RU2588309C2

RU2588309C2 - Hydroelectric power plant

Info

Publication number: RU2588309C2
Application number: RU2014123361/06A
Authority: RU
Inventors: Рольф РОДЕН; Ян Нико ХОЙЗЕР; Вальтер ЛАМБЕРТЦ
Original assignee: Воббен Пропертиз Гмбх
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2016-06-27

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: invention relates to a hydroelectric power plant. Hydroelectric power plant comprises a first portion having an inner diameter which decreases in direction of flow adjacent to first portion of second portion (200) to accommodate turbine (400), unit (1000) for emergency shutdown in area of second portion (200). Inner diameter of second portion (200) has at least partially spherical contour. Turbine (400) comprises a plurality of turbine blades (440) located within second portion (200) in area of inner diameter with a spherical contour. Unit (1000) for emergency shutdown its first end at least partially received in second portion (200) through which water flows, so that when turbine blade (440) cease to rotate without runout, turbine blades come into contact with first end of unit (1000) for emergency shut down and thereby cause actuation of unit (1000) for emergency shutdown.

EFFECT: invention provides a hydroelectric turbine which is provided with hydraulically adjustable turbine blades.

4 cl, 12 dwg

Description

Данное изобретение касается гидроэлектростанции.This invention relates to a hydroelectric power station.

Из WO 2010/026072 А2 известна гидроэлектростанция с проточным каналом и турбиной в этом проточном канале, которая посредством вала соединена с генератором. Проточный канал имеет первый участок с первым сужением и второй участок с диаметром, который меньше, чем диаметр расширения, причем во втором участке предусмотрена турбина.From WO 2010/026072 A2, a hydroelectric power station is known with a flow channel and a turbine in this flow channel, which is connected via a shaft to a generator. The flow channel has a first section with a first narrowing and a second section with a diameter that is smaller than the diameter of the expansion, and a turbine is provided in the second section.

В US 2009/0214343 А1 показана турбина для гидроэлектростанции. Турбина имеет рабочее колесо с множеством турбинных лопаток и расположенным за рабочим колесом направляющим аппаратом, который работает как опорный аппарат. Турбина имеет по существу сферическую ступицу, и угол установки турбинных лопаток может регулироваться.US 2009/0214343 A1 shows a turbine for a hydroelectric power station. The turbine has an impeller with many turbine blades and a guide apparatus located behind the impeller, which acts as a support apparatus. The turbine has a substantially spherical hub, and the installation angle of the turbine blades can be adjusted.

Задача данного изобретения заключается в том, чтобы предложить усовершенствованную гидроэлектростанцию с учетом этого уровня техники. Эта задача решается посредством гидроэлектростанции согласно независимому пункту 1 формулы изобретения.The objective of the invention is to offer an improved hydroelectric power plant in view of this prior art. This problem is solved by means of a hydroelectric power station according to independent claim 1.

Таким образом, предложена гидроэлектростанция, содержащая первый участок, внутренний диаметр которого уменьшается в направлении потока, примыкающий к первому участку второй участок для размещения турбины, причем внутренний диаметр второго участка имеет по меньшей мере частично сферический контур, причем турбина содержит множество турбинных лопаток, которые расположены внутри второго участка в зоне внутреннего диаметра со сферическим контуром, и блок аварийного отключения в зоне второго участка, причем блок аварийного отключения своим первым концом по меньшей мере частично входит во второй участок, по которому протекает вода, так что в случае, когда турбинные лопатки перестают вращаться без биения, турбинные лопатки входят в контакт с первым концом блока аварийного отключения и тем самым вызывают срабатывание блока аварийного отключения. В основу изобретения положена идея создания гидроэлектростанции, которая имеет первый участок с расширенным, соответственно увеличенным диаметром и второй участок, причем турбина расположена во втором участке проточного канала. По меньшей мере на внутренней стороне второго участка проточного канала в зоне концов турбинных лопаток предусмотрена выемка, которая на отдельных участках имеет сферическую форму, соответственно имеет частично сферическую форму, так что внутренний диаметр второго участка в направлении потока сначала увеличивается, а затем снова уменьшается к концу второго участка. Внутренний диаметр второго участка предпочтительно подогнан под сферический контур.Thus, a hydroelectric power plant is proposed, comprising a first section, the inner diameter of which decreases in the direction of flow adjacent to the first section of the second section to accommodate the turbine, the inner diameter of the second section having at least partially a spherical contour, the turbine containing many turbine blades that are located inside the second section in the area of the inner diameter with a spherical contour, and an emergency shutdown unit in the area of the second section, the emergency shutdown unit their first end at least partially enters the second section through which water flows, so that in the case when the turbine blades stop rotating without beating, the turbine blades come into contact with the first end of the emergency shutdown unit and thereby trigger the emergency shutdown unit. The invention is based on the idea of creating a hydroelectric power station, which has a first section with an expanded, respectively increased diameter and a second section, the turbine being located in the second section of the flow channel. A recess is provided at least on the inner side of the second section of the flow channel in the region of the ends of the turbine blades, which has spherical shape in individual sections, and accordingly has a partially spherical shape, so that the inner diameter of the second section in the flow direction first increases and then decreases again towards the end second section. The inner diameter of the second portion is preferably fitted to a spherical contour.

Зона второго участка с увеличенным внутренним диаметром в частности подогнана также под регулируемые турбинные лопатки.The zone of the second section with the increased inner diameter is in particular adapted also to adjustable turbine blades.

В основу изобретения положена также идея создания турбины с гидравлически регулируемыми турбинными лопатками для гидроэлектростанции.The invention is also based on the idea of creating a turbine with hydraulically adjustable turbine blades for a hydroelectric power station.

Таким образом, предложенная гидроэлектростанция содержит турбину со ступицей, с множеством турбинных лопаток, которые предусмотрены на этой ступице, с блоком регулирования угла установки, который связан с турбинными лопатками и предназначен для изменения угла установки турбинных лопаток, с гидравлическим цилиндром двойного действия и связанным с ним поршневым штоком. Поршневой шток связан с блоком регулирования угла установки таким образом, что этот блок регулирования угла установки осуществляет ротационное движение, когда поршневой шток движется в продольном направлении. Гидравлический цилиндр двойного действия расположен в гидравлической камере, которая связана с первой и второй гидравлическими линиями, так что путем подачи гидравлической жидкости через первую или вторую гидравлические линии гидравлический цилиндр двойного действия может перемещаться и тем самым за счет связи с поршневым штоком и блоком регулирования угла установки приводить к изменению угла установки турбинных лопаток.Thus, the proposed hydroelectric power station comprises a turbine with a hub, with a plurality of turbine blades, which are provided on this hub, with a unit for adjusting the installation angle, which is connected with the turbine blades and is designed to change the installation angle of the turbine blades, with a double-acting hydraulic cylinder and associated piston rod. The piston rod is connected to the installation angle control unit in such a way that this installation angle control unit rotates when the piston rod moves in the longitudinal direction. The double-acting hydraulic cylinder is located in the hydraulic chamber, which is connected to the first and second hydraulic lines, so that by supplying hydraulic fluid through the first or second hydraulic lines, the double-acting hydraulic cylinder can be moved and thereby due to the connection with the piston rod and the angle adjustment unit lead to a change in the angle of installation of the turbine blades.

Согласно одному аспекту данного изобретения турбина гидроэлектростанции имеет первую и вторую гидравлические линии для подачи и отвода гидравлической жидкости. Эти первая и вторая гидравлические линии в поршневом штоке связаны с первой и второй гидравлическими линиями вала, так что гидравлическая жидкость может течь через эти первую и вторую гидравлические линии в первую и вторую гидравлические линии поршневого штока и в гидравлическую камеру, чтобы вызывать перемещение гидравлического цилиндра двойного действия.According to one aspect of the present invention, a hydroelectric turbine has first and second hydraulic lines for supplying and discharging hydraulic fluid. These first and second hydraulic lines in the piston rod are connected to the first and second hydraulic lines of the shaft, so that the hydraulic fluid can flow through these first and second hydraulic lines into the first and second hydraulic lines of the piston rod and into the hydraulic chamber to cause the double hydraulic cylinder to move actions.

Согласно одному аспекту данного изобретения гидравлический цилиндр двойного действия делит гидравлическую камеру на первую и вторую камеры. Первая гидравлическая линия поршневого штока выходит в первую камеру, а вторая гидравлическая линия выходит во вторую камеру.According to one aspect of the present invention, a double-acting hydraulic cylinder divides the hydraulic chamber into first and second chambers. The first hydraulic line of the piston rod goes into the first chamber, and the second hydraulic line goes into the second chamber.

Другие варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы.Other embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Преимущества и примеры выполнения изобретения поясняются ниже более подробно с привлечением чертежей. На них схематически показано:Advantages and examples of carrying out the invention are explained below in more detail with reference to the drawings. They schematically show:

фиг. 1 - вид частичного сечения гидроэлектростанции согласно первому варианту выполнения,FIG. 1 is a partial sectional view of a hydroelectric power station according to a first embodiment,

фиг. 2 - вид сечения гидроэлектростанции согласно второму варианту выполнения,FIG. 2 is a sectional view of a hydroelectric power station according to a second embodiment,

фиг. 3-5 - соответствующие сечения турбины для гидроэлектростанции согласно третьему варианту выполнения,FIG. 3-5 are respective sections of a turbine for a hydroelectric power station according to a third embodiment,

фиг. 6 - вид сечения турбины и вала для гидроэлектростанции согласно четвертому варианту выполнения,FIG. 6 is a sectional view of a turbine and shaft for a hydroelectric power station according to a fourth embodiment,

фиг. 7А и 7В - соответствующие изображения в изометрии генераторной рамы для генератора гидроэлектростанции согласно пятому варианту выполнения,FIG. 7A and 7B are corresponding isometric images of a generator frame for a hydroelectric power generator according to a fifth embodiment,

фиг. 8 - вид сечения турбины для гидроэлектростанции согласно шестому варианту выполнения,FIG. 8 is a sectional view of a turbine for a hydroelectric power station according to a sixth embodiment,

фиг. 9 - изображение части турбины для гидроэлектростанции согласно шестому варианту выполнения,FIG. 9 is a view of a portion of a turbine for a hydropower plant according to a sixth embodiment,

фиг. 10 - вырыв турбины для гидроэлектростанции согласно седьмому варианту выполнения иFIG. 10 is a turbine breakdown for a hydroelectric power station according to a seventh embodiment; and

фиг. 11 - изображение предохранительного выключателя для турбины для гидроэлектростанции согласно седьмому варианту выполнения.FIG. 11 is an illustration of a safety switch for a turbine for a hydroelectric power station according to a seventh embodiment.

На фиг. 1 схематически показано частичное сечение гидроэлектростанции согласно первому варианту выполнения. Эта гидроэлектростанция согласно первому варианту выполнения имеет проточный канал для воды с первым участком 100, внутренний диаметр которого в направлении потока уменьшается, соответственно сужается, со вторым участком 200, внутреннее сечение которого повторяет по существу сферический контур, и третьим участком 300. Во втором участке 200 расположена турбина 400 с острием, соответственно наконечником 410, ступицей 430 и множеством турбинных лопаток 440. В зоне третьего участка 300 расположен направляющий аппарат 500 с множеством лопаток направляющего аппарата. Вода течет в направлении 10 потока через гидроэлектростанцию, попадает сначала на турбинные лопатки 440, а затем на направляющий аппарат 500.In FIG. 1 is a schematic partial sectional view of a hydroelectric power station according to a first embodiment. This hydroelectric power station according to the first embodiment has a flow channel for water with a first section 100, the inner diameter of which decreases in the direction of flow, accordingly tapers, with a second section 200, the inner section of which repeats a substantially spherical contour, and a third section 300. In the second section 200 a turbine 400 is located with a tip, respectively a tip 410, a hub 430 and a plurality of turbine blades 440. In the area of the third section 300, a guide apparatus 500 with a plurality of blades is located go apparatus. Water flows in the direction of flow 10 through the hydroelectric power station, first falls on the turbine blades 440, and then on the guide apparatus 500.

Между турбиной 400 и генератором 900 (на фиг. 1 не показан) дополнительно предусмотрен вал 600. Посредством этого вала вращательное движение, создаваемое турбиной за счет вращения турбинных лопаток, передается на генератор, который в свою очередь преобразует это вращательное движение в электрическую энергию, соответственно вырабатывает электрическую энергию.A shaft 600 is additionally provided between the turbine 400 and the generator 900 (not shown in FIG. 1). Through this shaft, the rotational movement generated by the turbine due to the rotation of the turbine blades is transmitted to the generator, which in turn converts this rotational movement into electrical energy, respectively produces electrical energy.

На фиг. 2 схематически показано сечение гидроэлектростанции согласно второму варианту выполнения. Гидроэлектростанция согласно второму варианту выполнения может базироваться на гидроэлектростанции согласно первому варианту выполнения. Турбина 400 расположена по существу в зоне второго участка 200 (см. фиг. 1) гидроэлектростанции. Турбина 400 имеет наконечник 410 (первый конец) и второй конец 420, который в направлении 10 потока располагается за первым концом 410. Между первым и вторым концами 410, 420 предусмотрено множество турбинных лопаток 440, которые закреплены в ступице 430 с возможностью поворота. Угол установки лопаток 440 может регулироваться посредством блока 460 регулирования угла установки, в частности гидравлически.In FIG. 2 schematically shows a section of a hydroelectric power station according to a second embodiment. The hydroelectric power station according to the second embodiment may be based on the hydroelectric power station according to the first embodiment. The turbine 400 is located substantially in the area of the second portion 200 (see FIG. 1) of the hydroelectric power station. The turbine 400 has a tip 410 (first end) and a second end 420, which in the flow direction 10 is located behind the first end 410. Between the first and second ends 410, 420 there are many turbine blades 440, which are rotatably fixed in the hub 430. The angle of installation of the blades 440 can be adjusted by block 460 adjusting the angle of installation, in particular hydraulically.

Блок 460 регулирования угла установки содержит гидравлический цилиндр 450 двойного действия. Цилиндр 450 содержит поршень 453 в объеме 451 и делит этот объем 451 на первую и вторую камеры 451, 452. Кроме того, цилиндр содержит поршневой шток 470 (с гидравлическими линиями) и гидравлический передаточный блок 480.Block 460 adjusting the angle of installation contains a hydraulic cylinder 450 double acting. The cylinder 450 contains a piston 453 in a volume 451 and divides this volume 451 into first and second chambers 451, 452. In addition, the cylinder contains a piston rod 470 (with hydraulic lines) and a hydraulic transmission unit 480.

Регулирование угла установки турбинных лопаток 440 согласно второму варианту выполнения осуществляется посредством гидравлической системы, работающей на воде. Исполнительный цилиндр 450 двойного действия расположен в ступице 410, 430 турбины 400. Гидравлическая линия 610, 620 образована во вращающейся части, например, в виде удлиненных отверстий в валу 600. От вала 600 она проходит в ступицу 430 и через гидравлическую передачу 480 в удлиненные отверстия в поршневом штоке 470. С помощью гидравлического передаточного блока 480 может осуществляться осевое перемещение поршневого штока 470 при одновременной передаче гидравлической жидкости. В зоне участка 220 может быть предусмотрен блок 1000 аварийного отключения, который может взаимодействовать с турбинными лопатками 440, когда имеется дисбаланс. В таком случае срабатывает блок 1000 аварийного отключения и турбина останавливается.The angle of installation of the turbine blades 440 according to the second embodiment is carried out by means of a hydraulic system operating on water. The double-acting actuating cylinder 450 is located in the hub 410, 430 of the turbine 400. The hydraulic line 610, 620 is formed in the rotating part, for example, in the form of elongated holes in the shaft 600. From the shaft 600, it passes into the hub 430 and through the hydraulic transmission 480 to the elongated holes in the piston rod 470. Using the hydraulic transmission unit 480, axial movement of the piston rod 470 can be carried out while transmitting the hydraulic fluid. In the area of section 220, an emergency shutdown unit 1000 may be provided that can interact with turbine blades 440 when there is imbalance. In this case, the emergency shutdown unit 1000 is triggered and the turbine stops.

На фиг. 3 схематически показано сечение турбины для гидроэлектростанции согласно третьему варианту выполнения. Турбина имеет наконечник (первый конец) 410 и поворотную ступицу 430 с множеством турбинных лопаток 440. Кроме того, турбина содержит гидравлический цилиндр 450 двойного действия в зоне первого конца 410, поршневой шток 470 с гидравлическими линиями 471, 472 и гидравлический передаточный блок 480. К турбине примыкает вал 600. Первая гидравлическая линия 610 имеет первый, второй и третий участки 611, 612, 613, а вторая гидравлическая линия 620 имеет первый, второй и третий участки 621, 622, 623. Первый участок 611 первой гидравлической линии 610 и первый участок 621 второй гидравлической линии 620 выполнены на валу 600. Второй участок 612 первой гидравлической линии 610 и второй участок 622 второй гидравлической линии 620 выполнены в ступице 430. Третий участок 613 первой гидравлической линии 610 и третий участок 623 второй гидравлической линии 620 выполнены в гидравлическом передаточном блоке 480 и в передаточном цилиндре соответственно.In FIG. 3 schematically shows a section of a turbine for a hydroelectric power station according to a third embodiment. The turbine has a tip (first end) 410 and a rotary hub 430 with many turbine blades 440. In addition, the turbine contains a double-acting hydraulic cylinder 450 in the area of the first end 410, a piston rod 470 with hydraulic lines 471, 472 and a hydraulic transmission unit 480. K the shaft 600 is adjacent to the turbine. The first hydraulic line 610 has a first, second and third sections 611, 612, 613, and the second hydraulic line 620 has a first, second and third sections 621, 622, 623. The first section 611 of the first hydraulic line 610 and the first section 621 second guide the line 620 is made on the shaft 600. The second section 612 of the first hydraulic line 610 and the second section 622 of the second hydraulic line 620 are made in the hub 430. The third section 613 of the first hydraulic line 610 and the third section 623 of the second hydraulic line 620 are made in the hydraulic transmission unit 480 and in the transfer cylinder, respectively.

Третий участок 613 первой гидравлической линии 610 выходит в первый участок 481 гидравлического передаточного блока 480. Третий участок 623 второй гидравлической линии 620 выходит во второй участок 484 гидравлического передаточного блока 480.The third section 613 of the first hydraulic line 610 goes into the first section 481 of the hydraulic transmission unit 480. The third section 623 of the second hydraulic line 620 goes into the second section 484 of the hydraulic transmission unit 480.

В поршневом штоке 470 выполнены первый и второй гидравлические каналы 471, 472. Первый конец 471а первого гидравлического канала 471 выходит в зону первого участка 482 гидравлического передаточного блока 480. Второй конец 471b гидравлической линии 471 выходит в первый участок 451 гидравлической камеры. Первый участок 472а второй гидравлической линии 472 заканчивается в зоне третьего участка 483 гидравлического передаточного блока 480. Второй конец 472b второй гидравлической линии 472 заканчивается во второй камере 452, которая может быть выполнена в виде кольца. Первый участок 481 и третий участок 483 гидравлического передаточного блока 480 могут быть выполнены в виде окружного кольца или канала. Тем самым возникает соединение между первым и третьим участками 481, 483, которое служит для того, чтобы гидравлическая жидкость могла протекать из третьего участка 613 во второй гидравлический канал 472 (или наоборот). Второй участок 484 и первый участок 482 гидравлического передаточного блока 480 тоже могут образовывать кольцо или окружной канал, так что первый и второй участки 482, 484 могут быть образованы как один общий участок. Благодаря этому гидравлическая жидкость может течь от первого гидравлического канала 471 к третьему участку 623 второй гидравлической линии 620 (или наоборот).The first and second hydraulic channels 471, 472 are formed in the piston rod 470. The first end 471a of the first hydraulic channel 471 extends into the region of the first section 482 of the hydraulic transmission unit 480. The second end 471b of the hydraulic line 471 extends into the first section 451 of the hydraulic chamber. The first section 472a of the second hydraulic line 472 ends in the region of the third section 483 of the hydraulic transmission unit 480. The second end 472b of the second hydraulic line 472 ends in a second chamber 452, which may be in the form of a ring. The first portion 481 and the third portion 483 of the hydraulic transmission unit 480 may be in the form of a circumferential ring or channel. This creates a connection between the first and third sections 481, 483, which serves to ensure that hydraulic fluid can flow from the third section 613 into the second hydraulic channel 472 (or vice versa). The second section 484 and the first section 482 of the hydraulic transmission unit 480 can also form a ring or a circumferential channel, so that the first and second sections 482, 484 can be formed as one common section. Due to this, the hydraulic fluid can flow from the first hydraulic channel 471 to the third section 623 of the second hydraulic line 620 (or vice versa).

Блок 460 регулирования угла установки турбинных лопаток 440 связан с поршневым штоком 470, так что этот блок 460 регулирования угла установки движется, когда движется поршневой шток 470.Block 460 adjusting the angle of installation of the turbine blades 440 is connected with the piston rod 470, so that this block 460 adjusting the angle of installation moves when the piston rod 470 moves.

На фиг. 4 схематически показано сечение турбины согласно третьему варианту выполнения. Конструкция турбины согласно фиг. 4 соответствует конструкции турбины по фиг. 3. В представленном на фиг. 4 случае гидравлическая жидкость (например, вода) нагнетается в первую гидравлическую линию 610. Затем гидравлическая жидкость течет через первый, второй и третий участки 611, 612, 613 первой гидравлической линии 610 в четвертый участок 481 гидравлического передаточного блока 480. Так как четвертый и третий участки 481, 483 гидравлического передаточного блока 480 выполнены как окружное кольцо или канал, то гидравлическая жидкость течет затем через это кольцо или кольцевой канал 481, 483 через первый конец 472а гидравлической линии 472 сквозь вторую гидравлическую линию 472 ко второму концу 472b гидравлической линии 470, а оттуда в гидравлическую камеру 452. Таким образом, давление во второй гидравлической камере 452 увеличивается, так что гидравлический цилиндр двойного действия движется влево. Гидравлическая жидкость в первой гидравлической камере 451 течет тогда от второго к первому концу 471b, 471а второго канала 471 и к участку 482 гидравлического передаточного блока 480, т.е. к кольцу или кольцевому каналу 482, 483. От первого участка 482 гидравлическая жидкость течет ко второму участку 483 и от этого участка через участки 623, 622 и 621 во вторую гидравлическую линию 620. Таким образом, когда гидравлическая жидкость накачивается в первую гидравлическую линию 610, то поршневой шток 472 (а тем самым и блок 460 регулирования угла установки) движется влево, т.е. против направления 10 потока.In FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a turbine according to a third embodiment. The turbine design of FIG. 4 corresponds to the design of the turbine of FIG. 3. In the embodiment of FIG. 4 case, hydraulic fluid (eg, water) is pumped into the first hydraulic line 610. Then, the hydraulic fluid flows through the first, second and third sections 611, 612, 613 of the first hydraulic line 610 into the fourth section 481 of the hydraulic transmission unit 480. Since the fourth and third sections 481, 483 of the hydraulic transmission unit 480 are designed as a circumferential ring or channel, then the hydraulic fluid then flows through this ring or ring channel 481, 483 through the first end 472a of the hydraulic line 472 through the second hydraulic kuyu line 472 to the second end 472b of the hydraulic line 470, and thence into the hydraulic chamber 452. Thus, the pressure in the second hydraulic chamber 452 is increased, so that the double acting hydraulic cylinder moves to the left. The hydraulic fluid in the first hydraulic chamber 451 then flows from the second to the first end 471b, 471a of the second channel 471 and to the portion 482 of the hydraulic transmission unit 480, i.e. to the ring or annular channel 482, 483. From the first section 482, hydraulic fluid flows to the second section 483 and from this section through sections 623, 622 and 621 to the second hydraulic line 620. Thus, when the hydraulic fluid is pumped into the first hydraulic line 610, then the piston rod 472 (and thereby the installation angle control unit 460) moves to the left, i.e. against direction 10 of the flow.

На фиг. 5 схематически показано сечение турбины согласно третьему примеру выполнения. Выполнение турбины по фиг. 5 соответствует выполнению турбины по фиг. 3 или фиг. 4. На фиг. 5 показана ситуация, когда гидравлическая жидкость вводится через вторую гидравлическую линию 620. Таким образом, гидравлическая жидкость течет по второй гидравлической линии 620 в первый, второй и третий участки 621, 622, 623. Оттуда гидравлическая жидкость течет через участок 483 в участок 482, т.е. по кольцу или кольцевому каналу. От участка 482 гидравлическая жидкость течет в первый конец 471а гидравлической линии 471 в поршневой шток 470. Затем гидравлическая жидкость течет по первой гидравлической линии 471 вплоть до второго конца 471b, а оттуда в первую гидравлическую камеру 451, так что поршневой шток 470 движется вправо, т.е. в направлении 10 потока. Таким образом, гидравлическая жидкость течет из второй камеры 452 через второй конец 472b второй гидравлической линии 472 ко второму концу 472а второй гидравлической линии, а оттуда в участок 484 и дальше, в участок 481. Из участка 481 гидравлическая жидкость снова течет через участки 613, 612 и 611, а оттуда в первую гидравлическую линию 610. Первая гидравлическая линия 610 имеет первый участок 611 (в валу или, соответственно, на валу 600), второй участок 612 в ступице 430 и третий участок 613 в гидравлическом передаточном блоке 480.In FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a turbine according to a third exemplary embodiment. The embodiment of the turbine of FIG. 5 corresponds to the embodiment of the turbine of FIG. 3 or FIG. 4. In FIG. 5 shows the situation when the hydraulic fluid is introduced through the second hydraulic line 620. Thus, the hydraulic fluid flows through the second hydraulic line 620 to the first, second and third sections 621, 622, 623. From there, the hydraulic fluid flows through section 483 to section 482, t .e. along the ring or annular channel. From section 482, the hydraulic fluid flows to the first end 471a of the hydraulic line 471 to the piston rod 470. Then, the hydraulic fluid flows through the first hydraulic line 471 up to the second end 471b, and from there to the first hydraulic chamber 451, so that the piston rod 470 moves to the right, t .e. in the direction of flow 10. Thus, the hydraulic fluid flows from the second chamber 452 through the second end 472b of the second hydraulic line 472 to the second end 472a of the second hydraulic line, and from there to section 484 and further to section 481. From section 481, the hydraulic fluid flows again through sections 613, 612 and 611, and from there to the first hydraulic line 610. The first hydraulic line 610 has a first section 611 (in the shaft or, respectively, on the shaft 600), a second section 612 in the hub 430 and a third section 613 in the hydraulic transmission unit 480.

Согласно изобретению линейное поступательное движение поршневого штока 470 преобразуется в поворотное движение турбинных лопаток 440 для регулирования угла установки. Это осуществляется посредством блока 460 регулирования угла установки. Блок 460 регулирования угла установки предусмотрен на поршневом штоке 470. Блок 460 регулирования угла снабжен пазами 461, которые выполнены на его концах, обращенных к роторным лопаткам. Блок 460 регулирования угла установки дополнительно снабжен салазками 462 для каждой турбинной лопатки, которые в зоне вблизи ножек турбинных лопаток соединены с этими турбинными лопатками. Такие салазки 462 могут перемещаться в пазах, соответственно направляться пазами 461. При этом салазки 462 выполняют прямолинейное движение под углом 90° относительно оси поршневого штока. Роторные лопатки 440 закреплены в ступице 430 с помощью осевого подшипника. Салазки 462 по пазам 461 перемещаются в блоке 460 регулирования угла установки. Блок 460 регулирования угла установки содержит, далее, установочную шайбу 463, которая имеет поворотную цапфу 464. Поворотная цапфа 464 содержит опору для салазок 462, чтобы салазки могли осуществлять вращательное движение. Салазки 462 могут поворачиваться вокруг поворотной цапфы 464, так что линейное поступательно движение поршневого штока 460 преобразуется в поворотное движение турбинных лопаток.According to the invention, the linear translational movement of the piston rod 470 is converted into a rotational movement of the turbine blades 440 to adjust the installation angle. This is done by the installation angle adjusting unit 460. Block 460 adjust the angle of installation is provided on the piston rod 470. Block 460 angle control is provided with grooves 461, which are made at its ends facing the rotor blades. Block 460 adjusting the angle of installation is additionally provided with a slide 462 for each turbine blade, which in the area near the legs of the turbine blades are connected to these turbine blades. Such slides 462 can move in grooves, respectively guided by slots 461. In this case, the slide 462 perform a rectilinear movement at an angle of 90 ° relative to the axis of the piston rod. Rotor blades 440 are mounted in the hub 430 using an axial bearing. The slide 462 along the grooves 461 are moved in block 460 adjusting the angle of installation. The mounting angle adjusting unit 460 further comprises a mounting washer 463, which has a pivot pin 464. The pivot pin 464 includes a support for the slide 462 so that the slide can rotate. The slide 462 can rotate around the pivot pin 464, so that the linear translational movement of the piston rod 460 is converted into a rotary movement of the turbine blades.

Таким образом, салазки 462 посредством поворотной цапфы 464 установлены с возможностью вращения. Салазки перемещаются 462 в пазу 461, так что линейное движение поршневого штока преобразуется в поворотное движение.Thus, the slide 462 is rotatably mounted by means of a pivot pin 464. The slide moves 462 into the groove 461, so that the linear movement of the piston rod is converted into a rotary movement.

На фиг. 6 схематично показано сечение турбины с соответствующим валом для гидроэлектростанции согласно четвертому варианту выполнения. При этом турбина может соответствовать турбине по фиг. 3-5. Ступица 430 турбины 400 связана с валом 600, который в свою очередь может быть связан с генератором 900.In FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a turbine with a corresponding shaft for a hydroelectric power station according to a fourth embodiment. In this case, the turbine may correspond to the turbine of FIG. 3-5. The hub 430 of the turbine 400 is connected to a shaft 600, which in turn can be connected to a generator 900.

На фиг. 7А и 7В показан соответствующий вид в перспективе генераторной рамы для размещения электрогенератора гидроэлектростанции. В частности, показана компоновка генераторной рамы по контуру S-образной трубы. Генераторная рама 800 имеет дно 810, а также две боковых полки 820. При этом боковые полки 820 проходят под таким углом к дну 810, что электрогенератор 900 может разместиться между ними и удерживаться этими полками 820 и дном 810. Полки на своей внешней стороне имеют множество листов 821. На их внутренней стороне предусмотрено множество ребер 822. Дно 810 тоже имеет множество ребер 811, которые могут быть ориентированы по ребрам 822. Генераторная рама согласно изобретению может быть снабжена тонкими бетонными стенками и несмотря на это быть непроницаемой для воды. Такая рама может служить для защиты генератора.In FIG. 7A and 7B show a corresponding perspective view of a generator frame for accommodating a hydroelectric power generator. In particular, the arrangement of the generator frame along the contour of an S-shaped pipe is shown. The generator frame 800 has a bottom 810, as well as two side shelves 820. In this case, the side shelves 820 extend at such an angle to the bottom 810 that the generator 900 can be placed between them and held by these shelves 820 and the bottom 810. The shelves on their outer side have many sheets 821. A plurality of ribs 822 are provided on their inner side. The bottom 810 also has a plurality of ribs 811, which can be oriented along the ribs 822. The generator frame according to the invention can be provided with thin concrete walls and, despite this, be impervious to dy. Such a frame can serve to protect the generator.

На фиг. 8 схематично показано сечение турбины для гидроэлектростанции согласно шестому примеру выполнения. Конструкция турбины согласно шестому примеру выполнения может соответствовать конструкции турбины согласно третьему примеру выполнения или может базироваться на ней. Турбина имеет острие, соответственно наконечник 410, ступицу 430 и множество турбинных лопаток 440. Посредством блока 460 регулирования угла установки можно регулировать угол установки роторных лопаток 440. Блок 460 регулирования угла установки связан с поршневым штоком 470, так что движение поршневого штока 470 ведет к движению блока 460 регулирования угла установки. Блок 460 регулирования угла установки снабжен пазами 461, которые предусмотрены на его обращенных к роторным лопаткам 440 концах. Блок 460 регулирования угла установки имеет также салазки 442 для каждой турбинной лопатки 440, которые в зоне вблизи ножек турбинных лопаток 440 соединены с этими турбинными лопатками 440. Салазки 462 могут перемещаться по пазу или направляться пазом 461. Движение поршневого штока 470 ведет к линейному поступательному движению блока регулирования угла установки, так что салазки 462 тоже могут двигаться в пазах 461. На расположенном вблизи ножки конце турбинной лопатки предусмотрена установочная шайба 463. В частности, эта установочная шайба 463 посредством поворотной цапфы 464, так что эта установочная шайба 463 может двигаться вместе с салазками 462.In FIG. 8 schematically shows a section of a turbine for a hydroelectric power station according to a sixth embodiment. The design of the turbine according to the sixth exemplary embodiment may correspond to the design of the turbine according to the third exemplary embodiment or may be based on it. The turbine has a tip, respectively a tip 410, a hub 430, and a plurality of turbine blades 440. By means of the installation angle control unit 460, the angle of installation of the rotor blades 440 can be adjusted. The installation angle adjustment unit 460 is connected to the piston rod 470, so that the movement of the piston rod 470 leads to movement block 460 adjust the angle of installation. Block 460 adjusting the angle of installation is provided with grooves 461, which are provided on its facing rotor blades 440 ends. Block 460 adjusting the angle of installation also has a slide 442 for each turbine blade 440, which in the area near the legs of the turbine blade 440 are connected to these turbine blades 440. The slide 462 can move along the groove or be guided by the groove 461. The movement of the piston rod 470 leads to a linear translational movement a unit for adjusting the installation angle, so that the slide 462 can also move in the grooves 461. An installation washer 463 is provided at the end of the turbine blade close to the leg. In particular, this installation washer 463 is provided with om stub axle 464, so that the mounting washer 463 can move together with the carriage 462.

На фиг. 9 схематично показана турбина для гидроэлектростанции согласно шестому примеру выполнения. На фиг. 9 некоторые элементы турбины для гидроэлектростанции не показаны, чтобы можно было лучше представить установочную шайбу 463, салазки 462 и пазы 461. Установочная шайба 463 закреплена на роторных лопатках 440. На установочной шайбе 463 могут быть предусмотрены салазки 462, которые также могут входить с зацеплением в пазы 461 на блоке 460 регулирования угла установки. Движение блока 460 регулирования угла установки вызывает движение салазок 462, которые находятся в пазах, и тем самым вызывает изменение угла установки турбинных лопаток 440.In FIG. 9 schematically shows a turbine for a hydroelectric power station according to a sixth embodiment. In FIG. 9, some elements of the turbine for a hydroelectric power station are not shown, so that it is possible to better visualize the mounting washer 463, the slide 462 and the grooves 461. The mounting washer 463 is mounted on the rotor blades 440. The mounting washer 463 may be provided with a slide 462, which can also engage grooves 461 on the installation angle control block 460. The movement of the installation angle control unit 460 causes the movement of the slide 462, which are in the grooves, and thereby causes a change in the installation angle of the turbine blades 440.

На фиг. 10 показано изображение выреза турбины для гидроэлектростанции согласно седьмому примеру выполнения. В зоне второго участка 200 может быть предусмотрен блок 1000 аварийного отключения. При этом блок 1000 аварийного отключения своим первым концом 1100 по меньшей мере частично заходит в участок, по которому протекает вода. Если турбинные лопатки 440 перестают вращаться без биения, то они могут войти в контакт с первым концом 1100 блока 1000 аварийного отключения. В таком случае вода, например, сможет протекать через первый конец 1100 внутрь второго участка 1200. Во втором участке предусмотрен поплавок 1300, который при проникновении воды через первый конец 1100 всплывает наверх, так что второй конец 1400 может вызвать срабатывание контакта.In FIG. 10 shows a cutout of a turbine for a hydroelectric power station according to a seventh embodiment. An emergency shutdown unit 1000 may be provided in the area of the second portion 200. At the same time, the emergency shutdown unit 1000 with its first end 1100 at least partially enters the area through which the water flows. If the turbine blades 440 stop rotating without beating, then they may come into contact with the first end 1100 of the emergency shutdown unit 1000. In this case, water, for example, can flow through the first end 1100 into the second portion 1200. In the second portion, a float 1300 is provided, which, when water penetrates through the first end 1100, floats up so that the second end 1400 can cause a contact to be triggered.

На фиг. 11 схематично показан предохранительный выключатель для турбины гидроэлектростанции согласно седьмому примеру ее выполнения. Этот блок 1000 аварийного отключения имеет первый конец 1100 и второй конец 1400. Между ними располагается средний участок 1200 и поплавок 1300. В случае дисбаланса турбинных лопаток 440 часть первого конца 1100 может быть повреждена, так что вода сможет попасть внутрь блока отключения. В среднем участке 1200 расположен поплавок 1300 с первым концом 1310 и вторым концом 1330. Между ними может быть предусмотрен поплавковый элемент 1320. Когда вода затекает внутрь этого среднего участка 1200, поплавок 1300 поднимается к поверхности воды. Когда средний участок 1200 заполнен, поплавок 1300 плавает сверху, так что второй участок 1400 может вызвать срабатывание контакта.In FIG. 11 schematically shows a safety switch for a hydroelectric turbine according to a seventh embodiment. This emergency shutdown unit 1000 has a first end 1100 and a second end 1400. Between them is the middle portion 1200 and the float 1300. If the turbine blades 440 are unbalanced, part of the first end 1100 may be damaged so that water can enter the shutdown unit. In the middle portion 1200, a float 1300 is located with a first end 1310 and a second end 1330. A float element 1320 may be provided between them. When water flows inside this middle portion 1200, the float 1300 rises to the surface of the water. When the middle portion 1200 is full, the float 1300 floats from above, so that the second portion 1400 can cause the contact to trip.

Claims

1. Hydroelectric power station containing
the first section (100), the inner diameter of which decreases in the direction of flow,
adjacent to the first section (100) of the second section (200) to accommodate the turbine (400), and the inner diameter of the second section has at least partially a spherical contour,
moreover, the turbine (400) contains many turbine blades (440), which are located inside the second section (200) in the area of the inner diameter with a spherical contour, and
block (1000) emergency shutdown in the area of the second section (200),
moreover, the emergency shutdown unit (1000) with its first end (1001) at least partially enters the second section through which the water flows, so that in the case when the turbine blades (440) stop rotating without beating, the turbine blades come into contact with the first the end (1100) of the emergency shutdown unit (1000) and thereby trigger the emergency shutdown unit (1000).

2. Hydroelectric power station according to claim 1, in which the turbine contains a hub (430),
many turbine blades (440), which are provided on the hub (430),
a unit (460) for adjusting the installation angle, which is connected with the turbine blades (440), for regulating the installation angle of the turbine blades
a double-acting hydraulic cylinder (450) and a piston rod (470) connected thereto,
moreover, the piston rod (470) is connected with the installation angle control unit (460) in such a way that the installation angle control unit (460) rotates when the piston rod (470) moves in the longitudinal direction,
moreover, the double-acting hydraulic cylinder (450) is provided in the hydraulic chamber, which are connected by the first and second hydraulic lines, so that by supplying the hydraulic fluid through the first or second hydraulic line, the double-acting hydraulic cylinder is moved and thereby connected to the piston rod ( 470) and the installation angle control unit (460) controls the installation angle of the turbine blades (440).

3. Hydroelectric power station according to claim 2, further comprising a first and second hydraulic line (610, 620) for supplying and discharging hydraulic fluid, the first and second hydraulic lines (471, 472) in the piston rod (470) connected to the first and second hydraulic lines (610, 620) of the shaft (600), so that the flow of hydraulic fluid through the first and second hydraulic lines (610, 620) into the first and second hydraulic lines (471, 472) of the piston rod (470) into the hydraulic chamber (451, 452) to move the double-acting hydraulic cylinder and I.

4. Hydroelectric power station according to claim 2 or 3, in which
the hydraulic chamber is divided by a double-acting hydraulic cylinder (450) into the first and second chambers (451, 452),
moreover, the first hydraulic line (471) of the piston rod (470) goes into the first chamber (451), and the second hydraulic line (472) goes into the second chamber (452).