CS256972B1 - Hladinová regulace Bánkiho turbiny - Google Patents

Abstract

Řešení se týká hladinové regulace Bánkiho turbiny s regulačním klapkovým uzávěrem vtoku. Podstata řešení spočívá v tom, že klapku uzávěru tvoří dvouzvratná páka otočně uložená na čepu pevně uchyceném v bočních stěnách turbíny, přičemž jednu stranu dvouzvratné páky tvoři uzavírací deska klapky uzávěru umístěná v šachtě přítokového vodního kanálu a druhou stranu páky tvoří protizávaží umístěné v plovákové komoře. Plováková komora je opatřena odtokovým otvorem a přítokovým otvorem mezi plovákovou komorou a zařízením pro odvod přepadové vody

Description

(54) Hladinová regulace Bánkiho turbiny

Řešení se týká hladinové regulace Bánkiho turbiny s regulačním klapkovým uzávěrem vtoku. Podstata řešení spočívá v tom, že klapku uzávěru tvoří dvouzvratná páka otočně uložená na čepu pevně uchyceném v bočních stěnách turbíny, přičemž jednu stranu dvouzvratné páky tvoři uzavírací deska klapky uzávěru umístěná v šachtě přítokového vodního kanálu a druhou stranu páky tvoří protizávaží umístěné v plovákové komoře. Plováková komora je opatřena odtokovým otvorem a přítokovým otvorem mezi plovákovou komorou a zařízením pro odvod přepadové vody.

-f r

Vynález se týká hladinové regulace Bánkiho turbiny s regulačním klapkovým uzávěrem vtoku, která je zejména určena pro Bánkiho turbiny malých výkonů.

Dosud známá řešení Bánkiho turbiny s automatickou regulací hladiny na vtoku vyžadují snímač hladiny s převodem na elektrický signál a elektromechanicky ovládaný škrticí orgán turbiny. Nevýhodou dosavadních řešení jsou velké pořizovací náklady na automatickou regulaci, zpravidla závislost na přídavném energetickém zdroji a s ohledem na složitost konstrukce i menši provozní spolehlivost.

Uvedené nedostatky odstraňuje hladinová regulace Bánkiho turbiny s regulačním klapkovým uzávěrem vtoku podle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že klapku uzávěru tvoři dvouzvratná páka otočně uložená na Čepu pevně uchyceném v bočních stěnách turbiny, přičemž jednu stranu dvouzvtatné páky tvoří uzavírací deska klapky umístěná v šachtě přítokového vodního'kanálu a druhou stranu páky tvoří protizávaží umístěné v plovákové komoře. Podle dalšího význaku vynálezu je-plováková komora opatřena odtokovým otvorem a přítokovým otvorem mezi plovákovou komorou a skluzem. Dále je výhodné, když obtékaná plocha klapky a rovina procházející osou čepu klapky a těžištěm protizávaží svírají úhel v rozmezí 110° až 160°.

Dále je vhodné, když přidavné závaží tvoří uzavřená nádoba s vodní náplní.

Hlavní výhoda řešení spočívá v jednoduchosti a spolehlivosti konstrukce regulátoru a tím i v podstatném snížení pořizovacích nákladů při zajištěné bezobslužnosti turbíny, její snadné opravitelnosti a s ohledem hlediska možností Bánkiho turbiny i dosažení špičkové účinnosti při velkém regulačním rozsahu.

Příkladné provedeni hladinové regulace Bánkiho turbiny podle vynálezu je znázorněno na připojených obrázcích, kde na obr. 1 je pohled na řez regulované Bánkiho turbiny a obr. 2 je detailní pohled na mechanismus klapkového uzávěru.

Voda, přiváděná náhonem 27 přes práh 11, tvořený příložkou 12 upevňující česle 33 na vstupu do šachty 2, vytéká na kolo 2 turbiny otvorem mezi stěnou spirály 5 a deskou klapky 2 regulovaného klapkového uzávěru, který určuje tlouštku vodního paprsku, který dopadá na kolo ha tím i okamžiku hltnost turbíny. Poloha klapkového uzávěru na výšce hladiny v plovákové komoře 22, jelikož dvouzvratná páka uložená na čepu 2 upevněném na bočních stěnách 14 s klapkou 2 uzávěru na jedné straně a protizávažím 2 ^na druhé straně udržuje v rovnováze moment hydrostatického tlaku vody působícího na klapku 2 uzávěru a moment protizávaží £ nadnášeného vztlakovou silou působící na zanořenou část protizávaží 2, zejména na přídavná závaží 31, případně plováky uložené v koši protizávaží £.

Parametry protizávaží 4, případně předmětů uložených v koši jsou omezeny momentem, kterým nezanořené protizávaží 4 působí a který musí být větší než největší moment, kterým působí hydrostatický tlak na uzavřený klapkový uzávěr a momentem protizávaží 4 při jeho úplném ponoření do vody, který musí být menší než moment hydrostatického tlaku na desku klapky 2 uzávěru, při jejím maximálním otevření, což může vést při menších spádech k nutnosti upoutání předmětů v koši protizávaží 4 nebo k opačné orientaci koše protizávaží 4.

Pokud klapkový uzávěr škrtí nepřiměřeně průtok vody na kolo 2 turbiny, stoupá hladina vody v šachtě 2 natolik, že voda počne přepadat přes práh 21, jehož korunu tvoří pryžová podložka česlí 13 dnového odběru a stéká po skluzu 15 přes další česle 32 přítokovým otvorem 21 do plovákové komory 22. Tím hladina v plovákové komoře 22 stoupá tak dlouho, pokud vztlaková síla působící na protizávaží 4 neotevře klapkový uzávěr natolik, aby množství vody přepadající přes práh 2 bylo ve shodě s množstvím vody odtékajícím z plovákové komory 22 odtokovými otvory 26 a dalšími netěsnostmi ve výsuvném hrazení 23.

Při snižování průtoku vody přiváděné náhonem 27 do plovákové komory 22 naopak přitéká méně vody přes práh 2 než odtéká odtokovými otvory 26, takže v plovákové komoře 22 hladina klesá až po dosažení dynamické rovnováhy přítoku a odtoku vody z plovákové komory 22.

Plovákovou komoru 22 vymezují boční stěny 14, strop tvoří výběžek stěny mezi skluzem 15 a šachtou 2/ dno má současně funkci pevného segmentu 30 a stěny odpadní šachty 10, výsuvné hrazení 23 plovákové komory 22 je výsuvné a jeho přirozené netěsnosti mohou být z důvodů urychlení rekace regulačního systému doplněny odtokovými otvory 26.

V prostoru čepu 2 úvouzvratné páky klapkového uzávěru je šachta 2 ^a plováková komora 22 oddělena pryžovým polepem 16 klapky 2, jehož jeden volný konec je pomocí úhelníku a šroubů T_ upevněn na stropní stěně plovákové komory 22 a druhý volný konec je upevněn pomocí příložky 29 na dně plovákové komory 22. Rozražeč 20 přispívá k tlumení energie přepadající vody v případě poruchy turbíny.

Kolo 2 turbíny, uložené na hřídeli 2/ 3^e opatřeno zavzdušňovacím kanálem 28 a pevným segmentem 30 pro zvýšení tlaku uvnitř kola 2· Odpadní šachta 10 ústí do odpadního kanálu 25. Oddělitelný nástavec 24 umožňuje svým tvarem využití odpadní šachty 10 jako savky a po svém vyjmutí zpřístupňuje vnitřní prostor turbíny za účelem montáže a demontáže kola 2 turbíny. Konstrukce turbíny umožňuje maximální aplikaci betonu náhradou za ocel. Pro zimní provoz ji lze zajistit nejsnadněji tak, že do drážek 19 v bočních stěnách 14 turbíny zasune tepelně izolační desky 18 a tak se turbína zastřeší. Stropní izolační desku 17 je vhodné zachovat celoročně s ohledem na hydraulické účinky práhu 11 s příložkou 12.

Čistě mechanická hladinová regulace podle vynálezu je nelineární s výrazně integračním charakterem. Její nastavení se provádí při vyjmutém výsuvném hrazení 23 plovákové komory 22 tak, že přídavné závaží 31 tvořené sudem se napouští vodou do okamžiku, kdy přepadá voda přes práh 6 a klapka 2 uzávěru se opře o spirálu 5 stěny šachty 2· Po uzavření sudu, případně přídavného závaží 31 a zasunutí výsuvného hrazení 23 je regulační systém funkce schopný. Reakční rychlosti jsou v daném případě méně důležité a lze je ovlivnit velikostí a rozmístěním odtokových otvorů 26♦

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Hladinová regulace Bánkiho turbíny s regulačním klapkovým uzávěrem vtoku, vyznačená tím, že klapku (2) uzávěru tvoří dvouzvratná páka otočně uložená na čepu (3) pevně uchyceném v bočních stěnách (14) turbíny, přičemž jednu stranu dvouzvratné páky tvoří uzavírací deska klapky (2) uzávěru umístěná v šachtě (9) přítokového vodního kanálu a druhou stranu páky tvoří protizávaží (4) umístěné v plovákové komoře (22).
2. 2. Hladinová regulace Bánkiho turbíny podle bodu 1, vyznačená tím, že plováková komora (22) je opatřena odtokovým otvorem (26) a přítokovým otvorem (21) mezi plovákovou komorou (22) a skluzem (15).
3. 3. Hladinová regulace Bánkiho turbíny podle bodů 1 a 2, vyznačená tím, že obtékaná plocha klapky (2) uzávěru a rovina procházející osou čepu (3) a těžištěm protizávaží (4) svírají úhel v rozmezí 110 až 160°.
4. 4. Hladinová regulace Bánkiho turbíny podle bodů 1 až 3, vyznačená tím, že přídavné závaží (31) tvoří uzavřená nádoba s vodní náplní.