CS195113B1 - Sací roura vodní turbiny - Google Patents

Description

Vynález se týká vestavby sací roury vodních turbin zvláště reverzních a jeho účelem je odstranit tlakové pulsace v sací rouře a zlepšit účinnost sací roury při menších a větších plněních, než je optimální při turbinovém provozu a měnit dopravní výšku při čerpadlovém provozu reverzních turbin.

Jsou známy vestavby sací roury vodních * turbin, které mají za účel zabránit tvoření vírového copu za oběžným kolem při plněních odchylných od optimálního a tím snížit tlakové pulsace v sací rouře, které způsobují chvění a otřesy stroje. Tyto vestavby mají tvar lopatkového kříže nebo lopatkové hvězdy, vložené do sací trouby na jejím vtoku nebo koncentrické trouby menšího průměru, než má sací roura a držené v ní šroubovými svorníky a distančními trubkami. Laboratorně byla úspěšně odzkoušena i vestavba sestávající z koncentrické trouby, držené v savce lopatkovým křížem. Zvláště poslední, uvedená vestavba je konstrukčně velmi vhodná a z hlediska snížení pulsací velmi účinná, má však nevýhodu společnou všem vestavbám používajícím lopatkového kříže nebo hvězdy, že při plněních hodně odlišných od optimálního se proud odtrhává od lopatek lopatkového kříže nebo hvězdy· /v důsledku šikmého nátoku/, což má za následek snížení účinnosti při těchto plněních a,kavitaci lopatkového kříže nebo hvězdy.

Tuto nevýhodu odstraňuje vynález tím, že před lopatkami kříže nebo hvězdy jsou vložené nastavitelné lopatky, jejichž směr je možno přizpůsobit směru přitékajícího proudu. Tím je proud, který při plněních odchylných od optimálního vstupuje do savky s rotační složkou, usměrněn do směru axiálního, aniž by došlo k odtržení proudu a tím se zlepší účinnost sací roury, nebot rotační složka zůstává jinak nevyužita. Vestavba zároveň tlumí tlakové pulsace odstraněním rotační složky i působením koncentrické trouby.

Při .použití u turbin reverzních, u nichž se dosud vestavby v sacích rourách vůbec nepoužívaly, má vestavba podle vynálezu navíc ten užitek, že při čerpadlovém provozu vytváří podle naklonění vložených nastavitelných lopatek kladnou nebo zápornou předrotaci a tím mění dopravní výšku H ve shodě s Eulerovou rovnicí U2cu2 - u;cu1 » gH//j)h, ve které značí uj a u2 obvodové rychlosti a c_u1, cu2 rotační složky absolutní rychlosti proudu, nebot se mění rotační složka c_u1> s níž voda vstupuje do oběžného kola. Reversní turbina je potom schopna zvládnout mnohem větší rozsah energie gH, odpovídající kolísání horní a spodní hladiny přečerpací vodní elektrárny.

Dále vestavba také zaručuje stále osově symetrický vtok do oběžného kola, což stabilizuje provoz při čerpání a zvyšuje kavitační odolnost.

Natočení vložených nastavitelných lopatek se může jednou pro vždy /nebo pro delší období/ s následujícím fixováním polohy, jde-li o to přizpůsobit při čerpání reverzní turbiny předrotaci požadované /a během výstavby vodního díla případně změněné/ dopravní výšce nebo se vložené nastavitelné lopatky mohou natáčet během provozu pomocí vhodných mechanismů, jde-li o to zajistit optimální pracovní podmínky stroje při měnícím se průtoku turbiny, případně reverzní turbiny nebo při měnící se dopravní výšce reverzní turbiny^

Příkladné provedení ‘.verátavby sací roury podle vynálezu je na připojeném výkrese.

Na obr. 1 je zakreslena sestava vestavby savky vodních turbin, na obr. 2-je znázorněno působení vložených nastavitelných lopatek .

Na obr. 1 je zakreslena sací roura 1, koncentrická trouba 2^, při čemž pevné axiální lopatky tvoří hvězdu upevňující koncentrickou troubu 2_ k sací rouře _1_; vložené nastavitelné lopatky £ jsou spojeny s hřídelí 5^, pomocí nichž je lze natáčet. Tyto vložené nastavitelné lopatky 4. mohou být eventuálně protaženy nad prostor koncentrické trouby 2 nebo mohou být uvnitř koncentrické trouby 2_ další lopatky 6. nasazené na hřídele 5_ /naznačeno v pravé polovině čárkovaně/. Obr. 2 znázorňuje působení vložených nastavitelných lopatek při jejich natočení na proud v sací rouře, a to vlevo při provozu čerpadlovém a vpravo při turbinovém. Funkce je patrna z obou obrazů.

Při turbinovém provozu a výstupu vody z oběžného kola s rotační složkou, jak naznačeno v obr, 2 vpravo, natočí se vložené nastavitelné lopatky do polohy čárkovaně kreslené, takže převedou jen s mírným dvojitém rázem směr proudu do směru axiá¹ního, čímž s«e zlepší účinnost sací roury. Při provozu čerpadlovém /na obr. 2 vlevo/ se naopak při čárkovaně kreslené po⁴lí>ze vložených nastavitelných lopatek proud uvede do rotace, čímž se zmenší dopravní výška, je-li rotace sousměrná s otáčením oběžného kola a zvětší se dopravní výška, je-li rotace protisměrná otáčení oběžného kola.

Claims (2)

1. Sací roura vodní turbiny, zvláště reverzní turbiny, sestávající z koncentrické trouby menšího průměru, než má sací roura a spojené se sací rourou pevnými axiálními lopatkami, vyznačená tím, že před pevnými axiálními lopatkami /3/ jsou vložené nastavitelné lopatky /4,/'.

VYNÁLEZU

2. Sací roura podle bodu 1, vyznačená , tím, že vložené nastavitelné lopatky /4/ jsou upevněny na hřídelích /5/ vyvedených do prostoru vně sací roury a spojených s automatickým nebo ručním ovládacím mechanismem.