Главная Бухгалтерия в кармане Учет расходов Экономия на кадровиках Налог на прибыль Как увеличить активы Основные средства
Главная ->  Гидравлические машины: турбины и насосы 

1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54

Осевые турбины могут применяться и с жесткой установкой лопастей во втулке. Такие турбины называются пропеллерны-м и. Они проще, дешевле, имеют только один орган регулирования мощности - направляющий аппарат, но у них худшие энергетические показатели.

Как видно из рис. 2-1, осевые турбины применяются з широком диапазоне напоров, от самых малых до 50-70 м. Естественно, что с изменением напора должна изменяться и форма рабочего колеса, которая характеризуется числом лопастей и диаметром втулки

Расчетное т/гожение

Потае открытие >0°


или относительным его значением

(2-4)

тнамальное открытие

!Р<0°

м

Рис. 2-11. турбины.

Поворот лопастей осевой

рис. 2-5 = 2,

- 2,8/8 = 0,35. С увеличением напора приходится увеличивать поверхность лопастей. Сначала этого можно достигнуть за счет размера лопасти, но затем приходится идти на увеличение и числа лопастей. Это вызывает необходимость увеличивать и диаметр втулки по условиям крепления лопастей и размещения механизма их поворота.

В качестве примера на рис. 2-12 показана осевая поворотно-лопастная турбина Верхнетуломской ГЭС мощностью около 60 МВт, работающая при колебаниях напора 62-51 м. Диаметр рабочего колеса турбины = 4,2 м, число лопастей = 8 и диаметр втулки 4т = 2,07 м. Следовательно, d = 2,07/4,2, т. е. почти 0,5.

Наличие втулки, особенно при относительно большом ее диаметре, создает стеснение потока, что ухудшает условия работы турбины. Нужно также учитывать, что для сохранения малых зазоров между торцевыми концами лопастей и втулкой при их повороте и уменьшения протечек центральной части втулки придается сферическая форма, которая видна на рис. 2-5 и 2-12. В этом месте диаметр втулки по сфере 2. на 0,03-0,05 больше, чем d, и стеснение потока еще увеличивается.

Камера рабочего колеса имеег мощную стальную облицовку (рис. 2-5, поз. и 2-12), закрепленную в бетон анкерами и тягами (рис. 2-13, б). Это объясняется тем, что при работе турбины стенки камеры воспринимают большие пульсирующие нагрузки от давления воды, которые способны раскачать и разрушить облицовку камеры. Такие случаи отмечались.

Для поворотно-лопастных турбин существенное значение имеет размер зазоров между концами лопастей рабочего колеса и камерой. Чем меньше зазор, тем меньше протечка, тем выше к. п. д. Обычно считается допустимым зазор б = 0,001 Di (при диаметре 9,5 м зазор около 10 мм). Чтобы зазор сохранялся постоянным при изменгаии угла установки лопастей, камера рабочего колеса


Рис. 2-12. Осевая поворотно-лопастная турбина Верхнетуломской ГЭС.

должна быть сферической. Однако в этом случае возникнут трудности с установкой собранного рабочего колеса на место. Поэтому часть камеры выше оси поворота лопастей делается цилиндрической. В нижней, выходной части камере придают сферическую форму, но не по всей высоте, а таким образом, чтобы минимальный выходной диаметр - горловина был не менее (0,98 -ь 0,96) D. Большее стеснение сечения вызывают падение мощности и к. п. д. турбины. При такой форме камеры зазор бо сохраняется постоянным только на оси поворота лопасти (рис. 2-13, а), а по концам с увеличением угла установки ф зазор б возрастает, особенно у входного конца лопасти.

Отсасывающая труба представляет собой расширяющийся диффузорный водовод, по которому вода от рабочего



колеса отводится в нижний бьеф. Из рис. 2-3 видно, что отсасывающая труба осевых турбин имеет большие размеры и определяет габариты подводной части здания ГЭС. Отсасывающая труба оказывает существенное влияние на энергетические показатели турбин. Уменьшение скорости воды по длине отсасьюающей трубы позволяет повысить к. п. д. и мощность турбин, особенно низконапорных.


а) Ю

Рис. 2-13. Камера рабочего колеса осевой турбины.

Механизм привода направляющего аппарата осуществляет поворот лопаток направляющего аппарата, необходимый для изменения пропускаемого турбиной расхода и развиваемой мощности. Этот механизм должен обеспечить строго одинаковую установку всех лопаток (одинаковые значения <ц) при любых открытиях от До = О ДО о = ймакс и иметь достаточную мощность для того, чтобы он был способен преодолеть усилия, вызываемые давлением воды на направляющие лопатки и силами трения на цапфах и в других звеньях механизма привода.

Наиболее широко применяющаяся принципиальная схема механизма привода направляющего аппарата показана на рис. 2-14. На верхний конец цапф направляющих лопаток, выступающих над крышкой турбины, насажены рычаги /, которые посредством

серег 2 соединены с регулирующим кольцом 3 (на рис. 2-5 и 2-12 поз. 12, 13 и 14). Эти три элемента и представляют основное звено механизма привода. Соединения серег с рычагами и регулирующим кольцом шарнирные. На рис. 2-14, а механизм показан в положении полного закрытия. Если регулирующее кольцо поворачивается против часовой стрелки, то все рычаги будут поворачиваться на один и тот же угол, а с ними и направляющие лопатки в сторону


Рис. 2-14. Схема привода направляющих лопаток.

открытия. На рис. 2-14, б показано положение элементов механизма при полном открытии. Таким образом для изменения мощности турбины нужно поворачивать регулирующее кольцо.

Чтобы предотвратить повреждение направляющих лопаток или механизма привода в случае, когда при закрытии лопаток между ними застрянет какой-либо твердый предмет, попавший с водой, предусматриваются заранее ослабленные звенья, срезные пальцы, разрывные болты и пр.

Сервомоторы направляющего аппарата должны развивать очень большие перестановочные усилия, необходимые для перемещения регулируюндего кольца, и в то же время должны быть способны осуществлять плавное и точное изменение открытия направляющего аппарата. Такими свойствами обладают гидравлические сервомоторы, действующие с помощью масла, подаваемого под высоким давлением, и используемые во всех системах регулирования гидротурбин.

Обычная схема сервомоторов для перемещения регулирующего кольца показана на рис, 2-15. Здесь показаны два сервомотора, каждый из которых состоит из цилиндра и поршня, соединенного тягой с регулирующим кольцом. На рис. 2-5 видны серюмоторы 15 и регулирующее кольцо 14.

2 Заказ № 2265



Сервомоторы работают следующим образом. К полостям Л цилиндров подходит труба А (она разветвляется), к полостям Б - труба Б. Если к трубе А подвести масло под давлением, а трубу Б соединить со сливом, то поршни и шток сервомоторов будут двигаться, заставляя регулирующее кольцо поворачиваться по часовой стрелке, что вызовет закрытие турбины. Наоборот, если в трубу Б подать масло под давлением, а трубу Л соединить со сливом, то регулирующее кольцо будет поворачиваться в обратном направлении, закрывая турбину.

Иногда применякэт различного вида торовые сервомоторы. Принципиальная их схема показана на рис. 2-16 и отличается тем,

А Б



Рис. 2-15. Схема привода с цилиндрическими сервомоторами.

Рис. 2-16. Схема привода с торовыми сервомоторами.

что подвижной элемент ПЛ выполнен в форме тора, большой радиус которого описан из центра, совпадающего с осью поворота регулирующего кольца. Это исключает необходимость устраивать промежуточные звенья (тяга с шарнирами и пр.) при сопряжении с регулирующим кольцом.

Механизмы поворота лопастей рабочего колеса должны обеспечивать изменение угла и точную установку лопастей в требуемом диапазоне - обычно 30-40° (например, от ф = - 15° до ф = + 20°), должны быть способны преодолевать огромные усилия, вызываемые давлением воды, центробежными силами и силами трения в опорах цапф и в звеньях механизма, должны размещаться в очень ограниченном пространстве втулки рабочего колеса, и обладать чрезвычайно высокой надежностью, так как ремонт их возможен только при полной разборке агрегата.

Имеется много различных схем и конструкций механизма поворота лопастей, но во всех используются гидравлические сервомоторы, перемещаемые маслом, подаваемым под давлением.

На рис. 2-17 и 2-18 показаны конструкции механизмов поворота лопастей, отличающиеся в основном системой передачи усилий от цапф лопастей к поршню сервомотора.

о

На рис. 2-17 дан разрез по втулке рабочего колеса турбины Иркутской ГЭС (Di = 7,2 м, напор 25-32 м, Zj, = 7, 4 = 0,5), изготовленного ЛМЗ. Здесь / - несущий корпус втулки, 2 - ло-


Рис. 2-17. Механизм поворота лопастей рабочего колеса тур- оины Иркутской ГЭС.

пасть, 3 - цапфа с фланцем, 4 и 5 - подшипники скольжения о -рычаг лопасти, 7 - поршень сервомотора диаметром 3,15 м d - стаканы, жестко соединенные с поршнем 7; 9 - серьга шар-нирно соединяющая стакан и поршень с пальцем рычага лопасти и данной конструкции цилиндр сервомотора образуегся верхней



1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54

© 2024 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95