Курсовая работа: Классификация и применение гидротурбин

Рис. 8. Диагональная обратимая гидротурбина для ГАЭС:

1 — спиральная камера; 2 — статор; 3 — направляющий аппарат; 4 — рабочее колесо; 5 — отсасывающая труба; 6 — крышка турбины; 7 — подшипник турбины; 8 — вал турбины.

Применение обратимых диагональных гидроагрегатов на напоры Н > 100 м ограничено кавитационными и прочностными характеристиками агрегата. Радиально-осевые обратимые гидроагрегаты специальных конструкций. С целью дальнейшего улучшения технико-экономических показателей обратимых радиально-осевых гидро-машин и расширения зоны их применения по напорам был разработан ряд новых конструкций. Чтобы избежать падения КПД гидроагрегата, особенно при работе в турбинном режиме, швейцарскими инженерами разработана оригинальная конструкция обратимой гидромашины с постоянным направлением вращения ротора (рис. 9), получившей название «Изод-жир». Агрегат имеет два рабочие колеса — насосное и турбинное, установленные на общем валу. На входе в рабочее колесо гидротурбины и выходе из насоса имеются независимые цилиндрические затворы. Если, например, агрегат работает в турбинном режиме, то затвор после рабочего колеса насоса закрыт и вода отжата из полости насоса. Для перехода в насосный режим при сохранении направления вращения ротора закрывают затвор перед турбиной, отжимают воду из ее рабочего колеса и открывают затвор после рабочего колеса насоса.

Рис. 9. Обратимая гидромашина «Изоджир»:

1 — турбинное рабочее колесо; 2 — спиральная камера; 3 — насосное рабочее колесо; 4 — вал гидроагрегата; 5 —- всасывающий патрубок; 6 — цилиндрический затвор; 7 — отсасывающая труба.

Таким образом, переход из одного режима работы в другой существенно упрощается и требует меньшего времени. Экспериментальный агрегат «Изоджир» установлен на ГЭС «Роби» (Швейцария).

Другим подходом к решению вопроса об улучшении КПД и характеристик обратимой гидромашины при работе в турбинном и насосном режимах является конструкция агрегата «Хайвар», разработанная английской фирмой «Инглиш Электрик» (рис. 10). Отличительной особенностью рабочего колеса такого агрегата являются поворотные элементы разрезных лопастей. Регулирование положения выходных частей лопастей в зависимости от открытия направляющего аппарата позволяет существенно улучшить характеристики агрегата при переменных напоре и нагрузке. С другой стороны, при работе в насосном режиме поворотные элементы лопастей позволяют обеспечить не только высокий КПД, но и требуемую величину напора, так как при повороте выходной части лопасти изменяется диаметр рабочего колеса.

Рис. 10. Рабочее колесо обратимой радиально-осевой гидромашнны «Хайвар» с поворотными элементами лопастей:

а — общий вид рабочего колеса; б — схема лопастного канала рабочего колеса: / — поворотная часть лопасти; 2 — поворотное кольцо; 3 — цапфа; 4 — фиксирующий штифт.

Заключение

Современной тенденцией в развитии обратимых гидромашин является дальнейшее их продвижение в зону более высоких напоров Н =500 ÷ 1000 м.Работы ведутся в двух направлениях: разработка двухступенчатых или многоступенчатых радиально-осевых обратимых гидромашин; последовательное соединение двух обычных обратимых радиально-осевых машин (сдвоенные обратимые агрегаты).

Список литературы:

1. А.М. Антонова, Б.Ф. Калугин, М.А. Вагнер. Общая Энергетика. Томск 2003 г. 387 с.

2. В.В. Парлит. Гидравлические турбины. М. 1987 г. 328 с.

3. www.uhm.chat.ru

4. www.biblus.ru