |
было |
впервые |
||
применено |
повышенное давление в МНУ и системе регулирования 6,3 |
МПа. |
||
|
|
|
|
|
4
О
12
О
11
О
10 3
2
5
7
9
/
|
6 |
|
|
9 |
|
Рис. 7.25 |
Фрагмент крышки турбины Саяно- |
Шушенской |
с индивидуальными сервомоторами привода лопаток |
||
ГЭС НА
1 - крышка турбины; 2 - корпус индивидуального сервомотора; |
3 - золотник |
|||||||||
|
|
; 4 - |
промежуточный сервомотор; |
5 - поршень со |
штоком |
|||||
индивидуального сервомотора |
|
|
|
НА; 7 - верхний |
подшипник лопатки НА; |
|||||
|
|
: 6 |
- лопатка |
|||||||
индивидуального сервомотора |
|
|
|
- нижний подшипник лопатки НА |
|
|||||
8 - средний |
подшипник лопатки НА: 9 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
10 |
- побудительный золотник; 11 - рычаг; 12 - тяга |
|
|||||||
Опыт |
эксплуатацииподтвердил |
основное преимущество такого привода |
||||||||
- это большие перестановочные усилия по перемещению лопаток НА. |
Создана |
|||||||||
улучшенная компоновка турбиныи оптимальные условия |
для |
её обслуживания |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
Индивидуальные сервомоторы |
позволяют увеличить плотность закрытия НА, |
|||||||||
достичь одинакового открытия всех |
лопаток на всём диапазоне открытий |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, обычно |
|
подтвердили |
возможность отказа от специального ломкого элемента |
|
||||||||
|
|
|
|
( |
|
пальцы») на |
случай |
|
||
вводимого в кинематическую систему |
|
срезные « |
|
|
попадания |
|||||
|
|
|
|
|
||||||
320
твёрдого предмета между лопатками. Лопатки всегда остаются управляемыми |
, |
а сервомоторы служат в определённой мере демпферами по гашению |
|
вибраций |
|
лопаток
.
Рабочее колесо, его конструкция и размеры неразрывно связаны |
со |
||
всеми узлами турбины, с параметрами |
проектируемого |
агрегата и ГЭС в целом. |
|
|
|
||
В проточной части - это главное звено, определяющее КПД и надёжность |
|||
агрегата. |
|
|
|
В нагрузки момент и исследуя
результате обтекания лопастей РК потоком воды на них возникают |
|||
от действия давления воды и центробежных сил. Гидравлический |
|||
осевую силу определяют |
экспериментально |
в лаборатории на модели, |
|
|
. |
|
|
силовые характеристики рабочих колёс |
|
||
|
|
||
Осевую определить по
нагрузку на РК |
радиально осевого |
|
|
- |
|
эмпирической формуле |
: |
|
|
||
типа
приблизительно
можно
Рос =
где:
D |
] |
- |
|
|
|||
Н |
- |
||
макс |
|||
К |
|
||
|
- |
||
|
|
диаметр РК, м; |
напор, м; |
||
максимальный |
|||
г 5 |
7 |
||
|
|||
коэффициент, зависящий |
|||
от
типа
РК.
(7.49
)
Определение |
величины осевой |
нагрузки |
|
собственно колеса, вала турбины |
и крепления его к |
||
расчёта одного из |
важнейших |
узлов |
агрегата |
подшипника). |
|
|
|
необходимо для |
расчёта |
|
ротору генератора |
, а также |
|
- |
подпятника (упорного |
|
|
|
|
Полное |
осевое усилие |
на РК радиально-осевого типа |
складывается |
|||||||
следующих |
|
|
|
|
|
: |
|
|
|
|
нагрузок |
|
|
|
|||||||
. |
|
, |
|
, |
ргр |
|
|
|
||
|
~ |
|
|
|
|
|
||||
р |
|
р |
+ |
р |
+ |
|
|
(7.50) |
||
|
|
|
|
« |
|
|
||||
|
|
Р, |
|
|
|
составляющая сила |
воздействия потока |
|||
где: |
|
|
|
|
осевая |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
внутреннюю полость РК; |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
из
на
Р, |
|
Р |
, |
р |
|
, |
|
осевое |
давление воды на верхний обод РК; |
|
|
усилие давления воды на нижний обод РК |
; |
||
осевое |
|||
|
|||
выталкивающая сила, согласно закону Архимеда |
|
||
|
. |
||
С целью уменьшения объёмных потерь, протечек воды помимо лопасти |
|||||
радиально-осевого РК и, соответственно, для увеличения |
КПД |
турбины |
|||
обычно проектируются |
уплотнения. В зависимости |
от напора |
|||
|
лабиринтные |
|
представлена |
||
применяют разные конструкции уплотнений. На рис. 7.26 |
|||||
конструкция |
щелевого уплотнения нижнего и верхнего ободьев радиально |
¬ |
|||
осевого
РК
для
средних
напоров
.
Вода, проникая |
через зазор обода, по |
разгрузочной трубке ( I ) протекает |
|||||||||
за РК |
в |
отсасывающую трубу. |
Чередование узкой щели с |
кольцевыми |
|||||||
выточками приводит к соответствующему |
чередованию |
площадей сечения |
|||||||||
что |
увеличивает |
||||||||||
канала |
( |
) |
|
по которому |
протекает |
вода, |
|||||
|
|
|
|
||||||||
|
рис. 7.266 . |
|
|
|
|
|
|
|
|||
321
сопротивление и уменьшает расход вследствие внезапного расширения и
сжатия потока.
а '
Рис. 7.26 а) щелевое уплотнение обода рабочего колеса радиально-осевого
типа; б) фрагмент щелевого уплотнения (щель чередующаяся
срасширенным пространством;
1- разгрузочная трубка; 2:4 - уплотнительные кольца ободьев (подвижная часть
-уплотнительные кольца неподвижной части лабиринталабиринта
Рабочее колесо радиально-осевого типа, представляет собой прост¬
ранственную систему, состоящую из верхней ступицы (верхний обод), нижнего
обода и лопастей. Находясь в потоке, рабочее колесо, кроме давления воды,
испытывает действие центробежных сил. которые существенно возрастают при
разгонной частоте вращения. Расчёт такой конструкции представляет большую сложность и производится с рядом допущений. Поэтому при проектировании
крупных РК обязательно проводят экспериментальные тензометрические
исследования их напряженного состояния на моделях колес.
Для рабочего колеса турбины поворотно-лопастного типа характерным
является наличие механизма поворота лопастей, расположенного внутри
корпуса ( втулки) РК. Наиболее распространенным механизмом является
кривошипный тип привода. Во втулке часто располагают и сервомотор привода
механизма поворота лопастей, хотя имеются и другие схемы (рис. 7.27). Во
многих поворотно-лопастных турбинах смазка механизма осуществляется
маслом, проникающим через зазоры из цилиндра сервомотора, т.е. объём
втулки, где размещается механизм поворота лопастей постоянно заполнен
маслом и разгрузка этого объёма выполняется через специальную трубку в
сливной резервуар маслоприёмника. Маслоприёмник расположен над
генератором (рис. 7.27). Давление масла в полости механизма поворота
лопастей определяется высотой столба масла во внутренней полости вала.
322
а)
Mr4
/ i |
^ |
\ |
|
||
|
|
Рс |
% Ц Мр
|ф|
ш |
d.i |
|
:
J - 5
т
4= 5/
б)
- 1
- 2
1 |
|
I |
|
|
, |
|
ж |
|
|
|
if |
|
||
|
Л |
|
3 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Щ |
3 |
|
гг |
Ш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЙШР |
|
|
Рис. |
7.27 Различные |
схемы |
||||
|
|
|
|||||
4 |
взаимного |
расположения |
|||||
|
сервомотора, |
маслоприёмника и |
|||||
3 |
механизма поворота лопастей в |
||||||
поворотно-лопастных |
турбинах |
||||||
|
|
1 |
|
|
|
; |
|
|
|
- маслоприёмник |
|
||||
|
2 |
- |
трубчатые штанги; |
||||
3 |
3 |
- |
шток |
сервомотора |
; |
||
|
|
4 - сервомотор |
|
|
|||
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
5 - механизм поворота |
лопастей |
|||||
|
|
|
|
||||
На рис. |
7.27 |
представлена наиболее рациональная и |
часто встре |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¬ |
|
чающаяся схема (а). Возможны другие компоновки: (б), |
где сервомотор |
||||||||||||||||||
расположен между |
; (в) |
- |
маслоприёмник |
|
объединен с |
||||||||||||||
фланцами валов |
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
ступице ротора |
|||||||||
генераторным |
подшипником, а сервомотор |
размещён |
|||||||||||||||||
|
длинные штоки, |
||||||||||||||||||
|
|
|
, |
поскольку имеют |
|||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||
генератора. Схемы (б) и (в) более сложные |
|
|
|
|
механизму |
поворота |
|||||||||||||
через которые передается усилие от |
сервомотора к |
||||||||||||||||||
лопастей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Между |
подвижным фланцем |
лопасти и втулкой РК |
устраивается |
||||||||||||||||
уплотнение хтяпредотвращения попадания воды в область механизма |
поворота |
||||||||||||||||||
и наоборот протечек масла из этого объёма в |
воду. В практике |
|
эксплуатации |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
поэтому имеет |
место |
|||||||||
необходимого качества уплотнения достичь не удалось |
|
|
|
||||||||||||||||
попадание масла в |
, |
|
серьёзным |
недостатком. |
Поэтому |
||||||||||||||
воду что является |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
» поворотно |
|
||||||||
несколько лет |
назад было разработано |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
«экологически чистое |
|
|
|
|
- |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
323
лопастное рабочее колесо для
Конструкция РК выполнена
Нижне-Камской,
с применением в
Чебоксарской и Майнской ГЭС.
механизме поворота лопастей
опорных
втулок
,
поверхности
трения
которых
изготовлены
из
полимерных
материалов,
не
требующих
смазки
маслом.
Это
позволило
внутреннюю
полость
корпуса рабочего колеса РК исключить попадание масла
отделить от масла системы регулирования, чтобы
в воду. Все трущиеся поверхности в сопряжениях
с
полимерными
поверхностями
выполнены
из
нержавеющей
стали
,
в
предположении, что
смазке. Однако опыт
эти трущиеся пары будут исправно работать на водяной показал, что свойства полимерных материалов оказались
неудовлетворительными
,
в
трущихся
парах
возникали
большие
силы
трения,
которые
в
значительном
ряде
случаев
привели
к
поломке
деталей
механизма
поворота
лопастей
.
Лопасть
рабочего
колеса
поворотно-
лопастной
турбины,
воспринимая
энергию
потока,
находится
под
воздействием
значительного
гидравлического
давления, поэтому её форма
обеспечивать оптимальные
и размеры должны
энергетические и
быть хорошо обтекаемыми,
кавитационные свойства и
отвечать
условиям
прочности
,
что
должно
обеспечить
длительную
надёжную
работу
турбины.
Лопасти,
находящиеся
в
коррозионной
среде,
испытывая
совместное
действие
нагрузки
от
потока
воды
и
центробежных
сил
,
подвергаются
специфическим |
кавитационным разрушениям. Поэтому к материалу |
предъявляются |
не только требования высоких механических |
лопастей свойств
материалов,
обеспечивающих
необходимую
прочность
лопасти
,
но
и
стойкости
против
кавитационного
разрушения
её
поверхности.
В
практике
гидротурбостроения
лопасти
изготовлялись
из
разных
материалов
.
Применение
углеродистой
и
малолегированной
сталей
для
лопастей нецелесообразно из-за неудовлетворительной их |
сопротивляемости |
||
кавитационным воздействиям (легирование |
- |
сплавление, т.е. введение в сталь, |
|
так называемых, легирующих элементов: |
Сг, Ni, Mo, W, V, Nb, Ti и др.). |
||
Биметаллические
лопасти
,
отлитые
из
углеродистой
стали
и
облицованные
листами (листы в
из нержавеющей стали путём приварки,
процессе эксплуатации отрывались).
оказались
ненадёжными
Выше
указывалось,
что
наилучшим
качеством
по
кавитационной
стойкости
наряду
с
другими
положительными
свойствами
обладает
нержавеющая
сталь
1
Х
18
Н
9
Т,
нанесенная
на
поверхность
лопасти
путём
автоматической наплавки широкими само тело лопасти может быть
ленточными электродами. В этом случае
изготовлено из высокопрочной не
кавитационной
стали
.
Подшипники
вертикальных
турбин
выполняют
роль
лишь
направляющих подшипников (подпятник |
- |
упорный подшипник агрегата в |
целом рассмотрим ниже). Направляющие подшипники подвержены лишь |
||
действию
случайной
нагрузки
,
вызываемой
динамической
неурав
¬
новешенностью |
вращающихся частей, |
воды. Ориентировочно максимальное |
|
а также несимметричностью потока
радиальное усилие на подшипниках
324
вертикальной турбины при нормальных условиях можно эмпирической формуле:
Р = |
^ |
|
|
800 |
|
|
|
где: |
N |
- |
; |
мощность турбины, кВт |
|||
|
D |
- |
диаметр РК, м; |
|
|
} |
частота вращения турбины, об/мин. |
|
п |
- |
|
определить
(7.51)
по
|
Число подшипников |
в агрегате |
устанавливают в зависимости |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
от |
|
|
, |
|
|
и соответствующей |
длины |
вала. В крупных |
||||
конструкции турбины генератора |
|
|
|
подшипники скольжения. |
Для |
||||||
турбинах применяются в |
основном |
||||||||||
вертикальных |
турбин широкое |
|
распространение |
получили резиновые |
|||||||
подшипники на |
водяной |
|
, в |
ряде |
случаев применялся |
и лигнофоль. В |
|||||
|
смазке |
|
|
|
|
|
|
||||
других |
видах подшипников, где применяется масляная смазка для вкладышей, |
||||||||||
используется баббит. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Подшипники на водяной смазке конструктивно проще подшипников с |
||||||||||
масляной смазкой. Применение подшипника на водяной смазке не требует |
|||||||||||
устройства нижних уплотнений вала, так |
как проходящая через турбину |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вода |
не только не опасна для |
подшипника, а, как уже сказано, обеспечивает его |
||||||||||
смазку. Отсутствие специального |
уплотнительного |
|
располагать |
подшипник на минимальном расстоянии |
|
улучшает условия работы турбины. |
|
|
устройства позволяет |
|
от рабочего колеса |
что |
, |
|
Вал
вертикальной
турбины
а) |
I |
|
|
|
/ |
|
Г |
I4; |
|
; |
Гг |
|
гу |
|
у |
б) |
|
i |
||
т |
||||
Г |
||||
|
т |
|
||
|
им |
|||
|
\ |
ds |
||
|
|
|
||
|
I |
|||
|
|
у |
|
|
|
|
8 |
. |
|
|
|
|
||
2 |
ал |
4 |
#1 |
t |
|
|
d |
|
0 |
|
Dtp |
A
испытывает |
совместное |
действие |
||||||
растяжения |
и |
|
|
,проектирование |
||||
|
кручения |
|
|
|
||||
и изготовление валов для мощных и |
||||||||
сверхмощных |
турбин |
|
является |
|||||
достаточно |
сложной |
|
|
. |
||||
проблемой |
||||||||
Например, |
вал |
для |
турбины Саяно- |
|||||
ШушенскойГЭС изготовлен сварным из |
||||||||
двух полуцилиндров с |
толщиной |
стенки |
||||||
300 мм. |
По концам вал обычно имеет |
|||||||
фланцы |
для |
соединения |
с |
рабочим |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 7.28 |
Схемы соединения |
валов |
|
а) - вала |
турбины с валом генератора |
||
болтами и срезными |
кольцами |
||
|
. |
||
б> - вала |
турбины с валом генератора |
||
припасованными болтами |
|
||
колесом и |
валом |
генератора |
или |
||
непосредственно со ступицей ротора. На |
|||||
рис. 7.28 представлены некоторые схемы |
|||||
соединения |
валов турбин. |
|
|
||
МНУ |
прг |
проектировании |
|||
|
|
, |
|
из расчёта |
|
турбины выбирают |
исходя |
|
|
||
количества |
масла |
|
|
для |
|
|
, необходимого |
||||
|
|
|
|
|
|
регулирования турбины в наиболее неблагоприятном |
||
НА - отказ насосов подкачки |
|
цикле |
-- |
закрытие НА). В этом режиме |
|
|
|
|
(полное открытие
при расходовании
масла давление в котле МНУ будет уменьшаться,
хватить, чтобы обеспечить указанный цикл.
но
объёма
масла
должно
325
масла
Воздушный на процесс
объём котла должен обеспечивать (после |
израсходования |
регулирования) сохранение минимального давления, |
|
достаточного
для
закрытия
турбины.
Транспортировка
узлов
и
деталей
турбины
является
предметом
специального рассмотрения в проекте турбин, поскольку, чем крупнее может
быть изготовлен и собран узел (не расчленен на части) в заводских условиях,
тем качество его выше. В первую очередь это касается рабочих колёс.
Неразрезное колесо по своим энергетическим качествам существенно выше разрезных, сочленяемых на месте монтажа. Так, неразрезные РК, изготов¬
ленные и обработанные |
|
- |
|
ГЭС, Усть Илимскую и |
|
Морским путём и |
далее |
|
|
целиком на заводе, были поставлены на Красноярскую
Саяно-Шушенскую ГЭС из г. Ленинграда Северным по реке до места монтажа (рис. 7.29).
На
ГЭС
Итайпу
(Бразилия
-
Парагвай)
заготовки
(ободья
и
лопасти)
были доставлены на ГЭС, где был создан временный заводской цех по |
|
, поскольку доставить целиком РК |
|
изготовлению и обработке рабочего колеса |
|
не представлялось возможным. Это достаточно дорогостоящее мероприятие |
|
(создание заводского цеха непосредственно на ГЭС) подчеркивает |
важность |
задачи
изготовления
неразрезных
конструкций
РК.
[у
\г
I
t
Рис.
7.29
Доставка
неразрезных
рабочих
колес
турбин
и
ванн
подпятников
генераторов
Саяно-Шушенской
ГЭС
водным
путём.
Вид
на
баржу
с
колесом
и
ванной,
входящую
в
камеру
судоподъёмника
на
плотине
Красноярской
ГЭС
326
Проектирование генераторов основано на знаниях |
физической |
||||
сущности |
электрических и магнитных |
явлений, излагаемых в курсе |
|||
теоретических основ электротехники. Напомним физический смысл некоторых |
|||||
законов и |
явлений, лежащих в основе |
принципа |
действия электрических |
||
|
|
||||
машин, в |
первую очередь закона электромагнитной индукции, понятие |
||||
которого
приводится
в
начале
гл.
6
.
В процессе работы |
электрической машины в режиме |
генератора |
|
происходит преобразование |
механической энергии в электрическую. |
Природа |
|
этого процесса объясняется законом электромагнитной индукции: если внешней |
|||
силой F воздействовать на помещённый в магнитное поле проводник и перемещать |
|||
его (рис. 7.18 а), например, слева направо перпендикулярно вектору индукции В |
|||
магнитного поля со скоростью v , то в проводнике будет наводиться ЭДС равная: |
|||
Е =
где:
B l v В -
/ -
,
магнитная активная
индукция, |
Тл |
- |
(тесла); |
|
|
||||
|
|
|
|
|
длина проводника |
(длина |
|||
|
(7.52) |
|
части |
проводника |
в |
|
пределах
магнитного
поля
),
м
;
v
-
скорость
движения
проводника
,
м
/с
.
Рис. 7.30 схемы: а) - элементарного
электродвигателя; в) - правило
электрогенератора; б) - элементарного |
|
правой руки; г) - правило левой |
руки |
|
|
«
Для определения направления ЭДС следует воспользоваться |
правилом |
||
правой руки» (рис. 7.30. в). Применив это правило, определяем |
|
по стрелке |
|
|
( |
|
) |
|
|
|
|
направление
ЭДС
в
проводнике
.
Если
концы
проводника
замкнуты
на
внешнее
сопротивление
(потребитель |
электроэнергии), то под действием ЭДС в проводнике возникнет |
ток (ток статора - якоря) такого же направления, что и ЭДС. Таким образом, |
|
проводник в |
магнитном поле можно рассматривать в этом случае как |
элементарный
генератор
.
В
результате
взаимодействия
тока
/
с
магнитным
полем
возникает
действующая на проводник электромагнитная сила |
, |
равная: |
|
|
|
|
||||
F |
зч |
= В11 |
|
|
|
|
( 7.53 |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
можно определить |
по правилу «левой руки» |
||||||
Направление силы F |
w |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
справа налево |
|
т.е. |
||
(рис. 7.30. г). В рассматриваемом случае эта сила направлена |
, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
противоположно
движению
проводника
.
Таким
образом
,
в
рассматриваемом
327