RU2080475C1

RU2080475C1 - Hydropower unit

Info

Publication number: RU2080475C1
Application number: RU9494040273A
Authority: RU
Inventors: Е.Г. Кузнецов
Original assignee: Индивидуальное частное предприятие - Фирма "Е.Кузнецов"
Priority date: 1994-11-01
Filing date: 1994-11-01
Publication date: 1997-05-27
Also published as: RU94040273A

Abstract

FIELD: hydroelectric power engineering. SUBSTANCE: water conduit pipe pf unit is connected to turbine stay ring in direction of runner axis. Drain unit with suction tube is mounted outside the runner in contact with outer bores of its disk and rim. Moving blades of turbine are arranged in coaxial rows on disk. EFFECT: improved design. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано на гидроэлектростанциях. The invention relates to hydropower and can be used in hydropower plants.

Известен гидроагрегат, содержащий электрогенератор с ротором, радикально-осевую вертикальную гидромашину, включающую рабочее колесо с диском и ободом, соединенный с последним полый вал, установленный в направляющем подшипнике, подпятник и отсасывающую трубу [авт. св. СССР N 1227827, кл. F 03 B 3/00, 1986]
Гидроагрегат имеет малую мощность и неэффективно использует водные ресурсы.A known hydraulic unit containing an electric generator with a rotor, a radially axial vertical hydraulic machine including an impeller with a disk and a rim connected to the last hollow shaft installed in the guide bearing, a thrust bearing and a suction pipe [ed. St. USSR N 1227827, class F 03 B 3/00, 1986]
The hydraulic unit has low power and inefficient use of water resources.

Известен наиболее близкий к описываемому гидроагрегат, содержащий электрогенератор с ротором, гидротурбину, включающую рабочее колесо с радиальными диском и ободом, полым валом и отсасывающую трубу [патент США N 1588528, кл. F 03 B 3/02, 1926]
Однако и этот агрегат имеет небольшую мощность.Known closest to the described hydraulic unit containing an electric generator with a rotor, a hydraulic turbine including an impeller with a radial disk and a rim, a hollow shaft and a suction pipe [US patent N 1588528, class. F 03 B 3/02, 1926]
However, this unit also has a small capacity.

Изобретение направлено на увеличение мощности гидроагрегата, наиболее эффективное использование гидроресурсов при одновременном упрощении его конструкции, снижении габаритов и веса. The invention is aimed at increasing the power of the hydraulic unit, the most efficient use of hydraulic resources while simplifying its design, reducing the size and weight.

Это достигается тем, что труба водовода присоединена к статору турбины по направлению оси колеса, а сливное устройство с отсасывающей трубой расположено с внешней стороны рабочего колеса в контакте с наружными диаметрами его диска и обода, рабочие лопатки гидротурбины расположены коаксиальными рядами на диске рабочего колеса. Гидроагрегат может быть снабжен направляющим аппаратом, лопатки которого расположены между коаксиальными рядами рабочих лопаток. This is achieved by the fact that the water pipe is connected to the turbine stator in the direction of the wheel axis, and the drain device with a suction pipe is located on the outside of the impeller in contact with the outer diameters of its disk and rim, and the turbine blades are located in coaxial rows on the impeller disk. The hydraulic unit can be equipped with a guide apparatus, the blades of which are located between the coaxial rows of the working blades.

На фиг. 1 показан гидроагрегат, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a hydraulic unit, a longitudinal section; in FIG. 2, section AA in FIG. one.

Гидроагрегат содержит электрогенератор (на чертеже не показан), многоступенчатую центральную гидротурбину, включающую колесо с диском 1 и ободом 2, полый вал 3, внутренние 4 и внешние 5 ряды рабочих лопаток вогнуто-выпуклой формы, статор 6 с лопатками 7 направляющего аппарата 8, подшипник 9, трубу водовода 10, сливное устройство 11 и отсасывающую трубу 12. The hydraulic unit contains an electric generator (not shown in the drawing), a multistage central hydraulic turbine, including a wheel with a disk 1 and a rim 2, a hollow shaft 3, inner 4 and outer 5 rows of working vanes of a concave-convex shape, a stator 6 with vanes 7 of a guide vane 8, a bearing 9, a water pipe 10, a drain device 11 and a suction pipe 12.

Гидроагрегат работает следующим образом. The hydraulic unit operates as follows.

Поток воды от напорного водоема по трубе водовода 10 поступает в многоступенчатую центробежную турбину, натекая на диск 1 рабочего колеса, меняет направление движения и, разделившись на множество струй, протекающих в рабочих и направляющих каналах турбины и обтекающих вогнуто-выпуклые поверхности рабочих лопаток 4 и 5, лопаток 7 направляющего аппарата 8, движется от оси рабочего колеса вдоль его радиусов к периферии, одновременно вращаясь в рабочих каналах вместе с лопатками 4 и 5 колеса вокруг его оси, и далее через сливное устройство 11 по отсасывающей трубе 12 выводится из агрегата. The flow of water from the pressure reservoir through the pipe 10 enters the multistage centrifugal turbine, flowing onto the disk 1 of the impeller, changes direction and, divided into many jets flowing in the working and guide channels of the turbine and flowing around the concave-convex surfaces of the working blades 4 and 5 , the blades 7 of the guiding apparatus 8, moves from the axis of the impeller along its radii to the periphery, while simultaneously rotating in the working channels together with the blades 4 and 5 of the wheel around its axis, and then through the drain device 11 asyvayuschey pipe 12 is output from the unit.

Вращение рабочего колеса производится суммарным усилием испытываемыми рабочими лопатками 4 и 5 от центробежных сил, развивающихся в струях воды при обтекании ими вогнуто-выпуклых поверхностей лопаток 4, 5 и 7, действующих вдоль радиусов кривизны этих поверхностей и от преобразования на рабочих лопатках 4 и 5 части кинетической энергии струй воды в механическую работу. Rotation of the impeller is made by the total force of the tested working blades 4 and 5 from the centrifugal forces developing in the jets of water when they flow around the concave-convex surfaces of the blades 4, 5 and 7, acting along the radii of curvature of these surfaces and from the transformation on the working blades 4 and 5 of the part kinetic energy of water jets in mechanical work.

Центробежные силы, развивающиеся в объеме воды, находящейся в рабочих каналах и вращающейся вместе с рабочими лопатками 4 и 5 колеса вокруг его оси, действующие вдоль радиусов колеса, обеспечивают поддержание высокой скорости течения струй воды в рабочих и направляющих каналах турбины и возмещают потери скорости течения струй воды на преодоление внутренних сопротивлений каналов турбины и преобразование части кинетической энергии струй воды в механическую работу на рабочих лопатках. Centrifugal forces developing in the volume of water located in the working channels and rotating together with the working blades 4 and 5 of the wheel around its axis, acting along the radii of the wheel, ensure the high speed of the flow of water jets in the working and guide channels of the turbine and compensate for the loss of speed of the stream of jets water to overcome the internal resistances of the turbine channels and the conversion of part of the kinetic energy of the water jets into mechanical work on the working blades.

Следовательно, обеспечивается увеличение мощности каждой последовательно расположенной ступени многоступенчатой турбины и гидроагрегата в целом. Therefore, it provides an increase in the power of each sequentially located stage of a multistage turbine and the hydraulic unit as a whole.

Расположение на одном диске коаксиальными рядами рабочих лопаток 4 и 5 вместе с размещением между ними рядов лопаток 7 направляющего аппарата 8 многоступенчатой турбины упрощает ее конструкцию, снижает длину и вес. The location on one disk with coaxial rows of working blades 4 and 5, together with the placement between them of the rows of blades 7 of the guide apparatus 8 of a multi-stage turbine simplifies its design, reduces length and weight.

Claims

1. A hydraulic unit containing an electric generator with a rotor, a hydraulic turbine including an impeller with a radial disk and a rim, a hollow shaft and a suction pipe, characterized in that the water pipe is connected to the turbine stator in the direction of the axis of the impeller, and a drain device with a suction pipe is located the outer side of the impeller in contact with the outer diameters of its disk and rim, the turbine blades are located in coaxial rows on the disk.

2. A hydraulic unit, characterized in that it is equipped with a guide apparatus, the blades of which are located between the coaxial rows of the working blades.