ношение между углом установки лопастей рабочего колеса и открытием лопаток направляющего аппарата.

Параметры некоторых диагональных обратимых гидромашин приведены в табл. 17-2. Характеристики гидромашины ГАЭС Такане I показаны на рис. 17-5, а - для насосного и на рис. 17-5, б - турбинного режимов (/-Я = 136 м, 2 - Я = 124 м и 5 - Я = 79,7 м). Как видно, в обоих режимах максимальные к. п. д. довольно высоки и превышают 92%.

17-3. МНОГОСТУПЕНЧАТЫЕ ОБРАТИМЫЕ ГИДРОМАШИНЫ

Одноступенчатые обратимые гидромашины, как было указано выше, достигают напора 500-600 м. При большем напоре приходится либо переходить на трехмашинную схему, либо идти на применение многоступенчатых обратимых гидромашин.

На рис. 17-6 показана в качестве примера двухступенчатая обратимая гидромашина, разработанная фирмой Нэйрпик (Франция) для ГАЭС Рудлин следующих параметров: напор 600 м, частота

V

Ри-. 17-6. Двухступенчатая обратимая гидромашина.

вращения 333 об/мин, мощность 600 МВт. На валу / насажены два рабочих колеса 2 и 3 диаметром 4,6 м. Имеются два ряда направляющих лопаток 4 я 5. Между рабочими колесами 2 я 3 находятся выправляющие лопатки 6, снимающие циркуляцию, которая создается на выходе из рабочего колеса первой ступени 3 в насосном режиме перед входом в рабочее колесо второй ступени 2. Регулирующее кольцо направляющего аппарата 4 расположено сверху, а 5- снизу. К статору 7 примыкает круглая спираль 8, соединенная с напорным трубопроводом.

Если требуется большее число ступеней (3-5), то осуществить регулирующий направляющий аппарат представляет значительные трудности. В этом случае приходится отказываться от регулирования мощности и осуществлять пуск и остановку агрегата затвором. В 1976 г. на ГАЭС Сайт Элен системы Ля Кош (Франция) были введены первые пятиступенчатые обратимые гидромашины с диаметром рабочего колеса около 2,0 м (фирмы Нэйрпик , Франция и Вэвэй , Швейцария) с параметрами: напоры 883-994 м; частота вращения 600 об/мин, мощность

в насосном и турбинном режимах около 80 МВт.

Можно получить высоконапорный обратимый агрегат и путем последовательного соединения двух радиально-осевых обратимых гидромашин. Такая схема, предложенная Г. И. Кривченко, показана на рис. 17-7. Здесь / - электрический двигатель-генератор, 2 я 3 - обратимая гидромашина одного направления вращения, 4 - подводящий трубопровод, 5 - затвор, б й 7 - переводной трубопровод и 8 - отсасывающая труба. Если в такой схеме использовать, например, обратимую гидромашину типа ГАЭС Нумаппара (табл. 17-1), то полученный агрегат будет иметь мощность около 500 МВт с напором более 1000 м.

Следует иметь в виду, что применение двухступенчатых и многоступенчатых обратимых гидромашин позволяет не только обеспечить высокий напор, но и снизить требуемое заглубление по условиям устранения кавитации.

Рис. 17-7. Схема сдвоенного обратимого гидроагрегата.

17-4. ДВУХКОЛЕСНЫЕ ОБРАТИМЫЕ ГИДРОМАШИНЫ

: Выше было отмечено, что создание обратимой гидромашины с одним рабочим колесом, работающим и как турбинное и как насосное, связано с большими трудностями и в части оптимальной формы проточного тракта, и в необходимости реверса, т. е. изменения направления вращения при переходе из турбинного режима в насосный и обратно. Эти трудности можно разрешить, если перейти

Рнс. 17-8. Двухколесная обратимая гидромашина ГОНЕ.

Рис. 17-9. Двухколесная обратимая гидромашина изожир для ГАЭС От-Шют.

Конструкции обратимых гидромашин

[Гл. 17

на обратимую гидромашину с двумя раздельными рабочими колесами: насосным и турбинным. Строго говоря, это не обратимая гидромашина, а трехмашинная схема, однако она конструктивно решается в виде единой обратимой гидромашины.

Примером такой двухколесной обратимой гидромашины является конструкция ГОНЕ, предложенная инж. Госнеделем и проф. М. Нехлеба в ЧССР. Схема ее показана на рис. 17-8. К валу / прикреплена полусфера 2, внутри которой на оси 3 насажены два рабочих колеса - насосное большого диаметра 4 и турбинное 5. Направляющий аппарат здесь двухрядный: нижний ярус 6 с поворотными лопатками для турбинного колеса, верхний 7 с жесткими для насосного.

Основная идея этой конструкции состоит в том, что при работе в насосном режиме устанавливается соответствующее колесо (в данном случае D = 2800 мм) против спирали, а направляющие лопатки закрываются (левая половина). Для перехода в турбинный режим колеса на оси 3 поворачиваются на 180°. Теперь турбинное колесо стоит против направляющих лопаток, а насосное находится в полусфере (правая половина). Направление вращения в обоих режимах одинаково.

Конструкция ГОНЕ весьма сложна. С целью уменьшения гидравлических потерь требуется отжатие воды из пространства, между крышкой и полусферой.

Двухколесная обратимая гидромашина - изожир создана фирмой Ателье-де-Шарми (Швейцария). Опытный образец с напором 395 м, мощностью 10 МВт прошел эксплуатационные испытания на ГАЭС Робией в 1968 г. Это позволило разработать и предложить изожиры для различных ГАЭС.

На рис. 17-9 показан изожир для ГАЭС От-Шют, рассчитанный на следующие параметры: напоры 610-500 м, частота вращения 428 об/мин, мощность 300-250 МВт, подача 42,4-53,5 м /с. Основными частями конструкции является вал / с рабочими колесами 2 - турбинным и 5 - насосным, направляющий аппарат с поворотными лопатками 4 и спиральная камера 5. К насосному колесу 3 вода подводится по всасывающей трубе 6, а от турбинного колеса отводится по отсасывающей трубе 7. Вода от насосного колеса подается в спиральную камеру по каналам 8. Вал / имеет два подшипника 9 и 10. Оба колеса 2 и 3 насажены на вал жестко и вращаются вместе с ним, а для включения или выключения того или иного рабочего колеса служат цилиндрические затворы и 12, перемещаемые сервомоторами 13 и 14. При работе в турбинном режиме затвор закрыт, а 12 - открыт (вид слева), при работе в насосном режиме закрыт затвор и открыт 12 (вид справа). Форма рабочих колес выбирается такой, что направление вращения при переходе из одного режима в другой не изменяется. Как видим, конструкция получается достаточно сложная.

1Ы

о

s5 аз

tR X S S

9s: s

a Щ 2 s o- я я

г

i о !

Приложение

I I

О

с

о

ХЪ к о н

О гг ь

г

X о

ш

м

2 3

г

- W V

II

-г

й п

й

оа ра (о in

8 й

S S

ч s:

Ж сем

,

и к к 5 5 3

а.1 о S

я и

а о

ш ь

! а

аа £

gig

V* g

g g s g

g CB и o.

S я о

S Ч

Ч

о

<u S о

(У о

о p u a; H CL